Физиология животных

     4. Адаптивный (приобретенный) иммунитет - гумморальный и клеточный иммуный ответы, их механизмы

     Приобретенный иммунитет (адаптивный иммунитет/специфический  иммунитет) возникает в ответ  на инфекцию и называется адаптивным. Поскольку иммунная система должна приспособиться (адаптироваться) к прежде незнакомым молекулам. После выздоровления от определенной инфекции, вызванной определенным микроорганизмом, люди больше никогда не заражаются этим микроорганизмом. Но могут заразиться другими микробами. Т.е. он или она приобретает защиту от одного микроорганизма. Эта форма защиты называется иммунитет. А про человека говорят, что он иммунизирован против данного микроорганизма. Формирование иммунитета за счет инфекций или с помощью вакцины называется активным иммунитетом.

     Много лет назад было показано, что неиммунный человек может стать иммунным после переноса сыворотки крови или лимфоцитов от иммунных людей (пассивный иммунитет) или компонентов сыворотки (антител и лимфоцитов) т.е. тех компонентов, которые принимают участие в иммунной защите.

     Замечено, что иммунная система реагирует  на микроорганизмы, но не на свои собственные  клетки и она помнит, что организм прежде инфицировался теми или иными  микробами. Это включает:

• Иммунологическое распознавание.
• Умение отличать “свое” от “не своего”
• Иммунологическую специфичность.
• Иммунологическую память.

     Иммунитет опосредуется системой иммунитета, которая  реагирует на инфекцию развитием  иммунного ответа. Иммунный ответ  должен:

• распознать микроорганизм как чужой (не я), отличный от своего собственного организма (афферентная петля).
• реагировать на микроорганизм посредством выработки специфических антител и специфических лимфоцитов.
• участвовать в удалении микроорганизмов (эфферентная петля).

     Агент, который вызывает иммунный ответ, называется иммуноген. Термин антиген применяется в отношении вещества, которое реагирует с антителом.

     В организме существуют два разных, но тесно связанных типа приобретенного иммунитета. Один из них основан  на развитии антител, представляющих собой  глобулиновые молекулы плазмы крови, способные атаковать внедрившиеся в организм агенты. Этот тип иммунитета называют гуморальным иммунитетом, или В-клетонным иммунитетом (поскольку антитела формируются В-лимфоцитами). Второй тип приобретенного иммунитета связан с формированием большого количества активированных Т-лимфоцитов, которые специфически подготавливаются в лимфатических узлах для разрушения особого инородного агента.

     Этот  тип иммунитета называют клеточно-опосредованным иммунитетом, или Т-клеточным иммунитетом (поскольку активированные лимфоциты являются Т-лимфоцитами).

     Клеточные основы иммунного  ответа

     Ключевые  клетки – лимфоциты, обладающие способностью распознавать микроорганизмы. Существует два типа лимфоцитов, которые развиваются  в костном мозге из общего предшественника:

     T-лимфоциты  – созревают в тимусе.

     B-лимфоциты  – созревают в костном мозге.

     Эти два вида лимфоцитов используются для  борьбы с микроорганизмами тремя  способами (стратегиями).

     Стратегия один: удаление внеклеточных микроорганизмов

       В ответ на инфекцию В-лимфоциты  созревают в плазматические клетки, которые секретируют растворимые  распознающие молекулы (антитела). В-клетки  распознают микробы потому, что  у них на мембране находятся  антитела, которые могут взаимодействовать  с рецепторами антигенов.

     В момент первичного инфицирования антител  в крови нет и их уровень  повышается существенно между 7 и 10 днями после инфицирования. Уровень  антител повышается медленно, достигает  пика и затем снижается до исходного  уровня – первичный ответ.

     При повторном взаимодействии с тем же самым микроорганизмом, уровень антител начинает увеличиваться уже через 24 часа, затем достигает высокого уровня, на котором может длительно сохраняться – вторичный ответ.

     Антитела  распознают структуры на поверхности  бактерий (белки, углеводы, липиды). Когда у нас инфекция, мы вырабатываем антитела, которые распознают множество различных типов структур на бактериальной поверхности. Сыворотка от иммунного человека содержит много различных антител, каждое из которых распознает различные структуры на поверхностной мембране. Каждая из таких структур называется эпиттоп (или антигенная детерминанта).

