Наиболее отличительной особенностью в раннем возрасте является большая величина относительной поверхности тела ребенка, отношение его поверхности к массе. Этим во многом определяются различия в физиологических отправлениях детей по сравнению со взрослыми. Большая относительная величина поверхности тела ребенка является фактором, который приводит к необходимости высоких энергетических трат для обеспечения постоянства температуры тела. С этим же связана необходимость поддержания высокой частоты сердечных сокращении, частоты дыхании, высокого содержания катехоламинов в крови.
Устойчивость организма на ранних этапах постнатального онтогенеза к различным факторам среды низка и обусловлена незрелостью многих функций, а потому и весьма малыми потенциальными возможностями организма для поддержания постоянства внутренней среды. В раннем возрасте еще несовершенна экстракардиальная иннервация – вагусная и симпатическая. При действии различных средовых факторов быстро утрачиваются не только вагусные, но и симпатические влияния на сердце. В раннем возрасте, несмотря на высокое содержание катехоламинов в крови, предшественников их синтеза существенно меньше, чем в более старшем возрасте.
На раннем этапе развития у детей и животных низкое содержание стероидных гормонов – глюкокортикоидов и минералокортикоидов. Приведенное свидетельствует о малых потенциальных возможностях для реализации механизмов срочной и долговременной адаптации к различным факторам внешней среды организма на ранних этапах постнатального онтогенеза.
Роль внешней среды, социальных условий макроорганизма в развитии простудных заболеваний
Инфекция есть процесс взаимодействия двух биологических систем – микро- и макроорганизма. Конечный результат встречи микроба-возбудителя с организмом в значительной мере определяется свойствами и особенностями макроорганизма, пораженного паразитом. От реакции организма человека или животных, направленной на поддержание постоянства внутренней среды, нарушенного в результате проникновения возбудителя инфекции, зависит активность процесса, характер и форма инфекции. Комплекс этих многообразных защитных реакций составляет часть общей реактивности организма и подчиняется основным физиологическим закономерностям. В соответствии с этим реакции организма на внедрение возбудителя могут быть нормальными, пониженными, повышенными или отсутствовать вовсе (ареактивность или анергия). Таким образом, восприимчивость или невосприимчивость (резистентность) организма к инфекции в конечном счете определяется состоянием общей реактивности. В то же время особенность реактивности есть индивидуальное качество каждого организма, которое обусловлено внутренними и внешними факторами. Одни из этих факторов препятствуют, другие способствуют возникновению инфекции [обзор: Анненкова И.Д. и др., 1982]. К числу внутренних факторов самого организма относятся следующие:
1. Генотипические особенности, характерные для данного вида индивидуума. Человек имеет естественную наследуемую невосприимчивость (видовой иммунитет) ко многим возбудителям болезней животных. С другой стороны, животные не болеют многими инфекционными болезнями человека.
2. Состояние центральной нервной системы оказывает существенное влияние на восприимчивость к инфекции. Известно, что психические расстройства, депрессивные и аффективные состояния снижают резистентность человеческого организма к инфекции.
3. Состояние эндокринной системы и гормональная регуляция играют важную роль как в возникновении, так и в последующем развитии инфекции. В последнее десятилетие доказана роль зобной железы (тимуса) в формировании невосприимчивости к инфекции (иммунитета). Роль гормонов в возникновении и развитии инфекционного процесса не однотипна. Возможно понижение и повышение устойчивости к патогенным микроорганизмам. Так, например, адренокортикотроп-ный (АКТГ) и соматотропный (СТГ) гормоны гипофизарно-адреналовой системы, подавляя или активируя воспалительные реакции, влияют на развитие в течение инфекционного процесса. На этом, в частности, основано лечебное применение кортикостероидов.
