Основы микробиологии и иммунологии кратко
Обновлено: 02.07.2024
Каждый организм имеет генетическую уникальность, это означает, что его клетки содержат особую наследственную информацию, отличную от информации клеток других живых организмов. Генетическая уникальность является основой существования организма как целостной системы.
В реальной жизни постоянно существует опасность появления чужеродного генетического материала. Для сохранения генетической индивидуальности организма природа создала специальную систему защиты, названную иммунитет (от лат. immunitas –освобождение, избавление).
Иммунная система- совокупность органов, тканей и клеток, обеспечивающих клеточно- генетическое постоянство организма.
Выделяют центральные (костный мозг - кроветворный орган, вилочковая железа или тимус) и периферические (селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани в собственном слое слизистых оболочек кишечного типа) органы иммунитета.
Клетки-предшественники иммунокомпетентных клеток продуцируются костным мозгом. Часть стволовых клеток становятся лимфоцитами. Лимфоциты подразделяют на два класса- Т и В. Предшественники Т- лимфоцитов мигрируют в тимус, где созревают в клетки, способные участвовать в иммунном ответе. У человека -лимфоциты созревают в костном мозге. Зрелые В и Т- лимфоциты заселяют периферические лимфоузлы. Таким образом, центральные органы иммунной системы осуществляют образование и созревание иммунокомпетентных клеток. Периферические органы обеспечивают адекватный иммунный ответ - “обработку” антигена, его распознавание и клональную пролиферацию лимфоцитов (дифференцировку).
Иммунитет (от лат. immunitas — освобождение, избавление от чего-либо) — защита организма от генетически чужеродных веществ (антигенов) экзогенного или эндогенного происхождения с целью сохранения и поддержания гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, а также биологической (антигенной) индивидуальности и видовых различий.
Чужеродный биологический материал может быть, как внешнего происхождения, экзогенный (бактерии, вирусы, грибы, простейшие), так и эндогенного, внутреннего происхождения (опухолевые клетки).
Ежедневно в организме человека образуется около 100 млрд. новых клеток, из них примерно 100 тыс. имеют мутации, а значит, являются генетически чужеродными.
Выделяют две основные формы иммунитета: видовой (неспецифический, врожденный) и приобретенный (специфический, адаптивный).
В основе видового иммунитета лежат различные механизмы естественной неспецифической устойчивости. Среди них: кожные покровы и слизистые оболочки, нормальная микрофлора организма, фагоцитоз, воспаление, лихорадка, система комплемента, барьерные механизмы лимфоузлов, противомикробные вещества, выделительные системы организма, главная система гистосовместимости.
Кожа и слизистые являются механическим (анатомическим) барьером, обладают бактерицидной активностью. Слизь, лизоцим, желудочный сок, слезная жидкость, слюна, деятельность мерцательного эпителия способствует защите слизистых оболочек.
Нормальная микрофлора организма препятствует заселению организма посторонней микрофлорой (конкуренция за субстраты, различные формы антагонизма, в т.ч. выделение антибиотических веществ, изменение рН среды и др.).
Фагоцитоз и система комплемента - защита организма против микроорганизмов, преодолевших поверхностные барьеры. Клеточные факторы системы иммунитета - фагоциты, поглощающие и разрушающие патогенные микроорганизмы, и другой генетически чужеродный материал. Представлены полиморфоядерными лейкоцитами или гранулоцитами - нейтрофилами, эозинофилами и базофилами, а также моноцитами и тканевыми макрофагами.
Значение фагоцитирующих клеток для защиты организма впервые доказал И.И.Мечников, разработавший фагоцитарную теорию иммунитета.
Фагоцитоз - не только уничтожение чужеродного, но и представление антигена для запуска иммунных реакций и секреции медиаторов иммунных и воспалительных реакций. Система макрофагов - центральное звено не только видового, неспецифического иммунитета, но и играет важную роль в приобретенном иммунитете, а также кооперации клеток в иммунном ответе.
Воспаление как защитная реакция организма на различные повреждения тканей возникло на более высокой ступени эволюции, чем фагоцитоз и характерно для высокоорганизованных организмов, обладающих кровеносной и нервной системами.
Инфекционное воспаление сопровождается различными сосудистыми и клеточными (включая фагоцитоз) реакциями, а также запуском целого ряда медиаторов воспалительных реакций (гистамина, серотонина, кининов, белков острой фазы воспаления, лейкотриенов и простагландинов, цитокинов, системы комплемента).
