Иммунология как определенное направление исследований возникла из практической необходимости борьбы с инфекционными заболеваниями. Как отдельное научное направление иммунология сформировалась лишь во второй половине ХХ века. Гораздо более продолжительна истории иммунологии как прикладного раздела инфекционной патологии и микробиологии. Многовековые наблюдения за заразными болезнями заложили фундамент современной иммунологии: несмотря на широкое распространение чумы (V век до н.э.), никто не заболевал дважды, по крайней мере смертельно и для захоранения трупов использовали переболевших.
Имеются свидетельства тому, что первые прививки оспы проводили в Китае за тысячу лет до Рождества Христова. Инокуляция содержимого оспенных пустул здоровым людям с целью их защиты от острой формы заболевания распространилась затем в Индию, Малую Азию, Европу, на Кавказ.
На смену инокуляции пришел метод вакцинации (от лат. «vacca» - корова), разработанный в конце XVIII в. английским врачом Э. Дженнером . Он обратил внимание на тот факт, что молочницы, ухаживавшие за больными животными, иногда заболевали в крайне слабой форме оспой коров, но при этом никогда не болели натуральной оспой. Подобное наблюдение давало в руки исследователя реальную возможность борьбы с болезнью людей. В 1796 г., через 30 лет после начала своих изысканий Э. Дженнер решился опробовать метод вакцинации коровьей оспой. Эксперимент прошел успешно и с тех пор способ вакцинации по Э. Дженнеру нашел широкое применение во всем мире.
Зарождение инфекционной иммунологии связывают с именем выдающегося французского ученого Луи Пастера
. Первый шаг к целенаправленному поиску вакцинных препаратов, создающих устойчивый иммунитет к инфекции, был сделан после наблюдения Пастера над патогенностью возбудителя куриной холеры. Из этого наблюдения Пастер сделал вывод: состарившаяся культура, потеряв свою патогенность, остается способной к созданию устойчивости к инфекции. Это определило на многие десятилетия принцип создания вакцинного материала - тем или иным способом (для каждого возбудителя своим) добиваться снижения вирулентности патогена при сохранении его иммуногенных свойств.
Хотя Пастер разработал принципы вакцинации и успешно применял их на практике, он не знал о факторах, включенных в процесс защиты от инфекции. Первыми, кто пролил свет на один из механизмов невосприимчивости к инфекции, были Эмиль фон Беринг
и Китазато
. Они продемонстрировали, что сыворотка от мышей, предварительно иммунизированных столбнячным токсином, введенная интактным животным, защищает последних от смертельной дозы токсина. Образовавшийся в результате иммунизации сывороточный фактор - антитоксин - представлял собой первое обнаруженное специфическое антитело. Работы этих ученых положили начало изучению механизмов гуморального иммунитета.
У истоков познания вопросов клеточного иммунитета стоял русский биолог-эволюционист Илья Ильич Мечников
. В 1883 году он сделал первое сообщение по фагоцитарной теории иммунитета на съезде врачей и естествоиспытателей в Одессе. У человека есть амебоидные подвижные клетки - макрофаги, нейтрофилы. «Едят» они пищу особого рода - патогенных микробов, функция этих клеток - борьба с микробной агрессией.
Параллельно с Мечниковым разрабатывал свою теорию иммунной защиты от инфекции немецкий фармаколог Пауль Эрлих
. Он знал о том факте, что в сыворотке крови животных, зараженных бактериями, появляются белковые вещества, способные убивать патогенные микроорганизмы. Эти вещества впоследствии были названы им «антителами». Самое характерное свойство антител - это их ярко выраженная специфичность. Образовавшись как защитное средство против одного микроорганизма, они нейтрализуют и разрушают только его, оставаясь безразличными к другим.
Две теории - фагоцитарная (клеточная) и гуморальная - в период своего возникновения стояли на антагонистических позициях. Школы Мечникова и Эрлиха боролись за научную истину, не подозревая, что каждый удар и каждое его парирование сближало противников. В 1908 г. обоим ученым одновременно была присуждена Нобелевская премия.
К концу 40-х - началу 50-х годов ХХ столетия завершается первый период развития иммунологии. Был создан целый арсенал вакцин против самого широкого набора инфекционных заболеваний. Эпидемии чумы, холеры, оспы перестали уничтожать сотни тысяч людей. Отдельные, спорадические вспышки этих заболеваний встречаются до сих пор, но это лишь очень локальные, не имеющие эпидемиологического, а тем более пандемического значения случаи.
Рис. 1. Ученые-иммунологи: Э. Дженнер, Л. Пастер, И.И. Мечников, П.Эрлих.
Новый этап развития иммунологии связан в первую очередь с именем выдающегося австралийского ученого М.Ф. Бернета
. Именно он в значительной степени определил лицо современной иммунологии. Рассматривая иммунитет как реакцию, направленную на дифференциацию всего «своего» от всего «чужого», он поднял вопрос о значении иммунных механизмов в поддержании генетической целостности организма в период индивидуального (онтогенетического) развития. Именно Бернет обратил внимание на лимфоцит как основной участник специфического иммунного реагирования, дав ему название «иммуноцит». Именно Бернет предсказал, а англичанин Питер Медавар
и чех Милан Гашек
экспериментально подтвердили состояние, противоположное иммунной реактивности - толерантности. Именно Бернет указал на особую роль тимуса в формировании иммунного ответа. И, наконец, Бернет остался в истории иммунологии как создатель клонально-селекционной теории иммунитета. Формула такой теории проста: один клон лимфоцитов способен реагировать только на одну конкретную, антигенную, специфическую детерминанту.
Особого внимания заслуживают взгляды Бернета на иммунитет как на такую реакцию организма, которая отличает все «свое» от всего «чужого». После доказательства Медаваром иммунологической природы отторжения чужеродного трансплантата, после накопления фактов по иммунологии злокачественных новообразований стало очевидным, что иммунная реакция развивается не только на микробные антигены, но и тогда, когда имеются любые, пусть незначительные антигенные различия между организмом и тем биологическим материалом (трансплантатом, злокачественной опухолью), с которым он встречается.
Сегодня мы знаем если не все, то многое из механизмов иммунного реагирования. Нам известны генетические основы удивительно широкого разнообразия антител и антигенраспознающих рецепторов. Мы знаем, какие типы клеток ответственны за клеточные и гуморальные формы иммунного реагирования; в значительной степени понятны механизмы повышенной реактивности и толерантности; многое известно о процессах распознавания антигена; выявлены молекулярные участники межклеточных отношений (цитокины); в эволюционной иммунологии сформирована концепция роли специфического иммунитета в прогрессивной эволюции животных. Иммунология как самостоятельный раздел науки встала в один ряд с истинно биологическими дисциплинами: молекулярной биологией, генетикой, цитологией, физиологией, эволюционным учением.
– определяется расстояние от точки эталона до конкретных значений показателей оцениваемых объектов.
В этом методе показатель комплексной оценки учитывает не только абсолютные значения сравниваемых частных показателей, но и их близость к наилучшим значениям.
Для расчета величины показателя комплексной оценки предприятия предлагается следующая математическая аналогия.
