Факторы естественной резистентности, такие как покровные ткани, клетки с защитными функциями и гуморальные факторы защиты, тромбирования ран, коагуляция гемолимфы, инкапсуляция инородного материала, появились на
ранних этапах эволюционного развития и большинство из них не только сохраняются на протяжении эволюции, но и по мере усложнение организмов значительная часть из них совершенствуется - у них возникают новые структуры. Вследствие этого появляются соответствующие функциональные активности, которые играют важную роль в становлении и функционировании адаптивных факторов иммунного ответа и регуляции многих функций организма, что способствовало формированию многоуровневой структуры иммунной системы.
Покровные ткани. Одними из самых ранних факторов естественной защиты от проникновения чужеродных объектов, сохранивших свою функциональную активность и поныне, являются барьеры, которые формируются наружными покровами. Они проявляются уже у самых примитивных живых существ. Строение и функциональная активность наружных покровов в процессе эволюционного развития усложнялась; появлялись вспомогательные защитные факторы - внешние скелеты, кальцинированные раковины, панцири, чешуя, перья, ороговения эпителия кожи, шерсть и т.д.. Кроме того, усложнялась и функциональная активность - в наружных покровах появляются железы, выделяющие слизеподобные вещества с бактерицидными факторами. Так, кишечнополостные и кольчатые черви выделяют слизь, которая содержит бактерицидные вещества, в том числе фактор, подобный лизоцима. Важную роль в защитных реакциях играют слизистые оболочки, особенно дыхательных и пищеварительных систем. Кишечник впервые появляется у членистоногих с постоянным выделением слизи и некоторых бактерицидных веществ. При формировании пищеварительного тракта и дыхательной системы на слизистых появляются реснички, с помощью которых и благодаря сокращению мышц происходит движение слизи, способствует удалению микроорганизмов. В коже позвоночных появляются потовые железы, продуцирующие ряд защитных факторов.
Клеточные факторы защиты. Фагоцитоз. Для обезвреживания микроорганизмов, проникших в организм живых существ, одним из наиболее эффективных факторов является фагоцитоз. Защитная функция фагоцитов возникла из способности некоторых клеток осуществлять функцию пищеварения.
Уже простейшие способны поглощать чужеродные вещества, в том числе и микроорганизмы, и захватывать их в вакуоли пищеварения. В них проявляется выборочная способность поглощать определенные микроорганизмы. Простейшие могут отличать «свое» от «чужого», хотя механизмы такого распознавания еще не выяснено.
В примитивных первичных многоклеточных однослойных организмов - губок, в которых клетки еще не объединены в ткани, появляются большие подвижные, без постоянной формы клетки мезоглии - археоциты, или блуждающие амебоциты. Они содержат большое количество лизосом и способны распознавать «не свое», поглощать и переваривать чужеродные объекты, в частности микроорганизмы, и разносить продукты метаболизма по всему организму. Амебоциты активно участвуют в процессах регенерации поврежденных участков и являются факторами защиты от проникновения микроорганизмов во внутреннюю среду.
Кроме того, амебоциты способны осуществлять характерен для естественных киллеров лизис клеток, инкапсулировать патогены больших размеров, выделять бактерицидные факторы и цитокиноподибни вещества. Предполагают, что амебоциты примитивных беспозвоночных стали родоначальниками клеток лимфомиелоидного комплекса.
У кольчатых червей появляются замкнутая кровеносная система и вторичная полость - целом. В целом оказывается несколько типов клеток с протективного свойствами. Среди последних выделяют гиалиновые амебоциты - нейтрофилы-макрофаги с фагоцитарной активностью, способностью распознавать «чужое» и отторгать трансплантаты - и подобные незрелых лимфоцитов позвоночных клетки, имеющие структуры, подобные маркеров Т-лимфоцитов млекопитающих, распознают «чужое» и являются основными факторами трансплантационного отторжения и адаптивного переноса. У кольчатых червей впервые осуществляется деление клеток с иммунными потенциями на макрофаги-нейтрофилы и лимфоцитоподобных клетки.
Среди моллюсков выделяют две основные группы клеток с иммунными свойствами. Одни, лимфоцитоподобных, клетки циркулируют в гемолимфе, образуют розетки с эритроцитами барана, при контакте с ИЛ-2 и ИФН-y активируют свою цитолитического активность. Другая группа клеток имеет фагоцитарную активность, активно участвует в инкапсуляции бактерий.
