Кожа и слизистые

Кожа и слизистые оболочки (dermis, mucous membrane) также определяются как компартмент иммунной системы. Это первая линия обороны против инфекционных агентов определена как система мукозо-ассоциированная лимфоидная ткань (mucosa-associated lymphoid tissue – MALT). Она препятствующую проникновению микроорганизмов. В ней сконцентрирована основная масса иммунной системы (на общей площади 400 м2 (120 м2 – дыхательная система, 250-400 м2 — желудочно-кишечный тракт, кожа — 1,5-2,0 м2, мочеполовая система — 1,5-2,0 м2) располагаются около 50% клеток иммунной системы). Структуризация МАLT зависит от анатомической локализации барьерной ткани.

Структуры мукозо-ассоциированной лимфоидной ткани (MALT)

 

 

Наименование

Анатомическая

локализация

Механизмы

защиты

SALT

кожа (дерма)

Клиренс кератоцитов, кислый рН, кожное сало,

NALT

носовая полость, рот и ротоглотка, конъюнктива

Чихание, слюна, слезы, катионный белок,

гистатины, лизоцим

BALT

трахея, бронхи, легкие

Кашель, катионный белок, дефенсины,

гликоконъюгаты, муцин

VALT

половые органы

Кислый рН, катионный белок, спермин, муцин

GALT

— пищевод, желудок, тонкий

кишечник;

— толстый кишечник;

— урогенитальный тракт;

Рвота, перистальтика, слизь, кислый рН, трипсин, дефензины, лизоцим и пр.

Диарея, мочеиспускание, катионный белок,

дефензины

Клетки иммунной системы и лимфоидная ткань данного компартмента выполняют все функции иммунного надзора. 

Мукозальный иммунитет — это сложное взаимодействие между врожденными и адаптивными механизмами иммунной системы, зависящие от анатомического строения органов. Функционально он обеспечивается клетками, непосредственно находящимися в ткани (резидентные). Структура мукозального иммунитета имеет сходную организацию во всех анатомических отделах. 

Механическая защита, осуществляемая эпителием, образует границу между внешней и внутренней средой организма.

Кожа и слизистые

Организация мукозо-ассоциированной лимфоидной ткани.

В эпителии отсутствуют межклеточное вещество и кровеносные сосуды, он непроходим для большинства патогенов. Помимо клеток эпителия в эпителиальном пласте находится большое количество резидентных клеток иммунной системы и клеток, осуществляющих вспомогательные функции. Многочисленные секреторные клетки вырабатывают вещества различной химической природы. Так, например, в кишечнике функционально схожие с нейтрофилами клетки Панета под воздействием бактерий или бактериальных антигенов секретируют антимикробные пептиды (дефензины, лизоцим и фосфолипазу A2) в про-свет кишечной железы, тем самым способствуя поддержанию желудочно-кишечного барьера.

Отдельная популяция клеток, инициирующая иммунные реакции слизистой оболочки, мультискладчатые клетки (М-клетки). За счет своих особенностей (не секретируют слизь или пищеварительные ферменты и имеют более тонкий гликокаликс) они за счет эндоцитоза и/или фагоцитоза, и/или трансцитоза переносят микробы и частицы через слой эпителиальных клеток и доставляют их к антигенпрезентирующим клеткам, интраэпителиальным макрофагам и лимфоцитам.

Миграция лимфоцитов между лимфоидными органами и нелимфоидными тканями, несмотря на высокую интенсивность, не является случайной — она строго и тонко регулируется экспрессией молекул адгезии и их лигандов. В результате в каждой ткани и органе имеется свой особый популяционный и субпопуляционный состав лимфоцитов и других клеток иммунной системы.