Каждое предприятие рассматривается как точка в n-мерном Эвклидовом пространстве; координаты точки - величины показателей, по которым осуществляется сравнение. Вводится понятие эталона – предприятия, у которого все показатели имеют наилучшие значения среди данной совокупности предприятий. В качестве эталона также можно принять условный объект, у которого все показатели соответствуют рекомендуемым или нормативным значениям. Чем ближе предприятие к показателям эталона, тем меньше его расстояние до точки-эталона и выше рейтинг. Наивысший рейтинг имеет предприятие с минимальным значением комплексной оценки.
Для каждого анализируемого предприятия значение его рейтинговой оценки определяется по формуле
где х ij – координаты точек матрицы – стандартизированные показатели j-го предприятия, которые определяются путем соотношения фактических значений каждого показателя с эталонным по формуле
X ij = a ij: a ij max
где a ij max – эталонное значение показателя.
Необходимо обращать внимание на обоснованность расстояний между значениями показателей конкретного объекта исследования и эталона. Отдельные стороны деятельности оказывают неодинаковое влияние на финансовое состояние и эффективность производства. При таких условиях вводят весовые коэффициенты; они придают важность определенным показателям. Для получения комплексной оценки с учетом весовых коэффициентов используют формулу
где k 1 ... k n – весовые коэффициенты показателей, определяемые путем экспертных оценок.
Исходя из данной формулы, возводятся в квадрат значения координат и умножаются на соответствующие коэффициенты весомости; производится суммирование по столбцам матрицы. Полученные подради-кальные суммы располагаются в порядке убывания. В этом случае рейтинговая оценка устанавливается по максимальному удалению от начала координат, а не по минимальному отклонению от предприятия-эталона. Наивысший рейтинг имеет предприятие, у которого наибольший суммарный результат по всем показателям.
1. Результаты финансово-хозяйственной деятельности представляются в виде исходной матрицы, в которой выделяются эталонные (наилучшие) значения показателей.
2. Составляется матрица со стандартизованными коэффициентами, рассчитанными делением каждого фактического показателя на максимальный (эталонный) коэффициент. Эталонные значения показателей равны единице.
3. Составляется новая матрица, где для каждого предприятия рассчитывается расстояние от коэффициента до точки-эталона. Полученные значения суммируются по каждому предприятию.
4. Предприятия ранжируются в порядке убывания рейтинговой оценки. Наивысший рейтинг имеет предприятие с минимальным значением оценки.
ПЛАН
1. Определение понятия «иммунитет».
2. История становления иммунологии.
3. Виды и формы иммунитета.
4. Механизмы неспецифической резистентности и их характеристика.
5. Антигены как индукторы приобретенного антимикробного
иммунитета, их природа и свойства.
6. Антигены микроорганизмов и животных.
1. Определение понятия «иммунитет».
Иммунитет – это совокупность защитно-адаптационных реакций и приспособлений, направленных на сохранение постоянства внутренней среды (гомеостаза) и защиту организма от инфекционных и других генетически чужеродных для него агентов.
Иммунитет – это универсальное для всех органических форм материи, многокомпонентное и многообразное в своих механизмах и проявлениях биологическое явление.
Слово «иммунитет» произошло от латинского слова « immunitas» – невосприимчивость.
Исторически оно тесно связано с понятие невосприимчивости к возбудителям инфекционных болезней, т.к. учение об иммунитете (иммунология) – зародилось и сформировалось в конце 19 века в недрах микробиологии, благодаря исследованиям Луи Пастера, Ильи Ильича Мечникова, Пауля Эрлиха и других ученых.
Введение. Основные этапы развития иммунологии.
Иммунология – это наука о строении и функции иммунной системы организма животных, включая человека и растений, или наука о закономерностях иммунологической реактивности организмов и методах использования иммунологических явлений в диагностике терапии и профилактике инфекционных и иммунных болезней.
Иммунология возникла как часть микробиологии в результате практического применения последней для лечения инфекционных болезней. Поэтому сначала развивалась инфекционная иммунология.
С момента возникновения иммунология тесно взаимодействовала с другими науками: генетикой, физиологией, биохимией, цитологией. В конце XX века она стала самостоятельной функциональной биологической наукой.
В развитии иммунологии можно выделить несколько этапов:
Инфекционный (Л. Пастер и др.), когда началось изучение иммунитета к инфекциям.Неинфекционный , после открытия К. Ландштейнером групп крови и
феномена анафилаксии Ш. Рише и П. Портье.
Клеточно-гуморальный , который связан с открытиями, сделанными лауреатами Нобелевской премии:
И. И. Мечников – разработал клеточную теорию иммунитета (фагоцитоз), П. Эрлих–разработал гуморальную теорию иммунитета (1908 год).
Ф. Бернет и Н. Иерне – создали современную клонально-селективную теорию иммунитета (1960).
П. Медавар – открыл иммунологическую природу отторжения аллотрансплантантов (1960).
Молекулярно-генетический, характеризующийся выдающимися открытиями, которые были удостоены Нобелевской премии:
Р. Портер и Д. Эдельман – расшифровали структуру антител (1972).
Ц. Мельштейн и Г. Келер – разработали способ получения моноклональных антител на основе созданных ими гибридов (1984).
С. Тонегава – раскрыл генетические механизмы соматической рекомбинации генов иммуноглобулинов как основы формирования разнообразия антигенраспознающих рецепторов лимфоцитов (1987).
Р. Цинкернагель и П. Догерти – раскрыли роль молекул МНС (большой комплекс гистосовместимости) (1996).
Жан Доссе с сотрудниками открыли систему антигенов и лейкоцитов человека (антигенов гистосовместимости) – HLA, что позволило производить типирование тканей (1980).
В развитии иммунологии значительный вклад внесли русские ученые: И. И. Мечников (теория фагоцитоза), Н. Ф. Гамалея (вакцины и иммунитет), А. А. Богомолец (иммунитет и аллергия), В. И. Иоффе (противоинфекционный иммунитет), П. М. Косяков и Е. А. Зотиков (изосеро-логия и изоантигены), А. Д. Адо и И. С. Гущин (аллергия и аллергические болезни),
Р. В. Петров и Р. М. Халтов (иммуногенетика, взаимодействие клеток, искусственные антигены и вакцины, новые иммуномодуляторы), А. А. Воробьев (анатоксины и иммунитет при инфекциях), Б. Ф. Семенов (противоинфекционный иммунитет), Л. В. Ковальчук, Б. В.Пинечин, А. Н. Чередеев (оценка иммунного статуса), Н. В. Медуницын (вакцины и цитотоксины), В. Я. Арлон, А. А. Ярилин (гормоны и функция тимуса) и многие другие.
В Беларуси первая докторская диссертация по иммунологии «Реакции трансплантационного иммунитета in vivo и in vitro в различных иммуногенетических системах» защищена в 1974 г. Д. К. Новиковым.
