История иммунологии

В процессе эволюции у человека сформировалась специальная система защиты организма от чужеродных веществ и болезнетворных микроорганизмов. А невосприимчивость организма к чужеродным веществам (антигенам) называется “иммунитетом” (от лат. іmmunitas – освобождение, избавление от чего-либо).

Иммунитет играет критически важную роль в нормальном функционировании организма, предохраняет от различных болезней инфекционной и неинфекционной природы.

Изучением функционирования иммунной системы, а также разработкой средств и методов иммунологической диагностики, профилактики и лечения инфекционных и неинфекционных болезней занимается иммунология – наука об иммунитете. Иммунология как наука сформировалась лишь в конце XIX в. Основоположниками ее можно считать И. И. Мечникова, Л. Пастера и П. Эрлиха. Собственно с зарождения науки иммунологии и связан иммунологический период в микробиологии.

Содержание скрыть 1Иммунологические учения в микробиологии 2Открытие Мечникова 3Другие учения об иммунитете 4Открытие антител 5Интерферон 6Вакцинация 7В заключение

Иммунологические учения в микробиологии

До 1885 г. в изучении иммунитета определялись два конкурирующих направления. Первое возглавлял И. И. Мечников. Он развивал теорию клеточного иммунитета и рассматривал фагоцитоз как основной фактор защиты организма от инфекции.

Представителем второго направления был П. Эрлих, который считал, что основным защитным механизмом от инфекций являются гуморальные факторы сыворотки крови. Интенсивные исследования этой важной проблемы еще до конца XIX в. показали, что эти две точки зрения не являются противоположными, а дополняют друг друга. В 1908 г. Т. И. Мечников и П. Эрлих за разработку учения об иммунитете были удостоены Нобелевской премии.

Теперь наука Иммунология изучает широкий круг биологических явлений: механизмы защиты от инфекций, опухолей,вопросы иммуногенетики, иммуногематологии, иммуногистохимии, иммунодиагностики, иммунотерапии, иммунопрофилактики и тому подобное. Знания из области современной иммунологии в последние годы значительно расширились и переросли рамки старой классической иммунологии, которая была определена ее основателями как наука о невосприимчивости организма к инфекции.

В настоящее время особенно интенсивное развитие приобрела молекулярная иммунология, изучающая химические, биохимические и молекулярно-биологические основы реакций иммунитета. Она стала одной из ведущих отраслей современной биологии.

Основываясь на достижениях иммунологии, академик Р. В. Петров (1982) дал определение иммунитета как способа защиты организма от живых тел и веществ, которые несут на себе признаки генетической чужеродности. Признаки работы чужеродного генома несут бактерии, вирусы, простейшие, черви, белки, ткани, измененные ауто-антигены (в том числе раковые).
Главной задачей иммунитета является уничтожение клеток, которые генетически отличаются от собственных, будь то чужая клетка или клетка своего тела, которая изменилась генетическое.

.
И. И. Мечников различал ряд стадий фагоцитарного процесса, которых теперь выделяют пять:

1. приближение фагоцита к микробу;
2. поглощение микроба;
3. образование фагосомы и слияние с лизосомой;
4. внутриклеточная инактивация микроба;
5. ферментативное переваривание возбудителя и удаление его остатков.

При завершённом фагоцитозе происходит слияние вакуоли с лизосомами клетки, которые содержат активные протеолитические ферменты.

Открытие Мечникова

В 1883 г. Мечников пришел к выводу, что невосприимчивость организма к некоторым инфекционным заболеваниям (иммунитет) обеспечивается фагоцитарной активностью лейкоцитов.

Об этом открытии в его автобиографии мы читаем: “в чудесной обстановке Мессинского залива, отдыхая от университетских тревог, я со страстью предался труду. Однажды, когда вся семья ушла в цирк смотреть каких-то удивительных дрессированных обезьян, и я остался один над своим микроскопом, наблюдая за жизнью подвижных клеток у прозрачной личинки морской звезды, у меня сразу сверкнула новая догадка. Мне пришло в голову, что подобные клетки в организме должны противодействовать вредным факторам.