4. Реактивность организма и в связи с этим восприимчивость или, напротив, устойчивость к инфекции имеют отчетливую возрастную зависимость. На разных этапах своего развития организм обладает большей или меньшей резистентностью к определенным инфекциям. Дети до 6 месяцев устойчивы к ряду инфекций (корь, дифтерия, скарлатина, эпидемический паротит). В то же время они более восприимчивы, чем взрослые, к дизентерии, коли-инфекции, стафилококковым и стрептококковым инфекциям.
5. Возникновение инфекционного процесса и особенности его течения находятся в зависимости от характера питания и витаминного баланса. Для синтеза коферментов и антител необходимы витамины. Недостаток или отсутствие витаминов в пище приводит к нарушению продукции иммуноглобулинов. Дефицит витаминов группы В снижает устойчивость к стафилококковым и стрептококковым инфекциям. При авитаминозе часто возникают конъюнктивиты и кератиты, катары верхних дыхательных путей, синуситы, пневмонии. Дефицит витамина С также снижает устойчивость организма к ряду инфекций и интоксикаций. У больных с авитаминозом С легко возникают пневмонии, энтероколиты. Каждый введенный в организм антиген, каждая вакцина снижают запасы витамина С, поэтому несколько снижается и общая резистентность организма. Витамин С необходим для синтеза антител и для развития плазматических клеток- продуцентов антител. При авитаминозе С плазматические клетки исчезают, лимфоидная ткань атрофируется, но при введении аскорбиновой кислоты указанные нарушения исчезают. Витамин С в больших дозах инактивирует вирусы герпеса, гриппа, осповакцины. Витамин Э также повышает устойчивость организма к инфекции, особенно при условии облучения ультрафиолетовыми лучами. При дефиците витамина О у детей развивается рахит, при котором снижается фагоцитарная активность лейкоцитов. В настоящем издании проблемам питания и резистентности развивающегося организма будет посвящен специальный раздел.
6. Перенесенные заболевания, травмы снижают резистентность организма и способствуют развитию инфекции.
7. Физические и химические факторы, роль которых в условиях технического прогресса необычайно возросла, могут оказывать неблагоприятное воздействие на организм.
Термин «иммунитет» был введен для обозначения невосприимчивости или устойчивости организма к действию патогенных микроорганизмов и их токсинов. В настоящее время иммунитет рассматривается как общебиологический защитный механизм, позволяющий организму поддержать постоянство своей внутренней среды, предохраняя ее от генетически чуждого воздействия инфекционных агентов или любых веществ, обладающих свойствами антигена. Таким образом, способность организма защищаться от инфекционного агента (патогенных микроорганизмов) является лишь частным проявлением деятельности мощных защитных сил организма, обеспечивающих поддержание постоянства его внутренней среды в процессе онтогенеза. Следовательно, иммунитет-явление гомеостатического порядка и направлено также против спонтанных мутаций клеток самого организма.
Выдающийся французский ученый Луи Пастер был первым, кто начал научную разработку проблемы иммунитета и пришел к обобщению, что с помощью прививок можно предупреждать многие инфекционные болезни. Пастер назвал этот метод вакцинацией (от латинского слова vacca – корова), а прививочные препараты – вакцинами. К концу XIX века стало ясно, что можно искусственно создать иммунитет к инфекционному заболеванию. Однако за счет каких механизмов создается иммунитет, что лежит в основе естественной и приобретенной невосприимчивости, оставалось неизвестным.
Важным этапом в развитии иммунологических знаний явилось открытие в конце девяностых годов антитоксического иммунитета. В ответ на введение дифтерийного токсина в организме вырабатываются защитные вещества – антитоксины. Это открытие позволило П. Эрлиху сформулировать основы гуморальной теории иммунитета. В эти же годы выдающийся русский ученый И. И. Мечников обнаружил явление фагоцитоза и создал клеточную теорию иммунитета.
Видовой (естественный) наследственный иммунитет обусловлен совокупностью биологических особенностей, присущих тому или другому виду живых существ и приобретенных ими в процессе эволюции. Это свойство является генетическим признаком организма, передающимся по наследству от поколения к поколению. Так известно, что люди не болеют многими болезнями животных.