Белорусские ученые вносят определенный вклад в развитие иммунологии: И. И. Генералов (абзимы и их клиническое значение), Н. Н. Войтенюк (цитокины), Э. А. Доценко (экология бронхиальная астма), В. М. Козин (иммунопатология и иммунотерапия псориаза), Д. К. Новиков (иммунодефициты и аллергия), В. И. Новикова (иммунотерапия и оценка иммунного статуса у детей), Н. А. Скепьян (аллергические заболевания), Л. П. Титов (патология системы комплемента), М. П. Потакнев (цитокины и патология), С. В. Федорович (профессиональная аллергия).
/ 62
ХудшийЛучший
Иммунология возникла как часть микробиологии в результате ее практического применения для лечения инфекционных болезней, поэтому на первом этапе развивалась инфекционная иммунология.
С момента возникновения иммунология тесно взаимодействовала с другими науками: генетикой, физиологией, биохимией, цитологией. За последние 30 лет она стала обширной, самостоятельной фундаментальной биологической наукой. Медицинская иммунология практически решает большинство вопросов диагностики и лечения болезней и в этом отношении занимает центральное место в медицине.
У истоков иммунологии лежат наблюдения древних народов. В Египте и в Греции было известно, что люди не болеют чумой повторно и поэтому переболевших привлекали к уходу за больными. Несколько веков назад в Турции, на Ближнем Востоке, в Китае для профилактики оспы втирали в кожу или слизистые оболочки носа гной из подсохших оспенных гнойников. Такое инфицирование обычно вызывало заболевание оспой в легкой форме и создавало невосприимчивость к повторному заражению. Этот метод профилактики оспы получил название вариоляции. Однако позже выяснилось, что этот метод далеко не безопасен, так как иногда приводит к заболеванию оспой в тяжелой форме и к смерти.
С давних времен люди знали, что больные, перенесшие коровью оспу, не заболевают натуральной. В течение 25 лет английский врач Э. Дженнер многочисленными исследованиями проверял эти данные и пришел к заключению, что заражение коровьей оспой предупреждает заболевание натуральной оспой. В 1796 году Дженнер привил материал из оспенного гнойника женщины, зараженной коровьей оспой, восьмилетнему мальчику. Через несколько дней у мальчика повысилась температура и появились гнойники в месте введения инфекционного материала. Затем эти явления исчезли. Через 6 недель ему ввели материал пустул от больного натуральной оспой, но мальчик не заболел. Этим опытом Дженнер впервые установил возможность предупредить заболевание оспой. Метод получил широкое распространение в Европе, вследствие чего резко снизилась заболеваемость оспой.
Научно обоснованные методы профилактики инфекционных болезней были разработаны великим французским ученым Луи Пастером. В 1880 году Пастер изучал куриную холеру. В одном из опытов для заражения кур он использовал старую культуру возбудителя куриной холеры, хранившуюся длительное время при температуре 37° С. Часть зараженных кур выжила, и после повторного заражения свежей культурой куры не погибли. Пастер сделал сообщение об этом эксперименте в Парижской Академии наук и высказал предположение, что ослабленные микробы можно использовать для предупреждения инфекционных болезней. Ослабленные культуры получили название вакцины (Vacca - корова), а метод профилактики - вакцинации. В дальнейшем Пастером были получены вакцины против сибирской язвы и бешенства. Разработанные этим ученым принципы получения вакцин и методы их применения успешно используются на протяжении 100 лет для профилактики инфекционных болезней. Однако о том, как создается иммунитет, долгое время не было известно.
Развитию иммунологии как науки в значительной мере способствовали исследования И. И.Мечникова. По образованию И. И.Мечников был зоологом, работал в Одессе, затем в Италии и во Франции, в институте Пастера. Работая в Италии, он проводил эксперименты с личинками морских звезд, которым вводил шипы розы. При этом он наблюдал, что вокруг шипов скапливаются подвижные клетки, обволакивающие и захватывающие их. И. И.Мечников разработал фагоцитарную теорию иммунитета, согласно которой освобождение организма от микробов происходит при помощи фагоцитов.
Второе направление в развитии иммунологии представлял немецкий ученый П. Эрлих. Он считал, что основным защитным механизмом от инфекции являются гуморальные факторы сыворотки крови - антитела. К концу XIX века выяснилось, что эти две точки зрения не исключают, а взаимно дополняют друг друга. В 1908 году за развитие учения об иммунитете И. И.Мечников и П. Эрлих были удостоены Нобелевской премии.
Последние два десятилетия XIX века ознаменовались выдающимися открытиями в области медицинской микробиологии и иммунологии. Были получены антитоксические противостолбнячные и противодифтерийные сыворотки путем иммунизации кроликов дифтерийным и столбнячным токсином. Так, впервые в медицинской практике, появилось эффективное средство для лечения и профилактики дифтерии и столбняка. В 1902 году за это открытие Беринг был удостоен Нобелевской премии.
В 1885 году Бухнер и сотрудники установили, что в свежей сыворотке крови микробы не размножаются, то есть она обладает бактериостатическим и бактерицидным свойствами. Вещество, содержащееся в сыворотке, при ее нагревании и длительном хранении разрушалось. В дальнейшем Эрлих назвал это вещество комплементом.
Бельгийский ученый Ж. Борде показал, что бактерицидные свойства сыворотки определяются не только комплементом, но и специфическими антителами.
В 1896 году Грубер и Дурхем установили, что при иммунизации животных различными микробами в сыворотке образуются антитела, которые вызывают склеивание (агглютинацию) этих микробов. Эти открытия расширили представление о механизмах антибактериальной зашиты и позволили применить реакцию агглютинации для практических целей. Уже в 1895 году Видаль применил реакцию агглютинации для диагностики брюшного тифа. Несколько позже были разработаны серологические методы диагностики туляремии, бруцеллеза, сифилиса и многих других заболеваний, которые широко применяются в клинике инфекционных болезней и в настоящее время.
В 1897 году Крауз обнаружил, что кроме агглютининов, при иммунизации животных микробами образуются и преципитины, которые соединяются не только с микробными клетками, но и с продуктами их метаболизма. В результате образуются нерастворимые иммунные комплексы, которые выпадают в осадок.
В 1899 году Эрлих и Моргенрот установили, что эритроциты адсорбируют на своей поверхности специфические антитела и при добавлении к ним комплемента лизируются. Этот факт имел важное значение для понимания механизма реакции антиген-антитело.
Начало XX века ознаменовалось открытием, превратившим иммунологию из эмпирической науки в фундаментальную, и заложившим основу развития неинфекционной иммунологии. В 1902 г. австрийский ученый К. Ландштейнер разработал метод конъюгации гаптенов с носителями. Это открыло принципиально новые возможности для исследования антигенной структуры веществ и процессов синтеза антител. Ландштейнер открыл изоантигены эритроцитов человека системы АВО и группы крови. Стало понятным, что существует неоднородность антигенной структуры разных организмов (антигенная индивидуальность), и что иммунитет - биологическое явление, которое имеет прямое отношение к эволюции.
В 1902 г. французские ученые Рише и Портье открыли явление анафилаксии, на основе которого в последующем создано учение об аллергии.
В 1923 г. Глени и Рамон обнаружили возможность превращения бактериальных экзотоксинов под влиянием формалина в нетоксичные вещества - анатоксины, обладающие антигенными свойствами. Это позволило использовать анатоксины в качестве вакцинных препаратов.
