Клітинні явища в реакціях імунітету
І. І. Мечников пояснював імунітет явищами внутрішньоклітинного перетравлення чужорідних організму речовин - мікробів, токсинів, часток клітинних елементів, продуктів тканинного розпаду та ін. Здатність клітин поглинати і перетравлювати потрапили в них речовини була названа їм фагоцитозу. а сама теорія, що пояснює таким чином несприйнятливість організму, відома під назвою фагоцитарної теорії (1883).
Фагоцитарну теорію І. І. Мечников обгрунтував багаторічними спостереженнями над несприйнятністю тварин на різних щаблях їх еволюційного розвитку.
Явища фагоцитозу можна спостерігати в запальних ексудатах, штучно викликаються ін'єкціями вакцин в черевну порожнину експериментальних тварин.
Тварині, наприклад морській свинці, впорскують в черевну порожнину суспензія стафілококів або стрептококів. Вже через 30 хвилин у тонкій скляній трубочки витягують вміст (ексудат) черевної порожнини і роблять тонкий мазок на предметному склі. Під мікроскопом в забарвлених препаратах можна спостерігати явища фагоцитозу. Фагоцитоз проявляється не тільки в відношенні мікробів, але також щодо введених в черевну порожнину чужорідних червоних кров'яних тілець, часток туші та ін.
Численні факти, встановлені І. І. Мечникова і його послідовниками, свідчать про те, що в міру еволюційного розвитку організмів і диференціації їх фагоцитарна активність лейкоцитів набуває інше вираження. Так, лейкоцити кроликів до ряду хімічних речовин виявляють велику чутливість, ніж лейкоцити жаб. Фагоцитоз у дітей виявляється слабше, ніж у дорослих.
До клітинам крові, який вирізняється фагоцитарної здатністю, відносяться поліморфноядерні і великі одноядерні клітини (моноцити.) Перші були названі мікрофагами. другі - макрофагами.
Мікрофаги легко поглинають збудників гострих інфекцій - стрепто- і стафілококів (рис. 11), пневмококів, палички тифу, дизентерії, холери.
Мал. 11. Окремі фази фагоцитозу. Захоплення бактерій лейкоцитами
Макрофаги фагоцитують переважно мікробів, здатних викликати хронічні інфекції (наприклад, лепру, туберкульоз), а також частки відмерлих клітин і продукти розпаду. Розрізняють чотири фази фагоцитозу.
Власне фагоцитозу передує зближення лейкоцитів з речовинами (при інфекціях - з мікробами, продуктами їх життєдіяльності або продуктами тканинного розпаду), т. Е. Фагоцити пересуваються у напрямку до об'єкта фагоцитозу. Така здатність лейкоцитів залучатися хімічними речовинами отримала назву химиотаксису.
Далі спостерігається прилипання (зіткнення) об'єкта до фагоцити і загарбання або занурення його в фагоцит. В основі цієї функції лежать фізико-хімічні процеси - зміна (зменшення) поверхневого натягу в фагоціте.
Нарешті, настає внутрішньоклітинний перетравлювання. коли мікроби ферментативно перетравлюються всередині протоплазми лейкоцити. При фагоцитозі в лейкоцитах підвищуються процеси дихання. Фагоцитоз може відбуватися і в анаеробних умовах.
Фагоцити перетравлюють захоплених мікробів за допомогою ферментів - цитаза. Мікрофаги мають переважно протеолитическими (розщеплюють білок), а макрофаги - липолитическими (розщеплюють жир) ферментами.
Уражена інфекцією тварина, наприклад собака, хвора на сибірку, виживає при наявності помітного фагоцитозу і здатності перетравлювати мікробів, що потрапляють ззовні; в іншому випадку воно гине в боротьбі з інфекцією. Той факт, що ряд інфекцій супроводжується збільшенням в крові числа лейкоцитів (лейкоцитоз), є також одним із доказів їх значення у виробленні імунних властивостей.
В процесі штучної імунізації також можна спостерігати посилення фагоцитозу.
Прикладом може служити такий досвід: двом групам морських свинок в черевну порожнину вводять по 1 мл суспензії двотижневої брюшнотифозной культури. За добу до цього одна з цих груп була імунізована протівобрюшнотіфозной сироваткою. Через 4 години у тих і інших тварин з черевної порожнини витягують ексудат. В ексудаті неімунізованих тварин фагоцитоз виявляється слабо, тоді як в ексудаті імунізованих він виражений дуже сильно.
Однак фагоцитарная реакція лейкоцитів не завжди є показником імунних властивостей організму по відношенню до інфекції. Іноді такого відповідності не спостерігається.
І. І. Мечников перший звернув увагу на наявність в органах клітин, що володіють фагоцитарних властивостями. До цих нерухомим фіксованим макрофагів він зараховував ретикулярні клітини пульпи селезінки, лімфатичних вузлів, деякі ендотеліальні клітини, клітини нейроглії і ряд інших елементів сполучної тканини.
Слідом за цим В. К. Високович (1886) при внутрішньовенному введенні тваринам бактеріальних емульсій виявив здатність ендотеліальних клітин синусів селезінки, печінки і кісткового мозку поглинати мікробів.
Подальші спостереження, зроблені на основі вчення І. І. Мечникова, показали, що фіксовані макрофаги здатні поглинати електронегативні колоїди, в тому числі і мікробів. Такий функцією володіють головним чином макрофаги деяких внутрішніх органів, наприклад зірчасті клітини Високович-Купфера в печінці (рис. 12), ретикулярні та ендотеліальні клітини селезінки, кісткового мозку, лімфатичних вузлів і кори надниркових залоз, гістіоцити, або блукаючі клітини в спокої - так звана ретикуло -ендотеліальная система (Ашоф). Значення ретикуло-ендотеліальної або макрофагальної системи в реакціях імунітету видно з наступних спостережень. Видалення селезінки, багатою елементами ретикуло-ендотелію, знижує опірність організму до інфекції. Введення в кров колоїдних речовин, що викликають сильну завантаження цих клітин (так звана блокада), також нерідко знижує резистентність організму до інфекції. Крім того, виявлено участь ретикуло-ендотеліальних елементів в процесах поглинання та обміну ліпоїдів (наприклад, холестерину), в освіті дериватів гемоглобіну, зокрема білірубіну, а також в поглинанні колоїдних речовин білкового походження. Всі ці дані дозволили встановити участь ретикуло-ендотеліальної системи в реакціях імунітету, а також в обміні речовин, особливо в процесах жиро-ліпоїдного обміну та обміну заліза.
Мал. 12. Печінка, узята у тварини після внутрішньовенної ін'єкції туші. К - купферовские клітини; П - печінкові клітини
За даними останнього часу, в реакціях імунітету велику участь беруть лімфоцити і плазматичні клітини, які є продуцентами імунних тел. Плазматичні клітини характеризуються базофільними протоплазми (зважаючи на велику кількість в ній рибонуклеїнової кислоти). Вони походять з ретикулярних клітин селезінки і лімфатичних вузлів.
Таким чином, всі ці клітини мезенхимного походження мають численними функціями, в основному трофічної (участь в процесах обміну речовин і харчування) і захисної (фагоцитоз і вироблення антитіл). Вони беруть активну участь у процесах регенерації і запалення і мають також значення в опірності організму пухлинному росту (А. А. Богомолець).
Близько до фагоцитозу стоїть інше явище - пиноцитоз. Під ним розуміють втягнення мембранної поверхнею лейкоцита в цитоплазму крапель навколишнього рідкого середовища з розчиненими в ній речовинами.