Приобретенный иммунитет создается в процессе индивидуальной жизни организма и не является пожизненным. Он может ослабевать или исчезать. По происхождению он делится на естественный и искусственный. Естественный иммунитет возникает самопроизвольно после перенесенной явной или скрытой инфекции, а также как материнский иммунитет у новорожденных. Искусственный иммунитет вырабатывается в результате преднамеренной иммунизации. Обе эти формы приобретенного иммунитета могут быть пассивными или активными.
Естественный пассивный (плацентарный) иммунитет возникает у детей еще до рождения. Большинство защитных антител матери проходят через плаценту и оказываются в крови ребенка к моменту рождения. Эти антитела обеспечивают защиту от инфекции в течение первых месяцев жизни ребенка. На 3-6-м месяце жизни напряженность плацентарного иммунитета снижается и появляется восприимчивость ко многим инфекционным заболеваниям. Поэтому активную иммунизацию и закаливание детей целесообразно начинать именно в этом критическом возрасте. Иммунобиологический статус организма матери в период беременности играет существенную роль в резистентности новорожденных к различным инфекциям.
Естественный активный иммунитет – такая защита организма, которая возникает в результате перенесенного заболевания, поэтому его можно называть постинфекционным. При этой форме защиты в организме происходит активация иммунной системы, развитие гуморальных и клеточных реакций, направленных на уничтожение возбудителей-бактерий, вирусов или их токсинов. В зависимости от характера патогенного агента, против которого направлены защитные реакции организма, иммунитет можно называть антибактериальным, антивирусным, антитоксическим и т. д.
Постинфекционный иммунитет может сохраняться длительное время, иногда даже в течение всей жизни (после перенесенной кори, оспы, дифтерии, краснухи и др.).
Искусственный активный иммунитет (поствакцинальный) создается в организме в результате введения вакцин. Он также может быть антибактериальным, антивирусным, антитоксическим и т. д. Продолжительность и напряженность иммунитета после введения вакцины зависит от многих факторов (антигенных и иммуногенных свойств вакцины, схемы и методов введения и т. д.). Он может сохраняться от года до нескольких лет. Наиболее стойкий иммунитет вырабатывается после введения вакцин против кори, оспы, дифтерии, полиомиелита и некоторых других инфекций. Менее стойкий, продолжительностью до 1 года, – при гриппе, кишечных инфекциях. Напряженность иммунитета определяют по концентрации (титрам) антител в сыворотке крови.
Искусственный пассивно приобретенный иммунитет возникает в результате введения в восприимчивый организм готовых антител в виде специфической иммунной сыворотки или гамма-глобулина. Этот иммунитет кратковременный, антитела выводятся из организма через 2–3 недели.
Механизм и факторы неспецифической резистентности. Для удобства изучения целесообразно условно разделить все факторы и механизмы естественной резистентности на общие, клеточные (тканевые) и гуморальные.
Среди общих механизмов, играющих важную роль в защите от инфекции, необходимо назвать следующие:
1. Характер общей реактивности организма, которая может быть нормальной, повышенной, пониженной, вплоть до полной ареактивности. Эти особенности в каждом конкретном случае по-разному влияют на восприимчивость к инфекции и развитие инфекционного процесса.
2. Воспалительная реакция, способствующая ограничению и ликвидации очага инфекции.
3. Температурная реакция, в ряде случаев инактивирующая возбудителей инфекции. Известно, например, что репродукция некоторых вирусов задерживается при температуре выше 37 °C.
4. Изменение обмена веществ и pH тканей в сторону, неблагоприятную для возбудителя.
5. Возбуждение или торможение соответствующих отделов.
6. Секреторная и экскреторная функции организма: выделение микроорганизмов с мочой, мокротой при кашле и т. д.
7. Защитное влияние нормальной микрофлоры организма.