Локализация эпителия и его виды

 

 

Ткань

Тип (подтип) эпителия

Кожа и серозные оболочки

Поверхностный слой

Многослойный, ороговевающий

Плевра, брюшина, перикард

 

Простой плоскоклеточный (мезотелий)

Дыхательная система

Ротоглотка, голосовые связки

Многослойный, неороговевающий эпителий

Гортань, трахея, бронхи, нос

Псевдостратифицированный столбчатый, реснитчатый (дыхательный эпителий)

Воздуховоды из придаточных пазух носа

Многослойный столбчатый

Терминальные бронхиолы, дыхательные бронхиолы

Простой кубовидный, реснитчатый

Каверны

Простой плоскоклеточный

Желудочно-кишечный тракт

Десна, твердое небо, задняя часть языка

Многослойный ороговевающий

Пищевод

Многослойный неороговевающий

Желудок

Простой столбчатый, не ресничный (эпителий желудка)

Тонкая кишка, толстая кишка прямая кишка, желчный пузырь

Простой столбчатый, не ресничный (кишечный эпителий)

Анус

Многослойный плоский неороговевающий и многослойный

чешуйчатый, ороговевающий

Мочеполовая система

Уретра

Псевдостратифицированный столбчатый, не реснитчатый

Почечные лоханки, мочеточник, мочевой пузырь,

Переходный (уротелий)

Почки

Простой кубовидный с микроворсинками и без микроворсинок, простой плоскоклеточный, простой кубоидальный

Яичники, яички

Простой кубоидальный (зародышевый эпителий)

Фаллопиевы трубы, эндометрий (матка)

Простой столбчатый, реснитчатый

Шейка матки (эндоцервикс)

Простой столбчатый и Многослойный, неороговевающий

Вагина

Многослойный, неороговевающий

Половые губы

Многослойный, ороговевающий

Придатки яичка, протоки, семенные везикулы

Псевдостратифицированный столбчатый

Эякуляторный проток, бульбоуретральные железы

Простой столбчатый

Эндотелий

кровеносные и лимфатические сосуды

Однослойный плоскоклеточных

Микробиота – отдельная структура, не относящаяся непосредственно к человеку, но, тем не менее, очень важна для нормального функционирования организма, в том числе для его защиты. Микробиота (нормальная микрофлора, нормофлора, комменсалы, биотоп) сообщество более 1000 видов симбиотических и комменсальных бактерий, , простейших, грибов и вирусов населяющих организм человека в пределах тканей и жидкостей. Объем микробиоты оценивается в 1014 клеток, составляя до 1% массы человека (около 1 кг). По количеству клеток микробиота сопоставима с общим количеством клеток человека, однако общий ее геном (микробиом) больше в 100 раз. 

Стоит обратить внимание, что при оценке микробиома в расчет не принимают вирусы и фаги, присутствующие в различных средах организма, ко-торые по численности превосходят количество бактерий на порядок. 

С клинической точки зрения необходимо выделить микроорганизмы постоянно живущие основные (резидентная микробиота – около 90%), постоянно живущие сопутствующие (факультативная микробиота – менее 9,5%) и случайно попавшие (транзиторная микробиота – до 0,5%). К транзиторной микробиоте относятся патогенные микроорганизмы. 

Большое значение для здоровья человека играет нормальная микробиота. Микробиота – устойчивое сообщество микроорганизмов, обитающих на определенном участке организма хозяина, активно участвует в формировании мукозального иммунитета.

Популяция микробов, их количество и состав в различных тканях существенно отличаются. Если количество микробов увеличивается за пределы своих типичных диапазонов (чаще всего из-за нарушения функции иммунной системы), или микробы заселяют (например, из-за травмы) участки организма, где они обычно не присутствуют или стерильные зоны (кровь, брюшная полость и др.), возникают заболевания. 

Микробиота играет решающую роль в обучении и развитии основных компонентов врожденной и адаптивной иммунной системы хозяина, в то время как иммунная система регулирует поддержание ключевых характеристик симбиоза хозяина и микроба. Любой инфекционный процесс можно считать дисбиозом, т.к. когда начинает превалировать патогенный микроорганизм, снижается количество и разнообразие числа других бактерий. Как защитную функцию можно рассматривать процессы взаимодействия иммун-ной системы и нормальной микробиоты с формированием толерантности микробиоты и организма человека.

Считается, что у генетически восприимчивого хозяина дисбаланс во взаимодействии микробиоты и иммунитета в определенных условиях окружающей среды вносит вклад в патогенез множества иммуноопосредованных заболеваний. 

Состав биотопов

 

 

Органы и ткани

Основные микроорганизмы

Кожа

Actinobacteria (51.8 %), Firmicutes (24.4 %), Proteobacteria (16.5 %), Bacteroidetes (6.3 %), грибы

Слизистая оболочка глаз

Грамположительные кокки (Staphylococcus и Streptococcus), грамотрицательные палочки и кокки (Haemophilus and Neisseria), и грибки (Candida, Aspergillus, and Penicillium)

 

Респираторный тракт

НосS. aureus, S. epidermidis, непатогенные нейссерии, коринебактерии. Небные миндалиныS.pyogene), S.pneumoniae, H.influenzae, неспорообразующие анаэробы. ЛегкиеPrevotella, Sphingomonas, Pseudomonas, Acinetobacter, Fusobacterium, Megasphaera, Staphylococcus и Streptococcus. Грибы: Candida, Malassezia, Aspergillus

 

Урогенитальный тракт

Наружные половые органыStaphylococcus и Streptococcus, энтерококки, коринебактерии, энтеробактерии, неспорообразующие анаэробы, грибы. Влагалище (112 разновидностей в основном Lactobacillus (более 25 таксонов) Общая бактериальная масса: влагалище -106 -108, для уретры и цервикального канала – 105— -107 Анаэробные (Gardnerella vaginalis /Prevotella bivia/Porphyromonas spp; и др.): показатель <104, Аэробные (Enterobacter., Streptococcus spp и Staphylococcus spp) <104, Mycoplasma и Ureaplasma (urealiticum+parvum) <104. Грибы рода Candida <103

Уретра у мужчинCorynebacterium; Lactibacilli; Bacteroides; Actinobacteria; Fusobacterium

 

Пищеварительный тракт

Полость рта (более 275 разновидностей) — Анаэробные бактерии Actinomyces, Arachnia, Bacteroides, Bifidobacterium и др, Lactobacillus, Leptotrichia, Peptococcus, Peptostreptococcus. Грибы.

Желудок и 12-перстная кишка 103 КОЕ /мл. — Firmicutes, Actinobacteria, Bacteroidetes, Proteobacteria, Fusobacteriа.

Тонкий кишечник 104–108 КОЕ/млFirmicutes, Actinobacteria, Bacteroidetes

Толстый кишечник 109–1013КОЕ /мл. — Firmicutes (грам+) (более 50%), Bacteroidetes (30%), Proteobacteria (грам-) (3%), Actinobacteria (грам+) ( 1 %).

 

Наиболее исследованной и самой большой по объему является микробиота желудочно-кишечного тракта (более 75%). Она представлена в основном анаэробами.

Микробиота интестинального тракта

 

 

Тип

Класс

Семейство, вид

Firmicutes (50%)

Clostridia

Lachnospiraceae (20-25%) — Faecalicatena contorta

Clostridiaceae (1-3%), Heliobacteriaceae

 

Ruminococcaceae (10-15%) — Faecalibacterium prausnitzii

Bacilli

Bacilliales – Bacillaceae, Staphylococcaceae

Lactobacillus – Lactobacillaceae, Enterococcaceae, Streptococcaceae

 

Mollicutes

Clostridium, Mycoplasma и Ureaplasma

Negativicutes

Veilonellaceae

Bacteroidetes (30%)

Bacteroides

Bacteroidaceae (10-15%), Porphyromonadaceae (4-8%), Rickenellaceae (3-5%)

Prevotella

Prevotellaceae (4-8%)

Proteobacteria (3%)

Enterobacteriaceae

Escherichia, Klebsiella

Actinobacteria (1%)

Bifidobacterium

Bifidobacterium, Propionebacterium, Atopobium

Fusobacteria

Fusobacteriia

Fusobacterium

Verrucomicrobia

Verrucomicrobiae

Verrucomicrobium spinosum

Archaea (до 20%)

Methanobacteria

Methanobrevibacter smithii

Состав кишечных бактерий каждого человека индивидуален и формируется в зависимости от возраста, местоположения, характера питания, образа жизни и состояния здоровья. На основе микробного состава по преобладанию тех или иных ключевых родов бактерий Bacteriodes, Prevotella и Ruminococcaceae выделяют три основных энтеротипа (как группа крови): При 1-м энтеротипе доминируют представители рода Bacteroides, при 2-м Prevotella, при 3-м Ruminococcus.