Серологические методы исследования находят применение еще в одном направлении - для классификации бактерий. Используя антипневмококковые сыворотки, Гриффит в 1928 г. разделил пневмококки на 4 типа, а Ленсфильд с помощью антисывороток против группоспецифических антигенов, классифицировала все стрептококки на 17 серологических групп. По антигенным свойствам классифицированы уже многие виды бактерий и вирусов.
Новый этап развития иммунологии начался в 1953 г. с исследований английских ученых Биллинхема, Брента, Медавара и чешского ученого Гашека по воспроизведению толерантности. Исходя из идеи, высказанной в 1949 г. Бернетом и в дальнейшем развитой в гипотезе Ерне о том, что способность различить собственные и чужеродные антигены не является врожденной, а формируется в эмбриональном и постнатальном периодах, Медавар с сотрудниками в начале шестидесятых годов получили толерантность к кожным трансплантатам у мышей. Толерантность у половозрелых мышей к кожным трансплантатам доноров возникала, если им в эмбриональном периоде вводили лимфоидные клетки доноров. Такие реципиенты, став половозрелыми, не отторгали кожные трансплантаты доноров той же генетической линии. За это открытие Бернету и Медавару в 1960 г. присуждена Нобелевская премия.
Резкий подъем интереса к иммунологии связан с созданием в 1959 г. клонально-селекционный теории иммунитета Ф. Бернетом исследователем, внесшим огромный вклад в развитие иммунологии. Согласно этой теории, система иммунитета осуществляет надзор за постоянством клеточного состава организма и уничтожением мутантных клеток. Клонально-селекционная теория Бернета явилась базой для построения новых гипотез и предположений.
В исследованиях Л. А.Зильбера и его сотрудников, выполненных в 1951-1956 гг., была создана вирусно-иммунологическая теория происхождения рака, по которой провирус, интегрированный в геном клетки, вызывает ее превращение в раковую клетку.
В 1959 г. английский ученый Р. Портер изучил молекулярную структуру антител и показал, что молекула гамма-глобулина состоит из двух легких и двух тяжелых полипептидных цепей, соединенных дисульфидными связями.
В дальнейшем была выяснена молекулярная структура антител, установлена последовательность аминокислот в легких и тяжелых цепях, иммуноглобулины разделены на классы и подклассы, получены важные данные об их физико-химических и биологических свойствах. За исследования по молекулярной структуре антител Р. Портеру и американскому ученому Д. Эдельману в 1972 г. присуждена Нобелевская премия.
Еще в 30-е годы А. Комза обнаружил, что удаление тимуса приводит к нарушению иммунитета. Однако истинное значение этого органа было выяснено после того, как в 1961 г. австралийский ученый Дж. Миллер произвел неонатальную тимэктомию у мышей, после которой развивался специфический синдром иммунологической недостаточности, в первую очередь, клеточного иммунитета. Многочисленные исследования показали, что тимус - центральный орган иммунитета. Интерес к тимусу особенно резко возрос после открытия в 70-х годах его гормонов, а также Т - и В-лимфоцитов.
В 1945-1955 гг. опубликован ряд работ, в которых было показано, что при удалении у птиц лимфоэпителиального органа, именуемого сумкой Фабрициуса, снижается способность вырабатывать антитела. Таким образом, выяснилось, что существует две части иммунной системы - тимусзависимая, отвечающая за реакции клеточного иммунитета, и зависимая от сумки Фабрициуса, влияющая на синтез антител. Дж. Миллер и английский исследователь Г. Кламан в 70-е годы впервые показали, что в иммунологических реакциях клетки этих двух систем вступают в кооперативное взаимодействие между собой. Изучение клеточных коопераций является одним из центральных направлений современной иммунологии.
В 1948 г. А. Фагреус установила, что антитела синтезируют плазматические клетки, а Дж. Гоуенс путем переноса лимфоцитов в 1959 г. доказал роль лимфоцитов в иммунном ответе.
В 1956 г. Жан Доссе с сотрудниками открыли систему антигенов гистосовместимости HLA у человека, что позволило производить типирование тканей.
Мак Деввит в 1965 г. доказал, что гены иммунологической реактивности (Ir-гены), от которых зависит способность реагировать на чужеродные антигены, принадлежат к главному комплексу гистосовместимости. В 1974 г. П. Цинкернагель и Р. Догерти показали, что антигены главного комплекса гистосовместимости являются объектом первичного иммунологического распознавания в реакциях Т-лимфоцитов на различные антигены.
Важное значение для понимания механизмов регуляции деятельности иммунокомпетентных клеток и их взаимодействий со вспомогательными клетками имело открытие в 1969 г. Д. Дюмондом лимфокинов, продуцируемых лимфоцитами, и создание Н. Ерне в 1974 г. теории иммунорегуляторной сети «идиотип-антиидиотип».
Огромное значение для развития иммунологии, наряду с полученными фундаментальными данными, имели новые методы исследований. К ним относятся методы культивирования лимфоцитов (П. Новелл), количественного определения антителообразующих клеток (Н. Ерне, А. Нордин), колониеобразующих клеток (Мак Куллоч), методы культивирования лимфоидных клеток (Т. Мейкинодан), обнаружения рецепторов на мембранах лимфоцитов. Возможности использования иммунологических методов исследований и повышение их чувствительности значительно увеличилось в связи с внедрением в практику радиоиммунологического метода. За разработку этого метода американской исследовательнице Р. Ялоу в 1978 г. присуждена Нобелевская премия.
На развитие иммунологии, генетики и общей биологии оказала важное воздействие гипотеза, высказанная в 1965 г. В. Дрейером и Дж. Беннетом, о том, что легкая цепь иммуноглобулинов кодируется не одним, а двумя разными генами. До этого общепринятой была гипотеза Ф Жакоба и Ж. Моно, согласно которой синтез каждой молекулы белка кодируется отдельным геном.
Очередным этапом развития иммунологии явилось изучение субпопуляций лимфоцитов и гормонов тимуса, оказывающих как стимулирующее, так и ингибирующее влияние на иммунный процесс.
К периоду последних двух десятилетий относится доказательство существования в костном мозге стволовых клеток, способных трансформироваться в иммунокомпетентные клетки.
Достижения иммунологии за последние 20 лет подтвердили идею Бернета о том, что иммунитет - явление гомеостатического порядка и по своей природе направлено, в первую очередь, против клеток-мутантов и аутоантигенов, появляющихся в организме, а антимикробное действие - частное проявление иммунитета. Таким образом, инфекционная иммунология, долгое время развивающаяся как одно из направлений микробиологии, явилась базой возникновения новой области научных знаний - неинфекционной иммунологии.
Главной задачей современной иммунологии является выявление биологических механизмов иммуногенеза на клеточном и молекулярном уровнях. Исследуются структура и функции лимфоидных клеток, свойства и характер физико-химических процессов, протекающих на их мембранах, в цитоплазме и органоидах. В результате этих исследований сегодня иммунология близко подошла к познанию интимных механизмов распознавания, синтеза антител, их структуры и функций. Значительные успехи достигнуты в изучении рецепторов Т-лимфоцитов, клеточных коопераций и механизмов клеточных иммунных реакций.
