Иммунитет к бактериям

В отличие от вирусов, бактерии — клеточные организмы, вполне способные к независимому метаболизму. Тем не менее многие из них предпочитают временно или постоянно паразитировать. В экономически развивающихся странах подавляющее большинство инфекционных заболеваний вызывается бактериями и вирусами.

Большая часть бактерий уничтожается в организме в результате фагоцитоза. Основные защитные механизмы бактерий (на рисунке слева внизу), помогающие им выжить, связаны с капсулой (предупреждение прилипания), клеточной стенкой или оболочкой (предупреждение переваривания) и освобождением экзотоксинов (повреждение фагоцитов и других клеток). К счастью, большинство капсул и токсинов высокоантигенны, и антитела преодолевают многие их эффекты, что положено в основу большинства антибактериальных вакцин. На рисунке процессы, благоприятные для бактерий и опасные для хозяина, показаны пунктирными линиями.

Бактерии, в отличие от более высокоорганизованных организмов (от грибов до человека), являются прокариотами, поэтому их молекулы чужеродны для человека в большей степени, чем молекулы эукариотов (грибы, простейшие, гельминты). Возможно, поэтому иммунной системе человека проще специфически реагировать на бактерии, чем на более развитые ядросодержащие паразиты. Пожалуй, самое совершенное вещество, действующее на бактерии и безвредное для клеток хозяина, — естественный антибиотик лизоцим (по крайней мере, он был им до наступления эры антибиотиков, которые, как и лизоцим, открыл А. Флеминг).

Как и в случае с вирусами, наиболее вирулентные и устойчивые бактериальные инфекции имеют зоонозную природу, например чума (крысы) и бруцеллёз (крупный рогатый скот). Клеточный иммунный ответ на бактерии, способные выживать в макрофагах, например на туберкулёзные палочки, обычно приводит к серьёзным повреждениям тканей (рис. 35). Не случайно кожная реакция замедленной гиперчувствительности, характеризующая Т-клеточный иммунитет, долгое время называлась бактериальной аллергией.

Клеточная стенка (оболочка). На поверхности плазматической мембраны (на рисунке — М) бактерии имеют оболочку (клеточная стенка) из мукопептида пептидогликана (ПГк). Лизоцим, действуя на стенку бактерии, прерывает связи N-ацетил-мурамовой кислоты с N-ацетилглюкозамином. Кроме этого, грамотрицательные бактерии имеют вторую мембрану с липополисахаридами (ЛПС, называемый также эндотоксином).

Жгутики — главное средство передвижения бактерии. Содержат высокоантигенные белки (например, Н-антигены возбудителей брюшного тифа), активно стимулирующие синтез антител.

Фимбрии используются бактериями для прикрепления к клеткам. Присоединение может быть блокировано антителами (например, IgA против гонококков).

Капсула. Многие бактерии вирулентны именно из-за капсул, которые защищают их от контакта с фагоцитами. Большинство капсул состоит из больших разветвлённых полисахаридных молекул, но некоторые — из белков. Интересно, что многие полисахариды капсулы и некоторые белки жгутиков являются Т-независимыми антигенами (рис. 17). Поскольку считается, что Т-независимые антитела были первыми антителами, появившимися в процессе эволюции (рис. 3), это ещё раз подтверждает, что бактерии были главным стимулом для развития антителообразуюшей системы. Примеры инкапсулированных бактерий — пневмококки, менингококки, гемофильные бактерии.

Экзотоксины отличаются от эндотоксинов (ЛПС), находящихся в клеточных стенках. Грамположительные (ГРАМ+) бактерии часто секретируют белки с деструктивными свойствами против фагоцитов, локальных тканей, ЦНС и т.д. Часто экзотоксины становятся причиной летального исхода инфекции. Кроме того, существуют белки, известные как агрессины. Разрушая ткани хозяина, они способствуют распространению бактерий.