Защитные функции крови

Каждое млекопитающее обладает сложной системой защитных приспособлений, позволяющих ему отражать атаки болезнетворных агентов, удалять из организма чужеродные материалы. К защитным функциям крови можно отнести: свертывание крови, фагоцитоз и иммунные ответ на инфекцию.

Свертывание крови

При повреждении ткани из нее вытекает кровь, которая вскоре свертывается, образуя кровяной сгусток. Последний препятствует дальнейшей потере крови и проникновению в организм болезнетворных микроорганизмов. Очевидно, что этот процесс имеет большое значение для выживания животного. Не менее важно и то, что в неповрежденных сосудах кровь не свертывается. Чрезвычайная сложность многостадийного процесса свертывания крови служит одновременно для того, чтобы этот процесс не происходил тогда, когда в нем нет необходимости. Для его осуществления нужны по меньшей мере 12 различных факторов, действующих согласованным образом.

Кровь, вытекающая на поверхность раны, соприкасается с воздухом и смешивается с веществами, выделяющимися из поврежденных клеток и разрушенных тромбоцитов. Высвобождающийся из поврежденных тканей липопротеин тромбопластин вместе с факторами свертывания (ферменты плазмы) и ионами кальция катализирует превращение неактивного белка плазмы протомбина в тромбин. Тромбин - протеолитический фермент, он расщепляет крупную молекулу глобулярного белка плазмы фибриногена на более мелкие единицы - мономеры, которые затем полимеризуются и образуют сеть, состоящую из длинных перепутанных нитей фибрина - нерастворимого фибриллярного белка. После удаления фибриногена из плазмы остается жидкость, которая называется сывороткой. В сети, образованной волокнами фибрина, задерживаются форменные элементы крови и в результате образуется кровяной сгусток. Позднее он сжимается, подсыхает и образует струп, который препятствует дальнейшей потере крови и создает механический барьер для проникновения патогенных бактерий.

При такой сложности всего процесса отсутствие или низкая концентрация любого из незаменимых факторов свертывания крови могли бы вызвать чрезмерно сильное кровотечение. Такое состояние известно под названием гемофилия. В неповрежденных кровеносных сосудах кровь не свертывается, поскольку выстилка сосудов обладает очень гладкой поверхностью и не вызывает разрешения тромбоцитов или клеток крови. К тому же в крови имеются активные вещества, препятствующие свертыванию. Одно из таких веществ гепарин, присутствующий в небольшом количестве в плазме и выделяемый тучными клетками, находящимися в соединительной ткани и печени. Гепарин препятствует превращению фибриногена в фибрин и поэтому широко используется в клинике как антикоагулянт.

Если сгусток образуется внутри кровеносного сосуда, он называется тромбом, и его образование ведет к острому нарушению кровообращения - тромбозу. Тромбоз может произойти в результате повреждения эндотелия кровеносного сосуда, так как шероховатость поврежденного участка способствует разрушению тромбоцитов и таким образом запускает процесс свертывания крови. Особенно опасен и может привести к внезапной смерти коронарный тромбоз (тромбоз венечной артерии сердца).

Фагоцитоз

Фагоцитоз осуществляют главным образом нейтрофилы. Это амебоидные клетки, мигрирующие в места повреждения клеток и тканей. Стимулами для их миграции служат какие-то вещества, освобождаемые разрушенными клетками крови и тканями. Нейтрофилы обладают способностью распознавать любые бактерии, проникшие в организм. Эту способность усиливают плазменные белки - опсонины, которые прикрепляются к поверхности бактерий и каким-то образом делают их легче узнаваемыми. Обнаружив бактерию, нейтрофил захватывает ее путем фагоцитоза, и в нем формируется фагосома. С фагосомой сливаются мелкие лизосомы, образуя фаголизосому. В фаголизосому из лизосом изливаются другие гидролитические ферменты, под действием которых бактерия переваривается. В конце концов растворимые продукты переваривания бактерий поглощаются окружающей цитоплазмой нейтрофила.

Нейтрофилы способны проходить через стенки кровеносных капилляров и передвигаться в межклеточных пространствах. В таких органах, как печень, селезенка и лимфатические узлы, имеются крупные неподвижные фагоциты - макрофаги. Роль макрофагов состоит в поглощении токсичных чужеродных частиц и микроорганизмов и длительном, а часто и постоянном их удерживании внутри себя. Таким путем нередко приостанавливается распространение инфекции. Вместе с нейтрофилами макрофаги образуют ритикулоэндотелиальную систему организма.