Развитие иммунологии привело к выделению в ней ряда самостоятельных направлений: общей иммунологии, иммунотолерантности, иммунохимии, иммуноморфологии, иммуногенетики, иммунологии опухолей, трансплантационной иммунологии, иммунологии эмбриогенеза, аутоиммунных процессов, радиоиммунной иммунологии, аллергии, иммунобиотехнологии, экологической иммунологии и др..
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Микробиологии, эпидемиологии и инфекционных болезней»
Дисциплина : Медицинская микробиология
Лекция
Тема лекции : ВВЕДЕНИЕ В ИММУНОЛОГИЮ. ВИДЫ ИММУНИТЕТА. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЗАЩИТЫ
Цель:
Познакомиться с видами и формами иммунитета, изучить неспецифические факторы защиты организма.
План:
Вопросы для повторения:
Литература для подготовки:
Воробьёв А.А., Быков А.С., Пашков Е.П., Рыбакова A . M . Микробиология (Учебник).- М: Медицина, 1998.
Медицинская микробиология (Справочник) под ред. В.И.Покровского, Д.К.Поздеева. - М: ГОЭТАР, «Медицина», 1999.
Микробиология с вирусологией и иммунологией / Под ред.Л.Б.Борисова, А.М.Смирновой.-М., 1994
Микробиология и иммунология / Под ред.А.А.Воробьева.- М., 1999
Руководство к лабораторным занятиям по микробиологии / Под ред. Л.Б.Борисова.- М., 1984.
Вирусология. В 3-х тт./ Под ред.Б.Филсца, Д.Найпа.- М, 1989.
Месровяну Л., Пунеску Э. Физиология бактерий.- Бухарест: Изд-во Академии наук РПРД960.
Вирусные, хламидийные и микоплазменные заболевания. В.И.Козлова и др.- М.: «Авиценна», 1995.
Лектор Митрофанова Н.Н.
Иммунология (от лат. immunity невосприимчивость, неприкосновенность, logos наука) наука, изучающая способы и механизмы защиты организма от генетически чужеродных веществ с целью поддержания гомеостаза.
В случае нарушения гомеостаза развиваются инфекционные болезни, аутоиммунные реакции, онкологические процессы.
Основная функция иммунной системы - распознавание и уничтожение чуждых, проникших извне или образовавшихся в самом организме генетически измененных клеток.
Развитие иммунологии, как науки, можно разделить на три этапа.
1. Первый этап (протоиммунология) связан с эмпирическим развитием инфекционной иммунологии
2. Второй этап - завершение формирования классической иммунологии, распространением основных положений иммунитета на неинфекционные процессы (трансплантационный и противоопухолевый иммунитет) и созданием единой общебиологической теории иммунитета.
3. Третий этап молекулярно-генетический - (с середины 20 века) развитие молекулярной и клеточной иммунологии, иммуногенетики.
Истоки учения об иммунитете восходят к глубокой древности и связаны с наблюдениями того, что многие, прежде всего детские, болезни, такие как корь, ветряная оспа, паротит и др., не повторяются. В этот период для создания невосприимчивости стали использовать методы вариоляции. После внедрения английским сельским врачом Э. Дженнером нового способа предохранения от натуральной оспы появился метод вакцинации. Э. Дженнера иногда называют «прародителем» иммунологии.
Однако, получив вакцину для защиты от оспы, он не сформулировал общих принципов создания невосприимчивости против любых других инфекций.
Развитие иммунологии началось с работ выдающегося французского ученого Л. Пастера (1881). Он и его ученики нашли методы ослабления (аттенуации) вирулентных свойств микроорганизмов, создали с их помощью вакцины и объяснили механизм формирования иммунитета при введении вакцин. И. И. Мечников (1882) обнаружил феномен фагоцитоза и сформулировал клеточную (фагоцитарную) теорию иммунитета. В это же время французские исследователи Э. Ру и А. Йерсен (1888) установили способность возбудителя дифтерии выделять особый токсин, для нейтрализации которого немецкий ученый Э. Беринг и японский исследователь С. Китазато (1890) разработали способ получения противодифтерийной антитоксической иммунной сыворотки. В России такая сыворотка была приготовлена Г. Н. Габричевским (1894). Были получены антитоксические сыворотки для лечения ботулизма, газовой анаэробной инфекции и др. Возникла гуморальная теория иммунитета, основоположником которой был немецкий исследователь П. Эрлих.
Начался период активной специфической профилактики инфекционных болезней. Были получены новые вакцины из ослабленных живых микроорганизмов для профилактики туберкулеза (1919), чумы (1931), желтой лихорадки (1936), туляремии (1939), полиомиелита (1954) и др. Был разработан метод приготовления анатоксинов, которые использовали для профилактики дифтерии и столбняка. Были внедрены новые методы диагностики инфекционных болезней, основанные на взаимодействии антигена антитела.
В 40-х годах XX столетия стало развиваться новое направление в иммунологии, связанное с пересадками органов и тканей. Оно получило название трансплантационного иммунитета. Начало его изучению положили работы Ж. Борде и Н. Я. Чистовича (коллеги И. И. Мечникова), которые установили, что чужеродные эритроциты и сыворотки стимулируют выработку антител. К. Ландштейнер (1900) обнаружил группы крови и разработал учение о тканевых изоантигенах.
Английский ученый П. Медовар (1945) выдвинул постулат о том, что иммунитет защищает не только от микроорганизмов, но и от клеток или тканей генетически чужеродного организма. Было четко сформулировано, что процесс отторжения трансплантированных чужеродных тканей обусловлен иммунологическими механизмами. Возникли новые представления о злокачественных новообразованиях, специфических опухолевых антигенах [Зильбер Л.А., 1944], противоопухолевом иммунитете, новых методах лечения опухолей и аллергий.
П. Медовар и соавт. (1953) и чешский исследователь М. Гашек (1960), изучая трансплантационный иммунитет, независимо друг от друга открыли явление иммунологической толерантности как проявление терпимости к чужеродному, генетически отличному от «своего». Австралийский ученый Ф.М. Бернет с коллегами (1949) установил, что толерантность можно вызвать искусственно путем введения чужеродного антигена животному до рождения. За это учение П. Медовару и М. Бернету было присвоено звание лауреатов Нобелевской премии.
Закономерности наследования антигенной специфичности, генетический контроль иммунного ответа, генетические аспекты несовместимости тканей при пересадках и проблемы гомеостаза соматических клеток макроорганизма изучает новая отрасль иммунологии иммуногенетика.
Развитие иммунологии продолжается, и на современном этапе изучена организация иммунной системы, выявлены роль тимуса в формировании клеточных популяций (Т- и В-лимфоцитов), механизмы их функционирования, кооперативные взаимоотношения между основными клетками иммунной системы, установлена структура антител (Д. Эдельман, Р. Портер).
Открыты новые феномены клеточного иммунитета (цитопатогенное действие, аллогенная ингибиция, явление бласттрансформации и др.).
Создано учение о гиперчувствительности и иммунодефицитах.
Изучены формы иммунного ответа и факторы неспецифической защиты.
Разработаны теории иммунитета.
