Внутренняя среда и механизмы защиты клеточного гомеостазиса

В процессе жизнедеятельности организма во внутреннюю среду могут попадать из внешней среды молекулы и микроорганизмы, способные нарушать ее постоянство и повреждать клеточные струк­туры. Эти вещества и микроорганизмы получили название чужерод­ных, поскольку они не характерны для конкретного организма, не могли быть синтезированы в нем, т.е. несут признаки чужой гене­тической информации. Поступая в организм, они угрожают его ге­нетической индивидуальности, т.е. фундаментальным признакам, от­личающим один организм от другого.

Наряду с этими внешними чужеродными агентами в организме постоянно происходит образование внутренних чужеродных веществ и клеток, связанное с процессом мутации соматических клеток. Считается, что их 10 пролиферирующих клеток организма за сутки в процессе деления может накапливаться около 10 мутаций, а из­менившиеся структурные гены ведут к синтезу белков с нетипичной для данного организма аминокислотной последовательностью. По­нятно, что в организме должна существовать система распознавания и удаления клеток и веществ, ставших чужими в результате мута­ции. Существует весьма аргументированный взгляд о том, что низ­кая эффективность механизмов удаления мутировавших соматических клеток может быть одной из причин возникновения опухолей.

Таким образом, внутренняя среда должна обеспечивать реализа­цию механизмов защиты, во-первых, от микроорганизмов и экзо­генных чужеродных веществ и, во-вторых, от чужеродных веществ и клеток эндогенного (мутационного) происхождения.

Эти механизмы защиты принято условно делить на специфические и неспецифические. Неспецифическими называют механизмы защиты, не имеющие приоритета (специфики) в противодействии чужерод­ному началу, эффективные против любых чужеродных веществ. К их числу относят барьеры между внешней и внутренней средой, кле­точные и гуморальные факторы внутренней среды. Специфические механизмы защиты направлены против конкретных, определенных чужеродных агентов, обеспечивают приоритетное (специфическое) противодействие этому чужеродному началу. Специфические меха­низмы защиты осуществляются иммунной системой за счет гумо­рального и клеточного иммунитета. Разграничение механизмов за­щиты на специфические и неспецифические условно, так как ре­ализация неспецифических защитных механизмов требует прежде всего распознавания чужеродного начала, а это одна из задач им­мунологического надзора, осуществляемого иммунной системой, да и эффективность неспецифических факторов резко усиливается за счет иммунных механизмов.

78

Неспецифические механизмы зашиты клеточного гомеостазиса.

Первым из механизмов защиты внутренней среды от проникновения чужеродных агентов внешней среды являются барьеры — кожа и эпителий слизистых оболочек. Барьерная функция кожи и эпители­альных структур (ротовой полости и носоглотки, желудочно-кишеч­ного тракта, легких, глаза, мочевыводящих путей) обеспечивается не только механическим путем, т.е. преградой для прохождения, уда­лением за счет мерцательных сокращений ресничек эпителия и движения слизи, но и благодаря химическим веществам, выделя­емым клетками барьеров. Так, кожа обладает бактерицидными свой­ствами за счет веществ, содержащихся в секретах потовых и саль­ных желез, например, молочной и жирных кислот, образования перекиси водорода. Соляная кислота и ферменты желудочного сока разрушают микроорганизмы, и у здоровых людей желудочный сок практически стерилен. Барьерная функция поддерживается и лизо-цимом, обладающим мощным бактериолизирующим действием. Ли-зоцим содержится в слюне, слезной жидкости, слизи дыхательных путей, а также в крови, материнском молоке, синовиальной, пери-тонеальной и плевральной жидкостях.

Вместе с тем, в секретах слизистых оболочек организма содер­жатся и факторы специфической зашиты, имеющие иммунологичес­кую природу, например, иммуноглобулины IgA, называемые также секреторными антителами.