     Антитела  растворимы и путем диффузии проникают  в ткани, чтобы достичь внеклеточных микроорганизмов. Связывание антител  с микроорганизмами активируют два эффекторных механизма для удаления микроорганизмов.

• Активация системы комплемента – лизис бактерий/опсонизация;
• Фагоцитоз нейтрофилами и макрофагами с внутриклеточным убийством.

     Стратегия два: Удаление микроорганизмов, которые обычно выживают длительные периоды внутри макрофагов.

     Даже  после опсонизации антителами и  комплементом некоторые бактерии не погибают. Они выживают и даже размножаются в макрофагах. Например, микобактерия туберкулеза. Избавление от них возникает  благодаря субпопуляции клеток называемых хелперными Т-лимфоцитами. Эти клетки распознают макрофаги, содержащие внутриклеточные бактерии, с помощью антигенных рецепторов Т-лимфоцитов, отличных от антител. Они помогают макрофагам убить бактерии за счет синтеза растворимых молекул (цитокинов), которые стимулируют механизмы бактериального киллинга у макрофагов.

     Стратегия три: Уничтожение микроорганизмов, которые инфицируют клетки, не обладающие собственной системой противомикробной защиты.

     Вирусы  являются облигатными внутриклеточными патогенами, которые инфицируют любые типы клеток, а большинство клеток не обладают противомикробными механизмами. В процессе репликации вирусные белки появляются на поверхности инфицированных клеток. Другой подтип Т-лимфоцитов – токсические Т-лимфоциты распознают эти вирусы (чужеродные антигены) и секретируют цитотоксические молекулы, которые убивают зараженные клетки. 

     5. Пищеварение в  желудке. Состав  желудочного сока. Фазы секреции  желудочного сока, их регуляция

     В желудке происходит переваривание пищи под влиянием желудочного сока. Последний продуцируется неоднородными в морфологическом отношении клетками, которые входят в состав пищеварительных желез.

       Секреторные клетки дна и тела  желудка выделяют кислый и  щелочной секрет, а клетки антрального  отдела — только щелочной. У человека объем суточной секреции желудочного сока составляет 2—3 л. Натощак реакция желудочного сока нейтральная или слабокислая, после приема пищи — сильнокислая (рН 0,8—1,5).

     В состоянии покоя (натощак) из желудка  человека можно извлечь около 50 мл желудочного содержимого нейтральной или слабокислой реакции (рН 6,0). Это смесь слюны и желудочного сока.

     Общее количество желудочного сока, отделяющегося  у человека при обычном пищевом  режиме, составляет 2,0—2,5 л в сутки. Это бесцветная, прозрачная, слегка опалесцирующая жидкость с удельным весом 1,002— 1,007. В соке могут быть хлопья слизи.

     Желудочный  сок имеет кислую реакцию (рН 0,8—1,5) вследствие высокого содержания в нем  хлористоводородной (соляной) кислоты (0,3—0,5 %). Содержание воды в соке — 99,0— 99,5 %, а плотных веществ — 1,0—0,5 %. Плотный остаток представлен органическими и неорганическими веществами: хлоридами (5—6 г/л), сульфатами (10 мг/л), фосфатами (10—60 мг/л), гидрокарбонатами (0—1,2 г/л) натрия, калия, кальция и магния, аммиалом (20—80 мг/л). Значительная часть минеральных веществ всасывается в желудке и кишечнике в кровь и участвует в поддержании постоянства внутренней среды.

     Основной  неорганический компонент желудочного  сока — соляная кислота. Органическая часть плотного остатка состоит из ферментов и мукоидов (см. ниже). В небольшом количестве находятся в остатке азотсодержащие вещества небелковой природы (мочевина, мочевая кислота, молочная кислота и др.), подлежащие удалению из организма.