Создание единой общебиологической теории иммунитета открыло путь к использованию его в борьбе за здоровое долголетие, взяв за основу мощные природные ресурсы конституциональной защиты в борьбе против инфекционных и многих других болезней человека и животных.
Иммунитет (от лат. immunitas неприкосновенный, находящийся под защитой, освобождение, избавление от болезни) это система биологической защиты внутренней среды многоклеточного организма (гомеостаза) от генетически чужеродных веществ экзогенной и эндогенной природы.
Эта система обеспечивает структурную и функциональную целостность организмов определенного вида в течение их жизни. Генетически чужеродные вещества («не свои») поступают в организм извне в виде патогенных микроорганизмов и гельминтов, их токсинов, белков и других компонентов, иногда в виде трансплантируемых тканей или органов. «Чужими» могут стать отжившие, мутировавшие или поврежденные клетки собственного организма.
Функциями системы защиты, получившей название иммунной системы, являются распознавание таких чужеродных агентов и специфическое реагирование на них.
Иммунитет явление многокомпонентное и многообразное в своих механизмах и проявлениях Известно два основных механизма защиты.
Первый обусловлен действием врожденных, конститутивных факторов неспецифической резистентности (от лат. r еsistentia сопротивление) и контролируется генетическими механизмами (врожденный, видовой иммунитет). Они обеспечивают неселективный по отношению к чужеродному агенту характер ответа. Это значит, что свойства такого агента не имеют значения. Так, например, человек невосприимчив к возбудителям чумки собак, холеры кур, а животные нечувствительны к шигеллам, гонококку и другим микроорганизмам, патогенным для человека.
Второй определяется защитными механизмами, которые протекают с участием лимфатической системы. Они лежат в основе формирования приобретенного в течение жизни индивидуального адаптивного (приобретенного) иммунитета. Такой иммунитет характеризуется развитием специфических реакций иммунной системы на конкретный чужеродный агент (т. е. является индуцибельным) в виде образования иммуноглобулинов или сенсибилизированных лимфоцитов. Эти факторы обладают высокой активностью и специфичностью действия.
В зависимости от способов формирования различают несколько форм приобретенного индивидуального иммунитета.
Приобретенный иммунитет может формироваться как результат перенесенной инфекционной болезни, и тогда он называется естественным активным (постинфекционным). Его продолжительность составляет от нескольких недель и месяцев (после дизентерии, гонореи и др.) до нескольких лет (после кори, дифтерии и др.). Иногда он может возникать в результате скрытой инфекции или носительства (например, путем «бытовой» иммунизации при менингококковой инфекции). Выделяют виды приобретенного иммунитета:
Антимикробный вырабатывается после перенесенной бактериальной инфекции (чумы, брюшного тифа и др.);
Антитоксический формируется в результате перенесенной токсикоинфекции (столбняка, ботулизма, дифтерии и др.);
Антивирусный после вирусных инфекций (кори, паротита, полиомиелита и др.);
Антипротистный после инфекций, вызванных простейшими;
Антифунгальный после грибковых заболеваний.
В ряде случаев после инфекционного заболевания происходит полное освобождение макроорганизма от возбудителей. Такой иммунитет называют стерильным. Иммунитет, при котором возбудители сохраняются на неопределенно долгий срок в организме клинически здоровых людей, перенесших заболевание, называют нестерильным.
Приобретенный иммунитет передается от матери к ребенку через плаценту в период внутриутробного развития и обеспечивается иммуноглобулинами. Он называется естественным пассивным (трансплацентарным). Продолжительность его 34 мес, но он может пролонгироваться при грудном вскармливании детей, так как антитела содержатся и в молоке матери. Значение такого иммунитета велико. Он обеспечивает невосприимчивость грудных детей к инфекционным болезням.
Приобретенный искусственный иммунитет возникает в результате иммунизации. Различают активную и пассивную формы искусственного иммунитета. Активный искусственный иммунитет развивается после введения в организм ослабленных или убитых микроорганизмов либо их обезвреженных токсинов. При этом в организме теплокровных происходит активная перестройка, направленная на образование веществ, губительно действующих на возбудителя и его токсины, происходит изменение свойств клеток, уничтожающих микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Продолжительность этого иммунитета от 1 года до 37 лет.
Пассивный искусственный иммунитет возникает при введении в организм готовых антител, которые содержатся в сыворотках специально иммунизированных определенными видами возбудителей животных (иммунные сыворотки), или их получают из сывороток переболевших людей (иммуноглобулины). Этот вид иммунитета возникает сразу после введения антител, но сохраняется всего 1520 дней, затем антитела разрушаются и выводятся из организма.
Факторы неспецифической резистентности (защиты), которые обеспечивают неселективный характер ответа на антиген и являются наиболее стабильной формой невосприимчивости, обусловлены врожденными биологическими особенностями вида. Они реагируют на чужеродный агент стереотипно и независимо от его природы. Основные механизмы неспецифической защиты формируются под контролем генома в процессе развития организма и связаны с естественно-физиологическими реакциями широкого спектра механическими, химическими и биологическими.
Среди факторов неспецифической резистентности выделяют:
ареактивность клеток макроорганизма к патогенным микроорганизмам и токсинам, обусловленную генотипом и связанную с отсутствием на поверхности таких клеток рецепторов для адгезии патогенного агента;
барьерную функцию кожи и слизистых оболочек, которая обеспечивается отторжением клеток эпителия кожи и активными движениями ресничек мерцательного эпителия слизистых оболочек. Кроме того, она обусловлена выделением экзосекретов потовых и сальных желез кожи, специфических ингибиторов, лизоцима, кислой средой желудочного содержимого и другими агентами. Биологические факторы защиты на этом уровне обусловлены губительным воздействием нормальной микрофлоры кожи и слизистых покровов на патогенные микроорганизмы;
температурную реакцию, при которой прекращается размножение большинства патогенных бактерий. Так, например, устойчивость кур к возбудителю сибирской язвы (В. anthracis) обусловлена тем, что температура их тела находится в пределах 4142 °С, при которой бактерии не способны к самовоспроизводству;
клеточные и гуморальные факторы организма.
В случае проникновения патогенов в организм включаются гуморальные факторы, к которым относятся белки системы комплемента, пропердин, лизины, фибронектин, система цитокинов (интерлейкины, интерфероны и др.). Развиваются сосудистые реакции в виде быстрого локального отека в очаге повреждения, что задерживает микроорганизмы и не пропускает их во внутреннюю среду. В крови появляются белки острой фазы С-реактивный протеин и маннансвязывающий лектин, которые обладают способностью взаимодействовать с бактериями и другими возбудителями. В этом случае усиливаются их захват и поглощение фагоцитирующими клетками, т. е. происходит опсонизация патогенов, а эти гуморальные факторы играют роль опсонинов.
К клеточным факторам неспецифической защиты относятся тучные клетки, лейкоциты, макрофаги, естественные (натуральные) киллерные клетки (NK-клетки, от англ. «natural killer»).
Тучные клетки это большие тканевые клетки, в которых находятся цитоплазматические гранулы, содержащие гепарин и биологически активные вещества типа гистамина, серотонина. При дегрануляции тучные клетки выделяют особые вещества, являющиеся медиаторами воспалительных процессов (лейкотриены и ряд цитокинов). Медиаторы повышают проницаемость сосудистых стенок, что позволяет комплементу и клеткам выходить в ткани очага поражения. Все это сдерживает проникновение патогенов во внутреннюю среду организма. NK-клетки представляют собой крупные лимфоциты, не имеющие маркеров Т- или В-клеток и способные спонтанно, без предварительного контакта убивать опухолевые и вирусинфицированные клетки. В периферической крови на их долю приходится до 10 % от всех мононуклеарных клеток. NK-клетки локализованы главным образом в печени, красной пульпе селезенки, слизистых оболочках.
Лейкоциты содержат мощные бактерицидные факторы и обеспечивают первичный или доиммунный фагоцитоз микробных клеток. Такие лейкоциты называют фагоцитами (фагоцитирующими клетками). Они представлены моноцитами, полиморфно-ядерными нейтрофилами и макрофагами.
Фагоцитоз биологическое явление, основанное на узнавании, захвате, поглощении и переработке чужеродных веществ эукариотической клеткой. Объектами для фагоцитоза являются микроорганизмы, собственные отмирающие клетки организма, синтетические частицы и др. Фагоцитами являются полиморфно-ядерные лейкоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), моноциты и фиксированные макрофаги альвеолярные, перитонеальные, купферовские клетки, дендритные клетки селезенки и лимфатических узлов, клетки Лангерганса и др.
В процессе фагоцитоза (от греч. phago пожираю, cytos клетки) различают несколько стадий (рис. 15.1):
Приближение фагоцита к чужеродному корпускулярному объекту (клетке);
Адсорбция объекта на поверхности фагоцита;
Поглощение объекта;
Разрушение фагоцитированного объекта.
Первая фаза фагоцитоза осуществляется за счет положительного хемотаксиса.
Адсорбция происходит путем связывания чужеродного объекта рецепторами фагоцита.
Третья фаза осуществляется следующим образом.
Фагоцит обхватывает адсорбированный объект своей наружной мембраной и втягивает (инвагинирует) его внутрь клетки. Здесь образуется фагосома, которая затем сливается с лизосомами фагоцита. Формируется фаголизосома. Лизосомы представляют собой специфические гранулы, содержащие бактерицидные ферменты (лизоцим, кислые гидролазы и др.).
Специальные ферменты участвуют в образовании активных свободных радикалов О 2 и Н 2 О 2 .
На заключительном этапе фагоцитоза происходит лизис поглощенных объектов до низкомолекулярных соединений.
Такой фагоцитоз протекает без участия специфических гуморальных факторов защиты и получил название доиммунного (первичного) фагоцитоза. Именно этот вариант фагоцитоза впервые описан И. И. Мечниковым (1883) как фактор неспецифической защиты организма.
Результатом фагоцитоза является либо гибель чужеродных клеток (завершенный фагоцитоз), либо выживание и размножение захваченных клеток (незавершенный фагоцитоз). Незавершенный фагоцитоз представляет собой один из механизмов длительной персистенции (переживания) патогенных агентов в макроорганизме и хронизации инфекционных процессов. Такой фагоцитоз чаще протекает в нейтрофилах и завершается их гибелью. Незавершенный фагоцитоз выявлен при туберкулезе, бруцеллезе, гонорее, иерсиниозах и других инфекционных процессах.
Повышение скорости и эффективности фагоцитарной реакции возможно при участии неспецифических и специфических гуморальных белков, которые получили название опсонинов. К ним относят белки системы комплемента СЗ b и С4 b , белки острой фазы, IgG, IgM и др. Опсонины имеют химическое сродство к некоторым компонентам клеточной стенки микроорганизмов, связываются с ними, а затем такие комплексы легко фагоцитируются потому, что фагоциты имеют специальные рецепторы для молекул опсонинов. Кооперация различных опсонинов сыворотки крови и фагоцитов составляет опсонофагоцитарную систему организма. Оценку опсонической активности сыворотки крови проводят путем определения опсонического индекса или опсонофагоцитарного индекса, которые характеризуют влияние опсонинов на поглощение или лизис микроорганизмов фагоцитами. Фагоцитоз, в котором принимают участие специфические (IgG, IgM) белки-опсонины, называют иммунным.
Система комплемента (лат. complementum дополнение, средство пополнения) это группа белков сыворотки крови, которые принимают участие в реакциях неспецифической защиты: лизиса клеток, хемотаксиса, фагоцитоза, активации тучных клеток и др. Белки комплемента относятся к глобулинам или гликопротеинам. Они вырабатываются макрофагами, лейкоцитами, гепатоцитами и составляют 510% всех белков крови.
Система комплемента представлена 2026 белками сыворотки крови, которые циркулируют в виде отдельных фракций (комплексов), различаются по физико-химическим свойствам и обозначаются символами С1, С2, С3 ... С9 и др. Хорошо изучены свойства и функция основных 9 компонентов комплемента.
В крови все компоненты циркулируют в неактивной форме, в виде коэнзимов. Активация белков комплемента (т. е. сборка фракций в единое целое) осуществляется специфическими иммунными и неспецифическими факторами в процессе многоступенчатых превращений. При этом каждый компонент комплемента катализирует активность следующего. Этим обеспечиваются последовательность, каскадность вступления компонентов комплемента в реакции.
Белки системы комплемента участвуют в активации лейкоцитов, развитии воспалительных процессов, лизисе клеток-мишеней и, прикрепляясь к поверхности клеточных мембран бактерий, способны опсонизировать («одевать») их, стимулируя фагоцитоз.
Известно 3 пути активации системы комплемента: альтернативный, классический и лектиновый.
Наиболее важным компонентом комплемента является СЗ, который расщепляется конвертазой, образующейся при любом пути активации, на фрагменты СЗа и СЗ b . Фрагмент СЗ b участвует в образовании С5-конвертазы. Это является начальным этапом формирования мембранолитического комплекса.
При альтернативном пути комплемент может активироваться полисахаридами, липиполисахаридами бактерий, вирусами и другими антигенами без участия антител. Инициатором процесса является компонент СЗ b , который связывается с поверхностными молекулами микроорганизмов. Далее при участии ряда ферментов и белка пропердина этот комплекс активирует компонент С5, который прикрепляется к мембране клетки-мишени. Затем на нем образуется мембраноатакующий комплекс (МАК) из компонентов С6С9. Процесс завершается перфорацией мембраны и лизисом микробных клеток. Именно этот путь запуска каскада комплементарных белков имеет место на ранних стадиях инфекционного процесса, когда специфические факторы иммунитета (антитела) еще не выработаны. Кроме того, компонент СЗ b , связываясь с поверхностью бактерий, может выполнять роль опсонина, усиливая фагоцитоз.
Классический путь активации комплемента запускается и протекает с участием комплекса антигенантитело. Молекулы IgM и некоторые фракции IgG в комплексе антигенантитело имеют специальные места, которые способны связать компонент С1 комплемента. Молекула С1 состоит из 8 субъединиц, одна из которых является активной протеазой. Она участвует в расщеплении компонентов С2 и С4 с образованием СЗ-конвертазы классического пути, которая активирует компонент С5 и обеспечивает формирование мембраноатакующего комплекса С6С9, как при альтернативном пути.
Лектиновый путь активации комплемента обусловлен присутствием в крови особого кальцийзависимого сахаросвязывающего протеина маннансвязывающего лектина (МСЛ). Этот протеин способен связывать остатки маннозы на поверхности микробных клеток, что приводит к активации протеазы, расщепляющей компоненты С2 и С4. Это запускает процесс формирования лизирующего мембрану комплекса, как при классическом пути активации комплемента. Некоторые исследователи рассматривают этот путь как вариант классического пути.
В процессе расщепления компонентов С5 и СЗ образуются малые фрагменты С5а и С3а, которые служат медиаторами воспалительной реакции и инициируют развитие анафилактических реакций с участием тучных клеток, нейтрофилов и моноцитов. Эти компоненты получили название анафилатоксинов комплемента.
Активность комплемента и концентрация отдельных его компонентов в организме человека могут увеличиваться или уменьшаться при различных патологических состояниях. Могут быть и наследственные дефициты. Содержание комплемента в сыворотках животных зависит от вида, возраста, сезона и даже времени суток.
Наиболее высокий и стабильный уровень комплемента отмечен у морских свинок, поэтому в качестве источника комплемента используют нативную или лиофилизированную сыворотку крови этих животных. Белки системы комплемента очень лабильны. Они быстро разрушаются при хранении при комнатной температуре, действии света, ультрафиолетовых лучей, протеаз, растворов кислот или щелочей, удалении ионов Са++ и Mg++. Прогревание сыворотки при 56 °С в течение 30 мин приводит к разрушению комплемента, и такая сыворотка называется инактивированной.
Количественное содержание компонентов комплемента в периферической крови определяют как один из показателей активности гуморального иммунитета. У здоровых лиц содержание компонента С1 составляет 180 мкг/мл, С2 20 мкг/мл, С4 - 600 мкг/мл, СЗ - 13 001 мкг/мл.
Воспаление как важнейшее проявление иммунитета развивается в ответ на повреждение тканей (прежде всего покровных) и направлено на локализацию и уничтожение микроорганизмов, которые проникли в организм. В основе воспалительной реакции лежит комплекс гуморальных и клеточных факторов неспецифической резистентности. Клинически воспаление проявляется покраснением, отеком, болью, локальным повышением температуры, нарушением функции поврежденного органа или ткани.
Центральную роль в развитии воспаления играют сосудистые реакции и клетки системы мононуклеарных фагоцитов: нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, моноциты, макрофаги и тучные клетки. При повреждении клеток и тканей, кроме того, высвобождаются различные медиаторы: гистамин, серотонин, простагландины и лейкотриены, кинины, белки острой фазы, в том числе С-реактивный белок, и др., которые играют важную роль в развитии воспалительных реакций.
Бактерии, проникшие в организм при повреждении, и продукты их жизнедеятельности активируют свертывающую систему крови, систему комплемента и клетки макрофагально-мононуклеарной системы. Происходит образование сгустков крови, что предупреждает распространение возбудителей с кровью и лимфой и препятствует генерализации процесса. При активации системы комплемента образуется мембрано-атакующий комплекс (МАК), который лизирует микроорганизмы или опсонизирует их. Последнее усиливает способность фагоцитирующих клеток поглощать и переваривать микроорганизмы.
Характер течения и исход воспалительного процесса зависят от многих факторов: природы и интенсивности действия чужеродного агента, формы воспалительного процесса (альтеративное, экссудативное, пролиферативное), его локализации, состояния иммунной системы и др. Если воспаление не завершается в течение нескольких дней, оно становится хроническим и тогда развивается иммунное воспаление с участием макрофагов и Т-лимфоцитов.
Молекулярно-биологические методы и технологии стали неотъемлемой частью иммунологии на рубеже 80-х и 90-х годов, что ознаменовало ее переход на новый уровень. В это время важным показателем достоверности данных стало применение при исследованиях генетических подходов. Чрезвычайно широкое применение получили трансфекция и нокаут генов, а также использование клеточных клонов и моноклональных антител. Для этого периода характерно активное обращение (на новом методическом и идеологическом уровнях) к инфекционной иммунологии, включая создание вакцин нового типа. Одновременно обострился интерес к практическому применению получаемых результатов (возможно, это стало следствием чрезвычайного удорожания научных исследований, проведению которых необходимо было дать практическое обоснование). Излюбленной областью создания и применения новых молекулярно-биологических моделей стала иммуноонкология. Понятие «вакцина» претерпело изменения: теперь этим термином стали обозначать не только профилактические антиинфекционные препараты, как прежде, но и препараты для лечения онкологических, аллергических и аутоиммунных заболеваний. Однако следует признать, что, несмотря на большую интенсивность исследований и чрезвычайно высокий методический и технологический уровень работ, проводимых в данных направлениях, реальные практически значимые достижения в них невелики.
К особенностям этого периода развития иммунологии можно отнести чрезвычайно высокие требования к методической стороне исследований, явно выраженную прикладную ориентацию и очевидное пренебрежение теоретическими обобщениями. Экспериментальные достижения этого периода очень многочисленны, но их значимость не всегда можно оценить. Назовем лишь некоторые из них: расшифровка сигнальных путей, обеспечивающих активацию лимфоцитов и клеток врожденного иммунитета; изучение дендритных клеток, как клеток, связывающих врожденный и адаптивный иммунитет (с дендритными клетками связаны многие попытки практического применения достижений иммунологии, в частности при создании вакцин разного рода); расшифровка факторов и механизмов, определяющих распределение клеток в организме и пути их рециркуляции, а также гомеостаз лимфоидных клеток; открытие механизмов формирования лимфоидных органов; обнаружение гетерогенности хелперных Т-лимфоци- тов и их связи с патологией; повторное открытие супрессорных Т-клеток (теперь в качестве регуляторных Т-лимфоцитов) и др.
Наиболее крупным теоретическим обобщеним, повлекшим большое число экспериментальных исследований и практически значимых разработок, послужило учение Ч. Джанеуея (Ch. Janeway) и его последователей о природе распознавания во врожденном иммунитете и иерархических взаимодействиях врожденного и адаптивного иммунитета. При этом, во- первых, был открыт новый тип иммунологического распознавания, заставивший отказаться от представлениий о неспецифичности врожденного иммунитета, во-вторых, было обосновано представление о невозможности запуска адаптивного иммунитета без предварительной активации врожденного иммунитета. Исследования, проводимые в области иммунологии в ХХ! веке, в большей или меньшей степени ориентированы на эту концепцию.
В настоящее время часто высказывают опасение, что иммунология как самостоятельная научная дисциплина исчезает, растворяясь в молекулярной биологии (аналогичное «растворение» в микробиологии констатировалось в предвоенный период). Едва ли это возможно, поскольку у иммунологии есть собственный объект исследований - специфические взаимодействия между антигенами и их рецепторами, лежащие в основе дискриминации «свое-чужое», - имеющий разнообразные проявления и со временем приобретающий все новые аспекты.