Гуморальные факторы внутренней среды, обеспечивающие меха­низмы неспецифической зашиты, в основном, представлены белко­выми веществами плазмы крови. Это, прежде всего, две белковые системы — пропердиновая и комплемента — осущест­вляющие лизис чужеродных клеток. При этом система комплемента, хотя и может активироваться неиммунологическим путем, обычно вовлекается в иммунологические процессы и поэтому скорее должна относиться к специфическим механизмам защиты. Пропердиновая система реализует свой защитный эффект независимо от иммунных реакций.

Система комплемента включает группу из 11 белков плазмы кро­ви, обозначаемых буквой С с порядковым номером (Cl, C2, СЗ и т.д.). В физиологических условиях эти белки находятся в плазме в неактивном состоянии, а их активация может происходить как при иммунологической реакции, так и, реже, под влиянием полисахари­дов. Оба пути требуют обязательного участия в активации ионов магния и, в конечном счете, ведут к лизису клетки из-за образо­вания многочисленных круглых отверстий через всю толщу мембра­ны. Через них в клетку свободно поступает Na и вода.

Пропердиновая система состоит из трех компонентов: белка Р или собственно пропердина; фактора В — бета-гликопротеида, бо­гатого глицином, и протеазы D, являющейся проферментом. Про-пердин активируется зимозаном дрожжей, эндотоксином бактерий и другими липополисахаридами, гормоном инсулином. Под влиянием пропердина активируется фактор D, под его воздействием — фактор В и далее система комплемента, оказывающая литическое действие

79

на клетки. В механизмах активации пропердиновой системы также необходимо участие ионов магния.

К числу гуморальных факторов неспецифической зашиты относят также содержащиеся в плазме крови и тканевой жидкости лейки-ны, плакины и бета-лизин ы. Лейкины выделяются лей­коцитами, плакины — тромбоцитами крови, они оказывают отчет­ливое бактериолитическое действие. Еще большим литическим эф­фектом на стафилококки и анаэробные микроорганизмы обладают бета-лизины плазмы крови. Содержание и активность этих гумо­ральных факторов не меняются при иммунизации, что дает осно­вание считать их неспецифическими факторами защиты. К числу последних следует также отнести и довольно большой спектр ве­ществ тканевой жидкости, обладающих способностью подавлять фер­ментативную активность микроорганизмов и жизнедеятельность ви­русов. Это ингибиторы гиалуронидазы, фосфолипаз, коллагеназы, плазмина и интерферон лейкоцитов.

Клеточные механизмы неспецифической защиты представлены вос­палительной реакций тканей и фагоцитозом, т.е. процессом погло­щения и разрушения чужеродных макромолекул специализирован­ными клетками — фагоцитами. Воспалительная реакция тканей яв­ляется эволюционно выработанным процессом защиты внутренней среды от проникновения чужеродных макромолекул, поскольку внед­рившиеся в ткань чужеродные начала, например, микроорганизмы, фиксируются в месте внедрения, разрушаются и даже удаляются из ткани во внешнюю среду с жидкой средой очага воспаления — экссудатом. Клеточные элементы как тканевого происхождения, так и выходящие в очаг из крови (лейкоциты), образуют вокруг места внедрения своеобразный защитный вал, препятствующий распро­странению чужеродных частиц по внутренней среде. В очаге воспа­ления особенно эффективно протекает процесс фагоцитоза. Фаго­цитоз, являясь механизмом неспецифической защиты (фагоцитиро­ваться могут любые инородные частицы независимо от наличия иммунизации), в то же время способствует иммунологическим ме­ханизмам защиты. Это связано, во-первых, с тем, что поглощая макромолекулы и расщепляя их, фагоцит как бы раскрывает струк­турные части молекул, отличающиеся чужеродностью. Во-вторых, фагоцитоз в условиях иммунологической защиты протекает быстрее и эффективнее. Таким образом, явление фагоцитоза занимает про­межуточное место между механизмами специфической и неспецифи­ческой защиты. Это еще раз подчеркивает условность деления ме­ханизмов защиты клеточного гомеостаза на специфические и неспе­цифические.

Поиск по сайту: