GenDna | СМИ | Медицинская генетика | Химия | Архив



Главная

27. ИММУНИТЕТ К БАКТЕРИЯМ

27.gif (17557 bytes)

В отличие от вирусов, бактерии — клеточные организмы, вполне способные к независимому метаболизму. Тем не менее многие из них предпочитают временно или постоянно паразитировать. В экономически развивающихся странах подавляющее большинство инфекционных заболеваний вызывается бактериями и вирусами.

Большая часть бактерий уничтожается в организме в результате фагоцитоза. Основные защитные механизмы бактерий (на рисунке слева внизу), помогающие им выжить, связаны с капсулой (предупреждение прилипания), клеточной стенкой или оболочкой (предупреждение переваривания) и освобождением экзотоксинов (повреждение фагоцитов и других клеток). К счастью, большинство капсул и токсинов высокоантигенны, и антитела преодолевают многие их эффекты, что положено в основу большинства антибактериальных вакцин. На рисунке процессы, благоприятные для бактерий и опасные для хозяина, показаны пунктирными линиями.

Бактерии, в отличие от более высокоорганизованных организмов (от грибов до человека), являются прокариотами, поэтому их молекулы чужеродны для человека в большей степени, чем молекулы эукариотов (грибы, простейшие, гельминты). Возможно, поэтому иммунной системе человека проще специфически реагировать на бактерии, чем на более развитые ядросодержащие паразиты. Пожалуй, самое совершенное вещество, действующее на бактерии и безвредное для клеток хозяина, — естественный антибиотик лизоцим (по крайней мере, он был им до наступления эры антибиотиков, которые, как и лизоцим, открыл А. Флеминг).

Как и в случае с вирусами, наиболее вирулентные и устойчивые бактериальные инфекции имеют зоонозную природу, например чума (крысы) и бруцеллёз (крупный рогатый скот). Клеточный иммунный ответ на бактерии, способные выживать в макрофагах, например на туберкулёзные палочки, обычно приводит к серьёзным повреждениям тканей (рис. 35). Не случайно кожная реакция замедленной гиперчувствительности, характеризующая Т-клеточный иммунитет, долгое время называлась бактериальной аллергией.

Клеточная стенка (оболочка). На поверхности плазматической мембраны (на рисунке — М) бактерии имеют оболочку (клеточная стенка) из мукопептида пептидогликана (ПГк). Лизоцим, действуя на стенку бактерии, прерывает связи N-ацетил-мурамовой кислоты с N-ацетилглюкозамином. Кроме этого, грамотрицательные бактерии имеют вторую мембрану с липополисахаридами (ЛПС, называемый также эндотоксином).

Жгутики — главное средство передвижения бактерии. Содержат высокоантигенные белки (например, Н-антигены возбудителей брюшного тифа), активно стимулирующие синтез антител.

Фимбрии используются бактериями для прикрепления к клеткам. Присоединение может быть блокировано антителами (например, IgA против гонококков).

Капсула. Многие бактерии вирулентны именно из-за капсул, которые защищают их от контакта с фагоцитами. Большинство капсул состоит из больших разветвлённых полисахаридных молекул, но некоторые — из белков. Интересно, что многие полисахариды капсулы и некоторые белки жгутиков являются Т-независимыми антигенами (рис. 17). Поскольку считается, что Т-независимые антитела были первыми антителами, появившимися в процессе эволюции (рис. 3), это ещё раз подтверждает, что бактерии были главным стимулом для развития антителообразуюшей системы. Примеры инкапсулированных бактерий — пневмококки, менингококки, гемофильные бактерии.

Экзотоксины отличаются от эндотоксинов (ЛПС), находящихся в клеточных стенках. Грамположительные (ГРАМ+) бактерии часто секретируют белки с деструктивными свойствами против фагоцитов, локальных тканей, ЦНС и т.д. Часто экзотоксины становятся причиной летального исхода инфекции. Кроме того, существуют белки, известные как агрессины. Разрушая ткани хозяина, они способствуют распространению бактерий.

БАКТЕРИИ

На рисунке бактерии приведены не в соответствии с классификацией, а в связи с их распространённостью. Некоторые виды бактерий приведены ниже.

Стрептококки обычно классифицируются либо по гемолитическим экзотоксинам (a, b, g), либо по антигенам клеточных стенок (группы A-Q). Наиболее патогенны b-гемолитические стрептококки группы А. Они несут капсулы (М-белок) для прикрепления к слизистым мембранам, устойчивы к фагоцитозу, выделяют многочисленные экзотоксины (например, вызывающие симптоматику скарлатины), неперевариваемость оболочки вызывает сильный клеточный иммунный ответ, имеют антигены, перекрёстно реагирующие с сердечной мышцей (ревматическая лихорадка). Иммунные комплексы, включающие их, участвуют в поражении почек.

Стафилококки — крайне разрушительные микроорганизмы, вызывающие абсцессы. Секретируют множество токсинов, в том числе антифагоцитарные факторы, включая фермент коагулазу и белок А, который блокирует опсонизацию, присоединяясь к Fc-фрагменту IgG.

Пневмококки, менингококки классифицируются по антигенной структуре капсулы. Особенно вирулентны в тропических странах. Применение вакцин из полисахаридов капсулы оказывается высокоэффективным в предотвращении эпидемий. Этим инфекциям особенно подвержены больные с дефицитом антителообразования (рис. 39).

Гонококки. Присоединение гонококков к слизистым оболочкам может блокироваться антителами класса IgA. В свою очередь гонококки выделяют протеазы, разрушающие IgA. Инфекция редко излечивается полностью и чаще приводит к бактерионосительству. Кроме того, гонококки — единственные бактерии, в отношении которых установлено литическое действие комплемента.

Микобактерии туберкулёза и лепры имеют высокоустойчивые клеточные стенки, богатые липидами, успешно противостоящие действию лизосомальных ферментов и препятствующие слиянию фагосомы и лизосомы в фагоцитах. Клеточный иммунный ответ, переходя в хроническую стадию, вызывает многочисленные повреждения тканей и рубцевание. При лепре локализация или распространение возбудителей зависит от преобладания соответственно клеточной и антительной форм иммунного ответа.

Шигеллы и возбудителя холеры обитают только в кишечнике. Патогенное действие обусловлено выделением экзотоксинов. Антитоксические вакцины создают иммунитет гораздо менее эффективно, чем естественная инфекция. Ведутся работы по созданию ослабленных штаммов методами генной инженерии (рис. 41).

Сальмонеллы (например, Salmonella typhi) инфицируют кишечник. Способны выживать и развиваться в макрофагах.

Столбнячная палочка выделяет экзотоксины, быстро поражающие ЦНС. Антитела (антитоксины) высокоэффективно блокируют действие токсинов. Пример того, что не требуется участия макрофагов и комплемента.

Дифтерийная палочка также выделяет мощные нейротоксины, но смерть при инфекции может произойти в результате локального повреждения тканей гортани.

Бледная трепонема (возбудитель сифилиса) — бактерия, которая выдерживает все формы иммунной атаки, не укрываясь в клетках хозяина. В реакции Вассермана используются аутоантитела к митохондриальному кардиолипину. Очевидно, перекрёстные реакции такого рода происходят вследствие мимикрии бактерий под антигены хозяина, которые таким образом избегают реакций со стороны иммунной системы. Продуцируемые аутоантитела способны вызвать повреждение тканей хозяина (рис. 36).

Боррелии — другой вариант спирохет: обладают свойством, выявленным у некоторых вирусов и простейших, варьировать своими поверхностными антигенами, что сильно затрудняет антительный иммунный ответ. В результате инфекционное заболевание характеризуется периодическими приступами (возвратная лихорадка).





2013 Copyright © GenDNA.ru HTML Версия v.2016 | PeterLife и компания
использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт
Угостить администратора сайта, чашечкой кофе *https://paypal.me/peterlife

Яндекс.Метрика Яндекс цитирования