Перспективным является разделять микроорганизмы, заселяющие кишечник, на гидрогенотрофы (способные метаболизировать, как источник энергии, молекулярный водород), ацетогенные бактерии (генерируют ацетат), сульфатредуцирующие бактерии (реализуют анаэробное дыхание с использованием сульфата).

Основная масса микрофлоры (пристеночная микрофлора) фиксирована и тесно связана с энтерoцитами, образуя биопленку (микробно-тканевой комплекс, включающий в себя микроколонии бактерий и их метаболитов, секреты бокаловидных клеток, клеток Панета, эндокриноцитов и клеток иммунной системы), незначительная часть находится в просвете кишки (просветная микрофлора). 

Микробиота активно участвует в пищеварении, расщепляя основные пищевые субстанции и синтезируя новые. Многие виды белков, жиров и уг-леводов из рациона человека могут быть расщеплены только определенными кишечными микроорганизмами.

Участие микробиоты в обмене веществ человека

 

 

Тип бактерий

Участие в метаболизме

Диета

Bacteroides

Расщепляют клетчатку, гидролиз белков, переработка сложных углеводов

Мясные и сладкие блюда

Prevotella

Переработка сложных и простых углеводов

Растительная диета, вегетарианцы, сладкоежки

Firmicutes faecalibacterium

Производят масляную кислоту за счет расщепления сложных углеводов.

Большое потребление овощей, фруктов и злаков

Firmicutes ruminococcus

Способны перерабатывать целлюлозу, крахмала

Макароны, картофель зеленые бананы, чечевица, зеленый горошек, белая фасоль

Firmicutes

eubacterium

Превращают лактат в кишечнике в масляную кислоту.

Цельные злаки, бурый рис

Firmicutes

blautia

Расщепляют сложные углеводы с образованием ацетата

При большом употреблении клетчатки

Firmicutes roseburia

Расщепляют растительные маннаны. Контролируют воспалительных процессов в кишечнике, атеросклероз

в орехах, бобовых, кокосах, томатах, кофейных зернах

Firmicutes

coprococcus

 

расщепляют разные виды волокон и производят масляную кислоту

При большом употреблении клетчатки

Firmicutes

erysipelotrichia

метаболизируют жиры

Жирная пища

Bifidobacterium

синтезируют молочную, уксусную, муравьиную, янтарную и гамма-аминомасляную кислоты. Подавлять рост патогенных бактерий.

Ферментированные продукты (кефир, хлеб на закваске, квашеная капуста), соя, чеснок, томаты, лук, банан, яблоко, спаржа, мед.

Lactobacillus

Образуют антибиотические вещества – лактолин, лактоцидин, ацидофилин.

Молочные продукты

Akkermansia

Участвуют в обмене муцина, синтезирует жирные кислоты. Противовоспалительное действие

Голодание

Помимо этого, нормальная микрофлора участвует в синтезе коротко-цепочечных жирных кислот (ацетат, бутират, пропионат и пр.), аминокислот (аргинин, глутамин), витаминов (К, В1, В2, В3, В5, В6, В12, С, Д, биотина, пантотеновой кислоты), гормонов. Она способствует всасыванию ионов железа, кальция, обеспечивая полностью питательными и энергетическими веществами эпителий кишечника, определяя его созревание и регенерацию. Также микробиота, участвуя в обмене солей желчных кислот и холестерина, обеспечивает гиполипидемический эффект.

Микробные метаболиты способствуют укреплению эпителиального ба-рьера, например индол, за счет связывания белков цитоскелета формирует плотные контакты между эпителиоцитами.

Детоксикационная функция микробиоты осуществляется путем нейтрализации экзогенных и эндогенных токсических продуктов, в т.ч. канцерогенов (амины, тиолы, фенолы, ксенобиотики и др.), которые в дальнейшем утилизируются в реакциях метаболизма и/или выводятся из организма с кишечным содержимым.

Одной из основных функций нормальной микрофлоры является предотвращение развития патогенных макроорганизмов, в основе которого лежит принцип микробного антагонизма. Помимо этого, в качестве защиты бактерии микробиоты кишечника вырабатывают антимикробные пептиды и другие метаболиты с антимикробными свойствами, изменяют рН, а также физически противодействуют колонизации патогенами.

вверх

Заказать обратный звонок