Чувствуя, что здесь кроется что-то особенно интересное, я до того взволновался, что начал ходить по комнате и даже вышел на берег моря, чтобы собраться с мыслями. Я сказал себе, что если мое предположение справедливо, то заноза, вставленная в тело морской звезды, не имеющей ни сосудистой, ни нервной системы, должна в короткое время быть окруженной подвижными клетками, что скапливаются вокруг неё, подобно тому, как это наблюдается у человека, которая загнал занозу в палец. Сказано – сделано. В маленьком саду возле нашего дома, я сорвал несколько розовых шипов и сразу вставил их под кожу личинок морской звезды. Конечно, я всю ночь волновался, ожидая результатов, и на следующий день рано утром с радостью констатировал, что опыт удался. Он и стал основой теории фагоцитов, проработке которой были посвящены следующие 25 лет моей жизни”.

За исследование фагоцитоза в 1908 г. И. И. Мечникову была присуждена Нобелевская премия.

Позже было установлено, что защитные свойства крови обусловлены не только фагоцитарной функцией лейкоцитов, но и способностью некоторых видов лейкоцитов образовывать антитела в ответ на проникновение в организм возбудителей заболевания.
Следовательно, по своей природе иммунитет может быть клеточным (фагоцитоз) и гуморальным (антитела).

Другие учения об иммунитете

У истоков иммунологии также стоит Л. Пастер (первый этап развития иммунологии), подаривший миру возможность профилактики инфекционных заболеваний – вакцины (начало инфекционной иммунологии).

После выдающихся открытий Дженнера и Пастера, иммунология с самого начала представляла собой одну из наиболее многообещающих и сложных биологических дисциплин. Сначала иммунология развивалась как наука, изучающая генезис и профилактику инфекционных заболеваний, как новый терапевтический подход к предупреждению инфекционных заболеваний.

Учение об иммунитете получило бурное развитие после того, как ученые узнали о фагоцитарной активности лейкоцитов (И. И. Мечников) и об образовании в организме антител различных классов против антигенов.

Луи Пастер и его маленькие пациенты, спасённые от бешенства с помощью прививки

Открытие антител

Э. Беринг и П. Эрлих, заложили основу гуморального иммунитета.

Было установлено, что наряду с эндокринной, сердечно-сосудистой, пищеварительной и другой системами в организме животных и человека существует и самостоятельная иммунная система.

Хотя еще в середине века было известно о том, что человек, переболевший оспой, не заболевает ею 2-ой раз, только Дженер в конце 18 века доказал это экспериментально. Пастер распространил это положение на другие инфекции только через 80 лет, но первая приемлемая теория иммунитета была сформулирована Эрлихом ещё позже – в 1900 году.

С открытием в крови антител – защитных гуморальных веществ начался второй этап развития иммунологии (гуморальной иммунологии).

В начале 20 века Эрлих разработал гуморальную теорию иммунитета, в соответствии с которой главным защитным фактором являются антитела. В 1902 г. Ричет и Портье  открывают феномен анафилаксии, в 1903 г. Артюс – феномен Артюса (иммунокомплексная патология).

Период с 1910 по 1940 г. был периодом серологии. В это время было сформулировано положение о специфичности и о том, что антитела являются естественными, высоковариабельными глобулинами. Большую роль здесь сыграли работы Ландштейнера, который пришел к выводу, что их специфичность не является абсолютной.

С 1905 появились работы (Саrrеl, Guthrie) по трансплантации органов. В 1930 г. К. Ландштейнер открыл группы крови, после чего переливание крови стало простой и безопасной рутинной процедурой. Неудачи в трансплантологии получили объяснение в 1945 г., когда П. Медавар показал, что в основе отторжения генетически чужеродных тканей лежат те же механизмы, что и в против-инфекционном иммунитете. Произошло новое осмысление функций иммунной системы: это некий внутренний “страж порядка”, который несет ответственность за генетическое постоянство организма.

Многими другими учеными было исследовано, что при некоторых инфекционных заболеваниях (туберкулез, брюшной тиф, микозы) может наблюдаться незавершенный фагоцитоз, при котором возбудители инфекции поглощаются фагоцитами, но не погибают и не перевариваются, а в отдельных случаях даже размножаются. Описано и выталкивание фагоцитированных микробов (например стафилококков).

Фагоцитоз более энергично происходит в иммунном организме, чем в неиммунном. Макрофаги, осуществляющие фагоцитоз, участвуют в иммунологических реакциях. Доказано рефлекторное активации фагоцитоза и его регуляцию с помощью медиаторов, что свидетельствует о роли нервной системы в фагоцитозе. Однако есть немало данных о том, что у человека и высших животных нервная система – это аппарат других механизмов защиты, которые не связаны с фагоцитозом.

