Клеточные явления в реакциях иммунитета

И. И. Мечников объяснял иммунитет явлениями внутриклеточного переваривания чужеродных организму веществ - микробов, токсинов, частиц клеточных элементов, продуктов тканевого распада и пр. Способность клеток поглощать и переваривать попавшие в них вещества была названа им фагоцитозом, а сама теория, объясняющая таким образом невосприимчивость организма, известна под названием фагоцитарной теории (1883).

Фагоцитарную теорию И. И. Мечников обосновал многолетними наблюдениями над невосприимчивостью животных на разных ступенях их эволюционного развития.

Явления фагоцитоза можно наблюдать в воспалительных экссудатах, искусственно вызываемых инъекциями вакцин в брюшную полость экспериментальных животных.

Животному, например морской свинке, впрыскивают в брюшную полость взвесь стафилококков или стрептококков. Уже спустя 30 минут посредством тонкой стеклянной трубочки извлекают содержимое (экссудат) брюшной полости и делают тонкий мазок на предметном стекле. Под микроскопом в окрашенных препаратах можно наблюдать явления фагоцитоза. Фагоцитоз проявляется не только в отношении микробов, но также в отношении введенных в брюшную полость чужеродных красных кровяных телец, частиц туши и пр.

Многочисленные факты, установленные И. И. Мечниковым и его последователями, свидетельствуют о том, что по мере эволюционного развития организмов и дифференциации их фагоцитарная активность лейкоцитов приобретает иное выражение. Так, лейкоциты кроликов к ряду химических веществ проявляют большую чувствительность, чем лейкоциты лягушек. Фагоцитоз у детей выражен слабее, чем у взрослых.

К клеткам крови, отличающимся фагоцитарной способностью, относятся полиморфноядерные и большие одноядерные клетки (моноциты.) Первые были названы микрофагами, вторые - макрофагами.

Микрофаги легко поглощают возбудителей острых инфекций - стрепто- и стафилококков (рис. 11), пневмококков, палочки тифа, дизентерии, холеры.

Рис. 11. Отдельные фазы фагоцитоза. Захват бактерий лейкоцитами

Макрофаги фагоцитируют преимущественно микробов, способных вызывать хронические инфекции (например, лепру, туберкулез), а также частицы отмирающих клеток и продукты распада. Различают четыре фазы фагоцитоза.

Собственно фагоцитозу предшествует сближение лейкоцитов с веществами (при инфекциях - с микробами, продуктами их жизнедеятельности или продуктами тканевого распада), т. е. фагоциты передвигаются по направлению к объекту фагоцитоза. Такая способность лейкоцитов привлекаться химическими веществами получила название химиотаксиса.

Далее наблюдается прилипание (соприкосновение) объекта к фагоциту и захватывание или погружение его в фагоцит. В основе этой функции лежат физико-химические процессы - изменение (уменьшение) поверхностного натяжения в фагоците.

Наконец, наступает внутриклеточное переваривание, когда микробы ферментативно перевариваются внутри протоплазмы лейкоцита. При фагоцитозе в лейкоцитах повышаются процессы дыхания. Фагоцитоз может совершаться и в анаэробных условиях.

Фагоциты переваривают захваченных микробов при помощи ферментов - цитаз. Микрофаги обладают преимущественно протеолитическими (расщепляющими белок), а макрофаги - липолитическими (расщепляющими жир) ферментами.

Пораженное инфекцией животное, например собака, больная сибирской язвой, выживает при наличии заметного фагоцитоза и способности переваривать микробов, попадающих извне; в противном случае оно гибнет в борьбе с инфекцией. Тот факт, что ряд инфекций сопровождается увеличением в крови числа лейкоцитов (лейкоцитоз), является также одним из доказательств их значения в выработке иммунных свойств.

В процессе искусственной иммунизации также можно наблюдать усиление фагоцитоза.

Примером может служить такой опыт: двум группам морских свинок в брюшную полость вводят по 1 мл взвеси двухнедельной брюшнотифозной культуры. За сутки до этого одна их этих групп была иммунизирована противобрюшнотифозной сывороткой. Через 4 часа у тех и других животных из брюшной полости извлекают экссудат. В экссудате неиммунизированных животных фагоцитоз проявляется слабо, тогда как в экссудате иммунизированных он выражен очень сильно.

Однако фагоцитарная реакция лейкоцитов не всегда является показателем иммунных свойств организма по отношению к инфекции. Иногда такого соответствия не наблюдается.

И. И. Мечников первый обратил внимание на наличие в органах клеток, обладающих фагоцитарными свойствами. К этим неподвижным фиксированным макрофагам он причислял ретикулярные клетки пульпы селезенки, лимфатических узлов, некоторые эндотелиальные клетки, клетки нейроглии и ряд других элементов соединительной ткани.

Вслед за этим В. К. Высокович (1886) при внутривенном введении животным бактериальных эмульсий обнаружил способность эндотелиальных клеток синусов селезенки, печени и костного мозга поглощать микробов.

Дальнейшие наблюдения, произведенные на основе учения И. И. Мечникова, показали, что фиксированные макрофаги способны поглощать электроотрицательные коллоиды, в том числе и микробов. Такой функцией обладают главным образом макрофаги некоторых внутренних органов, например звездчатые клетки Высоковича-Купфера в печени (рис. 12), ретикулярные и эндотелиальные клетки селезенки, костного мозга, лимфатических узлов и коры надпочечников, гистиоциты, или блуждающие клетки в покое - так называемая ретикуло-эндотелиальная система (Ашоф). Значение ретикуло-эндотелиальной или макрофагальной системы в реакциях иммунитета видно из следующих наблюдений. Удаление селезенки, богатой элементами ретикуло-эндотелия, понижает сопротивляемость организма к инфекции. Введение в кровь коллоидных веществ, вызывающих сильную загрузку этих клеток (так называемая блокада), также нередко понижает резистентность организма к инфекции. Кроме того, обнаружено участие ретикуло-эндотелиальных элементов в процессах поглощения и обмена липоидов (например, холестерина), в образовании дериватов гемоглобина, в частности билирубина, а также в поглощении коллоидных веществ белкового происхождения. Все эти данные позволили установить участие ретикуло-эндотелиальной системы в реакциях иммунитета, а также в обмене веществ, особенно в процессах жиро-липоидного обмена и обмена железа.

Рис. 12. Печень, взятая у животного после внутривенной инъекции туши. К - купферовские клетки; П - печеночные клетки

По данным последнего времени, в реакциях иммунитета большое участие принимают лимфоциты и плазматические клетки, являющиеся продуцентами иммунных тел. Плазматические клетки характеризуются базофильностью протоплазмы (ввиду обилия в ней рибонуклеиновой кислоты). Они происходят из ретикулярных клеток селезенки и лимфатических узлов.

Таким образом, все эти клетки мезенхимного происхождения обладают многочисленными функциями, в основном трофической (участие в процессах обмена веществ и питания) и защитной (фагоцитоз и выработка антител). Они принимают активное участие в процессах регенерации и воспаления и имеют также значение в сопротивляемости организма опухолевому росту (А. А. Богомолец).

Близко к фагоцитозу стоит другое явление - пиноцитоз. Под ним понимают втяжение мембранной поверхностью лейкоцита в цитоплазму капель окружающей жидкой среды с растворенными в ней веществами.