Лихорадка. Повышение температуры тела - защитная реакция организма, ухудшающая условия для размножения многих микроорганизмов, активирует макрофаги, ускоряет кровоток и усиливает обменные процессы в организме.
Барьерные функции лимфоузлов. Лимфатические узлы - своеобразный биологический фильтр для возбудителей, переносимых с лимфой. Микроорганизмы задерживаются и подвергаются действию макрофагов и активированных лимфоцитов.
Система комплемента - комплекс белков и гликопротеидов сыворотки крови. Отдельные компоненты опосредуют процессы воспаления, участвуют наряду с макрофагами в непосредственном уничтожении микроорганизмов и других чужеродных клеток (лизис бактерий и вирусов). В условиях физиологической нормы компоненты системы комплемента находятся в неактивной форме.
Система интерферонов.
Интерфероны - синтезируемые различными клетками организма гликопротеиды широкого спектра биологической активности (прежде всего антивирусной), быстрый ответ организма. Противовирусное действие проявляется в способности подавлять внутриклеточное размножение ДНК- и РНК- вирусов.
Киллерные клетки.
В обеспечении видового иммунитета существенную роль принадлежит Т- цитотоксическим лимфоцитам (Т- киллерам), а также главной системе гистосовместимости (совместимости тканей).
Приобретенный, или адаптивный, специфический иммунитет связывают со специфической функцией лимфоцитов. Антигенспецифические реакции этих клеток не являются врожденными. Они развиваются и закрепляются в ответ на массированное проникновение антигенов во внутреннюю среду организма. Такой тип иммунитета приобретается, формируется в течение жизни индивидуума и не передаётся по наследству.
Основные защитные функции иммунной системы – распознавание и элиминацию (удаление) чужеродных макромолекул – осуществляют иммунокомпетентные клетки (лимфоциты), а также продуцируемые ими макромолекулы – антитела (иммуноглобулины). Специфичность ответа реализуется через синтез антител и формирование клонов лимфоцитов, способных взаимодействовать только с одним из множества антигенов.
В условиях нормы активность иммунной системы незначительна, специфические антитела или отсутствуют, либо их мало. Контакт организма с антигеном провоцирует продукцию соответствующих антител, так и функциональное созревание специфического клона иммунных клеток.
Приобретенный иммунитет может быть
естественный (результат встречи с возбудителем) и искусственный (иммунизация),
активный (вырабатываемый) и пассивный (получаемый),
стерильный (без наличия возбудителя) и нестерильный (существующий в присутствии возбудителя в организме),
гуморальный и клеточный,
системный и местный,
по направленности - антибактериальный, антивирусный, антитоксический, противогрибковый, противоопухолевый, антитрансплантационный.
Естественный приобретённый иммунитет.
- естественный пассивный - приобретается пассивно, когда антитела от матери во время внутриутробного развития передаются плоду через плаценту. Передаются антитела против возбудителей тех болезней, которыми мать переболела или против которых была иммунизирована. При грудном вскармливании ребенок получает еще и секреторные иммуноглобулины А.
- естественный активный - приобретается в результате перенесенного заболевания, индивидуально, его продолжительность различна (в зависимости от свойств возбудителя и состояния иммунной системы организма, невосприимчивость может быть пожизненной (например, после кори), длительной (после брюшного тифа) или сравнительно кратковременной (после гриппа).
Искусственный приобретенный иммунитет
- искусственный пассивный - приобретается при введении в организм готовых антител. В таких ситуациях иммунная система реагирует пассивно, не участвуя в своевременном развитии соответствующих иммунных реакций. Готовые антитела получают иммунизацией животных (лошадей, коров) или людей-доноров. Препараты представлены чужеродным белком, и их введение нередко сопровождается развитием неблагоприятных побочных реакций. По этой причине подобные препараты применяют только с лечебными целями и не используют для плановой иммунопрофилактики. Иммунитет возникает сразу, длится 2-3 недели, если гетерологичные антитела (от лошади), и 4-5 недель, если антитела человеческие; достигается введением готовых антител или, реже, сенсибилизированных лимфоцитов. Применяют в целях экстренной профилактики столбняка, бешенства.