Клеточные (тканевые) факторы и механизмы естественной резистентности обеспечивают защиту от проникновения возбудителя во внутреннюю среду и уничтожение его внутри организма. К ним относятся:
1. Кожа, которая является прочным механическим барьером, препятствующим проникновению микробов внутрь организма. Удаление микробов с поверхности кожи происходит при отторжении ороговевших слоев эпидермиса, с экскретом сальных и потовых желез. Кожа представляет собой не только механический барьер, но обладает и бактерицидными свойствами, обусловленными действием молочной и жирных кислот, ферментами, выделяемыми потовыми и сальными железами, а также содержащимся в потовых железах секреторным иммуноглобулином класса А.
2. Слизистые оболочки носоглотки, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта осуществляют более сложную функцию. Кроме механической защиты очень выражено их бактерицидное действие, которое связано с наличием в секрете особого фермента – лизоцима, секреторного иммуноглобулина А, альвеолярных макрофагов, а у слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта – еще и действием соляной кислоты, ферментов.
3. Барьерная функция лимфатического аппарата, ограничивающая распространение возбудителя из очага инфекции. У новорожденных детей в связи с функциональной слабостью лимфатического аппарата наблюдается склонность к генерализации инфекции.
4. Фагоцитоз – важнейшая клеточная защитная реакция. Клетки организма, участвующие в фагоцитозе, были названы фагоцитами. Фагоцитирующие клетки организма делятся на макрофаги и микрофаги. Макрофаги по классификации ВОЗ (1972) объединены в мононуклеарную фагоцитарную систему (МФС), куда отнесены клетки костномозгового происхождения, обладающие активной подвижностью, способностью прилипать к стеклу и интенсивно осуществлять фагоцитоз. В эту группу входят: промоноциты костного мозга, моноциты крови, макрофаги (к которым относятся гистиоциты), звездчатые ретикулоэндотелиоциты (купферовские клетки печени), свободные и фиксированные макрофаги селезенки, лимфатических узлов, серозных полостей. Процесс фагоцитоза представляется достаточно сложным и состоит из нескольких фаз. Первая фаза – это активное движение фагоцита к чужеродным частицам – хемотаксис, которое осуществляется с помощью псевдоподий, состоящих из гиалоплазмы, в ответ на возбуждение клетки чужеродными агентами (бактерии, простейшие, их продукты, токсины и т. п.). Перед началом движения в клетке отмечается усиление процессов гликолиза. Хемотаксис активизируется компонентами комплемента (СЗ, С5, Сб), а также действием лимфокинов, сериновой эстеразы, ионов кальция и магния, продуктов расщепления, коагулированных альбуминов и различных компонентов мембран клетки в воспалительном очаге. Эти факторы активируют также ферменты лизосом фагоцитов. Лизосомы – это внутриклеточные гранулы, ограниченные цитоплазматической мембраной и содержащие набор ферментов, служащих для внутриклеточного переваривания объектов фагоцитоза. Независимо от лизосомальных ферментов сами фагоцитирующие клетки выделяют наружу ряд веществ ферментной природы, таких как: глюкуронидаза, миелопероксидаза, кислая фосфатаза, которые инактивируют бактерии уже на поверхности клетки. Вторая фаза – прилипание (аттракция) фагоцитируемой частицы к поверхности фагоцита. После нее начинается третья фаза – поглощение, когда на месте соприкосновения фагоцита с чужеродной частицей образуется фагосома, окружающая объект фагоцитоза, которая втягивается затем внутрь клетки.
Микроорганизмы, находящиеся в фагосоме, погибают под действием бактерицидных веществ клетки (лизоцима, перекиси водорода), а также в результате избытка молочной кислоты и изменений pH, возникающих в фагоците в результате усиления анаэробного гликолиза (pH 6,0). После этого начинается четвертая фаза – переваривание, при которой фагосома с микробами сливается с лизосомой и образуется фаголизосома (пищеварительная вакуоль). В ней происходит расщепление фагоцитированного объекта с помощью набора лизосомальных ферментов.