Выделительная функция дыхательной системы, почек, желудка, кишок, различных желез и т. п. также является проявлением неспецифической сопротивляемости и способствует освобождению организма от разных вредных факторов.

К неспецифическим факторам относят защитно-адаптационные механизмы, получившие название стресса (Г. Селье). Стрессорами могут быть холод, тепло, радиация, патогены и их токсины, другие факторы, способные вызвать раздражение организма.

В защитных реакциях организма определенную роль играет так называемое явление интерференции (взаимное усиление или ослабление) действия бактерий. Например, доказано, что при заражении животных возбудителями бруцеллёза у них развивается невосприимчивость к бациллам сибирской язвы.

Различают антибактериальную и антитоксическую, противовирусную и противо-паразитарную формы иммунитета (в зависимости от того, против каких агентов направлены защитные силы организма). Однако следует иметь в виду, что абсолютно автономных форм иммунитета не существует, все они взаимосвязаны и проявляют своё действие в организме с участием всех его систем.

.
При инфекционных заболеваниях, возбудителями которых являются патогенные бактерии, формируется антибактериальный иммунитет. В крови и лимфоидно-макрофагальной системе бактерии подвергаются воздействию клеточных и гуморальных факторов.

Виды иммунитета

Состояние невосприимчивости, при котором организм полностью освобождается от патогена, получило название стерильного иммунитета. При туберкулезе и других инфекциях, имеющих длительное течение, относительная невосприимчивость совпадает на определенный промежуток времени с наличием в организме возбудителей инфекции. Такой иммунитет называют нестерильным.

Иммунитет, который вырабатывается в организме в ответ на выделение экзотоксинов патогенными микробами, называется антитоксическим. Итак, в процессе эволюции защитных реакций организм выработал способность обезвреживать не только микробов, но и их яды – токсины.

Невосприимчивость организма к патогенным паразитам (малярийные плазмодии, трипаносоми далее) получила название противопаразитарного иммунитета. Выработка такого иммунитета зависит от локализации паразита. Эта форма иммунитета обуславливается защитным действием и повышенной активностью фагоцитов.

Кроме названных выше форм защиты, существуют понятия коллективного (группового) иммунитета, трансплантационного иммунитета и тому подобное.

Интерферон

При вирусных инфекциях организм все свои защитные силы направляет на уничтожение вируса и нейтрализацию его токсинов. Противовирусные защитные реакции организма подразделяются на неспецифические и специфические. Составной частью первых является интерферон – белок, открытый в 1957 г. Он выдерживает низкие температуры, нагрев и ультрафиолетовое облучение, не теряет активности при действии кислот и щелочей, не токсичен, образуется системой лимфоидных органов и клеток.

Интерфероны синтезируются в ответ на действие естественных (вирусы, эндотоксины, внутриклеточные паразиты) и синтетических (высоко-и низкомолекулярных) индукторов. Интерферон действует на внутриклеточные этапы репродукции широкого круга РНК и ДНК-содержащих вирусов, подавляя трансляцию вирусных информационных РНК и их биосинтез.

Специфическая клеточная защита организма связана с участием сенсибилизированных Т-лимфоцитов, которые не действуют на вирус, а с помощью лимфотоксинов разрушают зараженные вирусами клетки.

Вакцинация

Сейчас разработаны методы, позволяющие создавать искусственный иммунитет. Активный искусственный иммунитет вырабатывается в результате введения в организм ослабленных или убитых возбудителей инфекции. В ответ на них в организме образуются специфические антитела и человек становится невосприимчивым в течение длительного времени к тому заболеванию, против которого была сделана прививка. Такую прививку используют против полиомиелита, туляремии, коклюша и других болезней.

Профилактическая прививка играет важную роль в борьбе с инфекционными болезнями.

Пассивный иммунитет создают введением в организм лечебных сывороток, содержащих готовые антитела против возбудителей болезней. Этот иммунитет сохраняется в течение нескольких месяцев.

Лечебные сыворотки получают из крови животных (чаще – лошадей), которым постепенно вводят все большие Дозы инфекционного материала. В крови животного накапливаются антитела. Периодически такую кровь отбирают и изготавливают из нее лечебную сыворотку.

В заключение

Ещё в глубокой древности было замечено, что человеческий или животный организм, который однажды перенёс некоторые виды инфекций, второй раз ими уже не заболевает. С развитием микробиологии оказалось также, что проникновение в организм возбудителя инфекции не всегда приводит к заболеванию. Это зависит от многих причин и, прежде всего, от состояния организма.