У членистоногих выявлено шесть типов клеток с определенными проявлениями иммунных свойств. Среди них выделяют макрофагоподибни клетки с фагоцитарной активностью (плазматоциты) подобные малых лимфоцитов прогемоциты; возможные предшественники мастоцитов - адиногемоциты, а также оеноциты (кристаллические клетки), которые играют определенную роль в инкапсуляции патогенов.
Среди представителей иглокожих в крови и целом кроме таких клеток, как у членистоногих, обнаружено вибрирующие клетки со жгутиками и гранулами. В процессе изоляции чужеродных корпускул они коагулируют и разрушаются. У иглокожих на лимфоцитоподобных клетках обнаружено ИЛ-2 и рецептор к нему, а также антигены CD7 и CD4, которые характерны для позвоночных. В оболочников, занимающие промежуточное положение между беспозвоночными и позвоночными, фагоцитарную активность имеют много клеток - макрофаги, грануло-и амебоциты, гиалиновые клетки. Основными клетками гемолимфы является вакуолизирован клетки, содержащие ванадий и наравне с функцией переноса кислорода способны в некоторые неспецифических реакций - инкапсуляции инородных частиц. Лимфоцитоподобных клетки в оболочников характеризуются умеренной цитоцидною активностью, активно участвуют в отторжении алло-и ксенотрансплантатов и подобные лимфоцитов и к стволовых гемопоэтических клеток позвоночных.
Одна из начальных стадий фагоцитоза - хемотаксис. Хемотаксические вещества белковой природы с молекулярной массой около 10 кДа обнаружены у кольчатых червей, моллюсков, насекомых. Агглютинины, как факторы адгезии, обнаружено у моллюсков, а у членистоногих кроме агглютининов как опсонины выступают комплементподибни белки, активность которых связана с фенолоксидазною системой.
Процесс поглощения чужеродных объектов у беспозвоночных подобен таковому у позвоночных, но имеет некоторые особенности. У беспозвоночных биохимические процессы киллинг и утилизации инородных объектов изучены у моллюсков и членистоногих. У членистоногих в бактерицидных веществ относятся пероксид водорода (водорода), миелопероксидазы, лизоцим, хитиназа, меланин и профенолоксидазна активность. При активации фенолоксидазнои системы образуются активированные кислородные метаболиты, хиноиды, меланин, оксид азота (II) и пероксинитрит. Подобной активностью характеризуются и гемоцитов моллюсков. Об активности пероксидазы у моллюсков существуют разные данные - в одних моллюсков она отсутствует, а в других - выявлено.
Естественная цитотоксичность проявляется во всех беспозвоночных организмов. В примитивных беспозвоночных она в основном реализуется блуждающими амебоцитами, а в более организованных - лейкоцитами, преимущественно лимфоцитоподобных клеток. У рыб лейкоциты периферической крови способны убивать собственные трансформированные клетки.
Лимфоцитоподобных _клитины кольчатых червей, иглокожих, оболочников реагируют пролиферацией на Кона, ФГА, ЛПЦ и по своим свойствам приближаются к гемопоэтических стволовых клеток позвоночных. В высших беспозвоночных (членистоногих, оболочников) возникает механизм постоянного восстановления популяций гемоцитов вследствие их дифференцировки из стволовых кроветворных клеток.
Следует отметить, что большинство лимфоцитоподобных клеток многих беспозвоночных имеют рецепторы к чужеродным алоантигенив и некоторых микробных структур (ЛииЦ) и являются мобильными резервными клетками, которые постоянно заполняют общий пул гемоцитов, а после вторжения патогенов активируются и укрепляют защиту организма. Они напоминают «наивные» лимфоцита млекопитающих. В крови примитивных позвоночных (круглоротых) существуют подобные лимфоцитов и плазмоцитов клетки, но их функция не выяснена, поскольку в крови не обнаружено иммуноглобулинов и отсутствуют органы дифференцировки этих клеток. По антигенной стимуляции количество подобных плазмоцитов клеток увеличивается - возможно, они продуцируют антигензвьязувальни факторы комплемента, ранее считали антитела. У круглоротых не обнаружено ни генов Ig, ни ТКР, ни генов антигенов МЧС I и МНС II классов, ни белков, способствующих реаранжуванню V-генов или транспорта пептидов в МЧС. Эти клетки реагируют на Т-и В-митогены. Основными участниками отторжения трансплантатов у круглоротых являются нейтрофилы и эозинофилы.
Мастоцитов проявляются в примитивных позвоночных - круглоротых. В крови рыб содержатся мастоцитов и базофилы. В крови амфибий обнаружены две популяции мастоцитов.