Воспаление

При ранении какого-либо участка тела возникает местная реакция окружающих тканей, которая проявляется в опухании и болезненности. Это состояние называется воспалением и связано с выделением из поврежденных тканей определенных веществ: гистамина и серотонина. Эти вещества вызывают местное расширение капилляров, в результате чего усиливается приток крови к поврежденному участку и повышается его температура. Возрастает также проницаемость капилляров, и в результате плазма выходит в окружающие ткани и вызывает их набухание отек. Плазма содержит бактерицидные факторы, антитела и нейтрофилы, которые все вместе противодействуют распространению инфекции. Кроме того, в плазме присутствует фибриноген, способствующий в случае необходимости свертыванию крови, а избыток тканевой жидкости снижает концентрацию и токсичность любых потенциально опасных раздражающих агентов.

Заживление ран

К концу воспалительного процесса появляются клетки - фибробласты, которые секретируют коллаген. Это фибриллярный белок, который, соединяясь с полисахаридами, образует сеть из беспорядочно переплетающихся волокон рубцовой ткани. Для образования колллагена необходим витамин С, так как без него молекулы коллагена не достраиваются. Примерно через две недели после ранения беспорядочная масса волокон реорганизуется и собирается в пучки, расположенные вдоль линий натяжения в области раны. Здесь начинают также прорастать многочисленные мелкие кровеносные сосуды, которые снабжают кислородом и питательными веществами клетки, участвующие в заживлении раны. Одновременно к процессу заживления подключается и окружающий эпидермис. Отдельные клетки эпидермиса мигрируют в рану и поглощают остатки тканей и фибрин образовавшегося кровяного сгустка. Встречаясь друг с другом, эпидермальные клетки соединяются, образуя сплошной слой под струпом. Когда формирование этого слоя заканчивается, струп отпадает и открывается эпидермис.

Стадии процесса заживления

1. В поврежденном участке возникает кровотечение

2. Происходит свертывание крови

3. Начинается воспалительный процесс

4. В рану мигрируют лейкоциты, которые поглощают чужеродный материал, бактерий и остатки клеток.

5. В ране собираются фибробласты, синтезирующие коллаген, из которого формируется рубцовая ткань

6. Эпидермальные клетки поглощают последние остатки разрушенных клеток и начинают разрушать рубец.

7. Эпидермис образует в области раны новую кожу.

8. Струп слущивается.

Если рана небольшая, то для борьбы с инфекцией бывает достаточно одного лишь фагоцитоза, но при значительных размерах повреждения в действие вступает иммунная система организма.

 

 

ИММУННАЯ СИСТЕМА

 

Макфарлейн Бернет - один из создателей современной теории иммунитета - определяет его как «способность распознавать вторжение в организм чужеродного материала и мобилизовать клетки и образуемые ими вещества на более быстрое и эффективное удаление этого материала».

Основные понятия

Антитело - молекула, синтезируемая организмом животного в ответ на присутствие чужеродного вещества, к которому эта молекула обладает высоким сродством. Все антитела - белки, называемые иммуноглобулинами. В молекуле иммуноглобулина есть константные и вариабельные участки, последние действуют подобно ключу, который подходит к определенному замку. Каждый организм способен производить тысячи видов антител различной специфичности, которые могут распознавать всевозможные виды чужеродных веществ.

Чужеродное вещество, вызывающее образование антител, называют антигеном или иммуногеном. Обычно антиген представляет собой белковую или полисахаридную молекулу, находящуюся на поверхности микроорганизма или в свободном виде. У млекопитающих сформировались две системы иммунитета - клеточный и гуморальный.

Такое разделение функций иммунной системы связано с существованием двух типов лимфоцитов -Т-клеток и В-клеток. Клетки обоих типов образуются в костном мозге из клеток-предшественниц. В формировании иммунологической компетентности Т-клеток решающую роль играет тимус (вилочковая железа). Что касается В-клеток, то полагают, что аналогичное влияние на их развитие оказывают плацента или костный мозг и печень плода. Клетки каждого из этих двух типов обладают колоссальной способностью «узнавать» какой-либо из миллионов существующих антигенов. Реакция антиген-антитело направлена на то, чтобы связать антиген, инактивировать его и предотвратить таким образом его вредное воздействие на организм.

Клеточный иммунитет. При воздействии с антигеном Т-лимфоциты, несущие на мембране рецепторы, способны распознавать этот антиген, затем начинают размножаться и образуют клон таких же Т-лимфоцитов. Клетки этого клона вступают в борьбу с несущими антиген микроорганизмами или вызывают отторжение чужеродной ткани.

Гуморальный иммунитет. В-лимфоциты распознают антиген таким же образом, как и Т-клетки, но реагируют по-другому. Размножаясь при стимуляции, они образуют клон плазматических клеток, которые синтезируют антитела и выделяют их в кровь или тканевую жидкость. Здесь антитела связываются с антигенами на поверхности бактерий и ускоряют их захват фагоцитами или присоединяются к бактериальным токсинам и нейтрализуют их.