       В желудке происходит начальный гидролиз белков под влиянием протеолитических ферментов желудочного сока с образованием полипептидов. Здесь гидролизуется около 10 % пептидных связей. Вышеперечисленные ферменты активны только при соответствующем уровне НС1. Оптимальная величина рН для пепсина составляет 1,2—2,0; для гастриксина — 3,2—3,5. Соляная кислота вызывает набухание и денатурацию белков, что облегчает дальнейшее расщепление их протеолитическими ферментами. Действие последних реализуется преимущественно в верхних слоях пищевой массы, прилегающих к стенке желудка. По мере переваривания этих слоев пищевая масса смещается в пи-лорический отдел, откуда после частичной нейтрализации перемещается в двенадцатиперстную кишку. В регуляции желудочной секреции главное место занимает ацетилхолин, гастрин, гистамин. Каждый из них возбуждает секреторные клетки.

       Различают три фазы секреции: мозговую, желудочную и кишечную. Стимулом для появления секреции  желудочных желез в мозговой  фазе являются все факторы,  которые сопровождают прием пищи. При этом условные рефлексы, возникающие на вид и запах пищи, сочетаются с безусловными рефлексами, которые образуются при жевании и глотании.

       В желудочной фазе стимулы  секреции возникают в самом  желудке, при его растяжении, при  воздействии на слизистую ободочку продуктов гидролиза белка, некоторых аминокислот, а также экстрактивных веществ мяса и овощей.

       Влияние на железы желудка  происходит и в третьей, кишечной, фазе секреции, когда в кишечник  поступает недостаточно переработанное  желудочное содержимое.

       Секретин двенадцатиперстной кишки  тормозит секрецию НСl, но повышает  секрецию пепсиногена. Резкое  торможение желудочной секреции  возникает при поступлении в  двенадцатиперстную кишку жиров. 

     6. Липиды, их роль  в организме. Обмен  липидов, его регуляция

     Жиры  или липиды — это нерастворимые  в воде органические вещества, к  числу которых относятся разнообразные  соединения.

     В состав липидов входят жирные кислоты.Жирные кислоты это сравнительно небольшие  молекулы, основу которых составляет длинная цепь, состоящая из атомов углерода и водорода. У некоторых жирных кислот атомы углерода прочно соединены между собой. Такие жирные кислоты называются «насыщенными». У ненасыщенных жирных кислот (ненасыщенные, так как в месте их двойной связи могут легко присоединиться дополнительно 2 атома водорода) стоящие рядом атомы углерода соединены нестойкой легко разрывающейся двойной связью. Среди ненасыщенных жирных кислот наиболее важны олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая, так как они практически не синтезируются в организме.

     К липидам относятся триацилглицеролы — сложные эфиры,в которых 3 остатка  жирных кислот связаны со спиртом  глицеролом. Среди веществ этой группы различают жиры и масла. Жиры имеют  твердую консистенцию, так как  в их составе больше насыщенных жирных кислот. Масла, содержащие больше ненасыщенных жирных кислот, остаются жидкими при комнатной температуре.

     Фосфолипиды близки по структуре к трацилглицеролам. Но в состав их молекулы входят группы, содержащие фосфор.

     Стероиды  имеют иную структуру и являются производными холестерина.

     К липидам относится и большая  группа жирорастворимых веществ, включая  витамины А, Д, Е и К.

     Липиды  в организме выполняют пластическую и энергетическую функции.

     Пластическая  функция:

     ненасыщенные  жирные кислоты иначе называют незаменимыми, т. к. они не могут синтезироваться в организме и являются предшественниками местных гормонов — простагландинов. Они обуславливают жидкое состояние липидов клеток, а также предотвращают развитие атеросклероза, так как препятствуют отложению холестерина и других липидов в стенках сосудов. Фосфолипиды — фундаментальные структуры всех клеточных мембран. Липиды входят в состав серого и белого (миэлин) вещества нервной ткани. Жиры — второй растворитель в организме. Вещества, которые нерастворимы в воде, растворяются в жирах. Часть жиров накапливается в клетках жировой ткани — депо жира, который может составлять от 10 до 30 % веса тела. Жировая ткань фиксирует внутренние органы и сосудисто-нервные пучки. Жир — теплоизолятор, который способствует сохранению тепла, особенно в детском возрасте. Обмен липидов тесно связан с обменом белков и углеводов. При избыточном поступлении последние могут превращаться в жиры. В условиях голодания жиры переходят в углеводы.