- искусственный активный - развивается после иммунизации ослабленными или убитыми микроорганизмами либо их антигенами. В обоих случаях организм активно участвует в создании невосприимчивости, отвечая развитием иммунного ответа и формированием пула клеток памяти. Как правило, активно приобретённая невосприимчивость устанавливается через несколько недель после иммунизации, сохраняется годами, десятилетиями или пожизненно; по наследству не передаётся. Вакцино- или иммунопрофилактика — важнейший инструмент в борьбе с инфекционными заболеваниями, создание активно приобретённой невосприимчивости.
По связи с возбудителем:
- стерильный (постинфекционный) иммунитет - сохраняется после элиминации возбудителя из организма (корь, дифтерия).
- инфекционный (нестерильный) иммунитет — особая форма приобретённой невосприимчивости; не является следствием перенесённой инфекции, обусловлен наличием инфекционного агента в организме (туберкулез). Устойчивость исчезает сразу после удаления возбудителя из организма. Состояние невосприимчивости развивается в результате вакцинации, серопрофилактики (введения сывороток) и других манипуляций. Устойчивость развивается быстро, обычно через несколько часов после введения препарата; сохраняется недолго и исчезает по мере удаления донорских AT из кровотока.
По охвату организма:
- системный, общий - охватывает весь организм;
- местный - охватывает какой-либо орган. Основная роль принадлежит IgA2. Эти иммуноглобулины связывают антигены, препятствуют адсорбции микробов, блокируя их рецепторы.
По механизму реализации
- гуморальный иммунный ответ (антителообразование).
Основой гуморального иммунного ответа является активация В-лимфоцитов и их дифференцировка в антителообразующие плазматические клетки — плазмациты (Р), которые синтезируют иммуноглобулины различных классов.
-клеточный иммунный ответ реализуется через систему Т-лимфоцитов, способных трансформироваться в несколько видов: Т-хелперы, помощники, Т-киллеры, Т-супрессоры. Т-хелперы так же способны контролировать механизмы гуморального иммунитета.
Характеристика инфекционного процесса
Инфекция (лат. inficio- заражать) - совокупность всех биологических явлений и процессов, возникающих в организме при внедрении и размножении в нем микроорганизмов, результат взаимоотношений между макро- и микроорганизмом в виде адаптационных и патологических процессов в организме т.е. инфекционного процесса.
Инфекционная болезнь - наиболее выраженная форма инфекционного процесса.
Инфекционный процесс может быть:
- по длительности: острый и хронический.
Острая циклическая инфекция заканчивается элиминацией (удалением) возбудителя или смертью больного. При хронической инфекции возбудитель длительно сохраняется в организме (это состояние называется персистенция).
- по степени распространения: локальный и генерализованный.
Локальный инфекционный процесс- возбудитель сосредоточен в определенном очаге, не выходя за его пределы, что сдерживает механизмы защиты. Если микроорганизм способен распространяться по организму, возникает генерализованный процесс. Существует два основных пути распространения - лимфогенный (по лимфатической системе) и гематогенный (по кровяным сосудам).
- по выраженности: манифестный и инаппарантный.
Манифестный (ярко выраженный) инфекционный процесс - инфекционная болезнь (типичная, атипичная, хроническая и т.д.). Бессимптомный (инаппарантный) инфекционный процесс характерен для латентной (скрытой) инфекции, размножение возбудителя в организме не сопровождается клиническими проявлениями, а только иммунными реакциями.
Инфекционные заболевания имеют ряд отличий от соматических, в том числе - наличие возбудителя, заразность, цикличность течения.
Инфекционные заболевания характеризуются цикличностью, сменой периодов.
1.Инкубационный период - от момента заражения до первых клинических признаков (процесс активного размножения возбудителя).
2.Продромальный период (предвестников) характеризуется общими неспецифическими проявлениями: недомоганием, головной болью, повышением температуры и другими симптомами преимущественно токсического генеза.
3.Период развития (разгара) болезни характеризуется типичными (специфическими) для данной инфекции клиническими проявлениями.
4.Период реконвалесценции (выздоровления). В качестве исхода болезни может наступить выздоровление, развиться носительство или летальный исход.
Носительство может иметь большое значение в распространении многих инфекций (брюшной тиф, вирусный гепатит В). Может наблюдаться как при латентной инфекции, так и после перенесенного инфекционного заболевания.
Инфекционное заболевание возникает не при каждом попадании патогенного микроорганизма в организм человека. Требуются определенные условия для реализации:
- достаточная доза микроорганизмов (понятие о критических дозах). Чума - несколько бактериальных клеток, дизентерия - десятки, для некоторых возбудителей – тысячи, сотни тысяч;
- естественный путь проникновения. Существует понятие о входных воротах инфекции, различных для различных групп инфекций: раневых, респираторных, кишечных, урогенитальных с различными механизмами заражения (глаза, кожа, дыхательные пути, желудочно- кишечный тракт, мочеполовая система и др.);
- характеристики возбудителя, его болезнетворные свойства, способность преодолевать защитные механизмы хозяина;
-состояние организма хозяина (наследственность: гетерогенность человеческой популяции по восприимчивости к инфекции, пол, возраст, состояние иммунной, нервной и эндокринной систем, образ жизни, природные и социальные условия жизни человека и др.).
Патогенность - способность микроорганизма вызвать заболевание. Это свойство характеризует видовые, генетические особенности микроорганизмов, их генетически детерминированные характеристики, позволяющие преодолеть защитные механизмы хозяина, проявить свои патогенные свойства.
По способности вызывать заболевания микроорганизмы можно разделить на патогенные, условно- патогенные, непатогенные.
Патогенные микроорганизмы представляют опасность почти во всех случаях контакта с ними, обладают специфичностью, то есть способностью вызывать определенное заболевание у человека (корь, ветряная оспа, холера и т.д.)
Условно- патогенные микроорганизмы обнаруживают как в окружающей среде, так и в составе нормальной микрофлоры организма. В определенных условиях (иммунодефицитные состояния, травмы) они могут вызывать эндогенные инфекции.
Характеристика эпидемиологического процесса
Эпидемический процесс - совокупность следующих друг за другом инфекционных состояний, вызванных циркуляцией возбудителя среди населения.
Эпидемический процесс существует только при непрерывном взаимодействии трех звеньев: источник инфекции, механизм передачи возбудителей инфекционного заболевания, восприимчивость населения.
Источником инфекции, пусковым механизмом эпидемиологического процесса, могут служить: больной человек; носитель (бактерионоситель, вирусоноситель, паразитоноситель); зараженное животное (домашнее, дикое, синантропное, живущее рядом с человеком, например, грызуны)
По характеру источника инфекции заболевания принято делить на антропонозы (единственный источник – человек), антропозоонозы (источником могут быть и животное и человек) и зоонозы (источник –животное, болеют только животные).
Механизм передачи обеспечивает переход возбудителей из зараженного организма в незараженный. Он состоит из следующих фаз: выделение возбудителя, нахождение его во внешней среде и внедрение в здоровый организм.
Различают способы передачи возбудителей:
воздушно-капельный – локализованный на слизистых дыхательных путей возбудитель выделяется во внешнюю среду с капельками слизи, мокроты , и внедряется в другой организм при вдыхании воздуха, пыли;
фекально-оральный - локализованный в кишечнике возбудитель попадает во внешнюю среду с фекалиями, рвотными массами и внедряется в другой организм при заглатывании зараженной воды, пищи;
контактный – локализованный на внешних покровах возбудитель передается путем прямого контакта или опосредованно через предметы личной гигиены, средства ухода, одежду;
трансмиссивный – локализованный в крови возбудитель передается путем укуса кровососущим членистоногим (клещем, комаром, вошью, блохой)
трансплацентарный (вертикальный) – передача возбудителя от матери к плоду через плаценту.
Восприимчивое к инфекции население определяет масштабы эпидемического процесса. Важен уровень санитарной культуры и степень выраженности иммунитета.
Эпидемический очаг – это территория, на которой находится источник инфекции и где может реализоваться механизм передачи возбудителя. Очаг существует во времени и пространстве. Это может быть комната, где находится больной или целый дом, если инфекция способна распространятся по системе вентиляции.
Различают следующие проявления эпидемиологического процесса:
Кроме того, принято различать:
карантинные или особо опасные инфекции, для которых предусмотрены специальные меры профилактики (чума, холера, натуральная оспа, желтая лихорадка);
эндемические инфекции, распространенные на определенных территориях, с наличием особых природных и социальных условий;
экзотические инфекции – заболевания, завезенные из других стран и регионов на территории ранее свободные от них; обычно они не получают большого распространения из-за биологических особенностей возбудителя, однако их опасность возрастает из-за увеличения масштабов миграции населения в 21 веке.
парентеральный – через повреждения кожных покровов и слизистых (инъекции, пересадки органов и тканей, переливание крови и ее препаратов и т.д.)
Читайте также: