Иммунология. Введение в иммунологию
Иммунология изучает структуру и функцию иммунной системы, ее реакцию на возбудителей заболеваний, последствия иммунного ответа и способы влияния на них.
Иммуноло́гия - (от лат. immunis - свободный, освобожденный, избавленный от чего-либо + греч. льгпт - знание) - медико-биологическая наука, изучающая реакции организма на чужеродные структуры (антигены), механизмы этих реакций, их проявления, течение и исход в норме и патологии, разрабатывающая методы исследования и лечения, основанные на этих реакциях.
ПРЕДМЕТ ИЗУЧЕНИЯ ИММУНОЛОГИИ
Строение иммунной системы;
Закономерности и механизмы развития иммунных реакций;
Механизмы контроля и регуляции иммунных реакций;
Болезни иммунной системы и её дисфункции;
Условия и закономерности развития иммунопатологических реакций и способы их коррекции;
Возможность использования резервов и механизмов иммунной системы в борьбе с инфекционными и неинфекционными заболеваниями;
Иммунологические проблемы репродукции;
Иммунологические проблемы трансплантации органов и тканей.
ОСНОВНЫМИ ЗАДАЧАМИ иммунологии стали: изучение молекулярных механизмов иммунитета - как врождённого, так и приобретённого, разработка новых вакцин и методов лечения аллергии, иммунодефицитов, онкологических заболеваний.
1.2. Иммунология как определенное направление исследований возникла из практической необходимости борьбы с инфекционными заболеваниями. Ее нередко делят на классическую (старую) и современную (новую). Это деление условное, так как новая иммунология выросла из классической той, которая изготовила прививки против оспы, бешенства, сибирской язвы и т.д.
В развитии иммунологии можно выделить несколько этапов:
Инфекционный (Л. Пастер и др.), когда началось изучение иммунитета к инфекциям.
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, Кавказ и Россию.
На смену инокуляции пришел метод вакцинации (от лат. «vacca» - корова), разработанный в конце 18 в. английским врачом Э. Дженнером. Он произвел прививку коровьей оспы 8 - летнему мальчику Д.Фиппсу, а затем через 1,5 месяца заразил его натуральной оспой, как это делалось при инокуляции.
Мальчик не заболел. Через 1,5 месяца Э. Дженнер повторно подверг его инокуляции, и вновь мальчик остался здоровым.В 1880 г. выходит в свет статья Луи Пастера о защите кур от холеры путем их иммунизации патогеном со сниженной вирулентностью.
В 1881 г . Пастер проводит публичный эксперимент по прививке 27 овцам сибиреязвенной вакцины, а в 1885 г. успешно испытывает вакцину от бешенства на мальчике, укушенном бешеной собакой.
В 1890 г . немецкий врач Эмиль фон Беринг совместно с Сибасабуро Китасато показал, что в крови людей, переболевших дифтерией или столбняком, образуются антитоксины, которые обеспечивают иммунитет к этим болезням как самим переболевшим, так и тем, кому такая кровь будет перелита. В том же году на основе этих открытий был разработан метод лечения кровяной сывороткой.
Неинфекционный , после открытия К. Ландштейнером групп крови и
феномена анафилаксии Ш. Рише и П. Портье.
В 1900 г . австрийский врач – иммунолог Карл Ландштейнер открыл группы крови человека, за что в 1930 г. был удостоен Нобелевской премии.
В 1904 г. известный химик Сванте Аррениус доказал обратимость взаимодействия антиген – антитело и заложил основы иммунохимии.
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).
В 1883 г. русский биолог – иммунолог Илья Мечников сделал первое сообщение по фагоцитарной теории иммунитета. Именно Мечников стоял у истоков познания вопросов клеточного иммунитета. Мечников показал, что в организме человека присутствуют особые амебоидные подвижные клетки – нейтрофилы и макрофаги, которые поглощают и переваривают патогенные микроорганизмы. Именно им он отдавал первичную роль в защите организма.
В 1891 г. выходит статья немецкого фармаколога Пауля Эрлиха, в которой он термином "антитело" обозначает противомикробные вещества крови.
Новый этап развития иммунологии связан в первую очередь с именем выдающегося австралийского ученого М.Бернета (Macfarlane Burnet; 1899- 1985). Рассматривал иммунитет как реакцию, направленную на дифференциацию всего "своего" от всего "чужого". Именно Бернет обратил внимание на лимфоцит, как на основного участника 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 (рис. В.9). Формула такой теории проста: один клон лимфоцитов способен реагировать только на одну конкретную антигенную специфическую детерминанту.
Молекулярно-генетический, характеризующийся выдающимися открытиями, которые были удостоены Нобелевской премии:
Большой вклад в становление современной иммунологии внесли также Роберт Кох (Robert Koch; 1843-1910), открывший возбудитель туберкулеза и описавший кожную туберкулиновую реакцию; Жюль Борде (Jules Bordet; 1870-1961), сделавший важный вклад в понимание комплемент -зависимого лизиса бактерий; Родни Портер (Rodney Porter; 1917-1985) и Джеральд Эдельман (Gerald Edelman; 1929), изучившие структуру антител; Джордж Снелл (George Snell), Барух Венацерраф (Baruj Benacerraf) и Жан Доссе (Jean Dausset), описавшиеглавный комплекс гистосовместимости у животных и человека и открывшие гены иммунного ответа
1980 г. – Ликвидация оспы.
Теории иммунитета.
1)
2)
3)
4)
5) Теория естественного отбора
Они превращаются в плазматические клетки, в которым вырабатываются аантитела. Антитела циркулируют в сыворотке крови и учавствуют в гуморальном иммунном ответе.
В - супрессоры – тормозят выработку антител.
Недифференц лимфоциты:
СD16 и СD56 - натуральные киллеры. Цитотоксическая функци и уничтожают чужеродные клетки.
Эозинофилы – функция киллера, копятся в очагах воспаления вызванных гельминтами. Могут стимулировать иммунный ответ.
Дендритные клетки – в лимфоидных ораганх и барьерных тканях, поглащают и переваривают антигены и активные антигенпрезентирующие клетки.
9.Формы иммунного ответа:
1) Антителообразование
2) Фагоцитоз
3) Реакция гиперчувствуительности
4) Иммунологическая память
5) Иммунологическая толерантность
10.В основе механизма межклет кооперации – рецептор-лигандное взаимодействие.
При поступлении чужеродного антигена в орагенизм человека макрофаги поглащают этот антиген и презентируют его иммунной системе. Выделенные ими цитокины включают в реакцию Т хелперы и Т киллеры. Т киллеры уничтожают часть антигенов сразу, а Т хелперы вырабатывают снова цитокины. Они включают в реакцию В лимфоциты. В лимфоциты превращаются после поступления сигнала в плазматические клетки, где происходит синтез антител, готовые антитела попадают в кровь и взаимодействуют так же с чужеродными антигенами.
Лекция №2. Неспецифический иммунитет . 15.02.2017.
11. Неспецифический иммунитет - иммунитет направлен против любого чужеродного вещества.
Неспецифический иммунитет является врожденным. Осуществляется гуморальными и клеточными механизмами. Гуморальный осуществляется такими факторами как фибронектин, лизоцим, интерфероны, система комплимента и др. Клеточный представлен фагоцитами, NK, дендритными клетками, тромбоциты и др.
Основные барьеры неспецифической резистентности:
1) механический (кожа, слизистые)
2) Физико-химический (желудок, кишечник)
3) иммунобиологические (нормальная микрофлора, лизоцим, комплимент, фагоциты, цитокины, интерферон, защитные белки).
12.Кожа и слизистые оболочки : механический барьер. Секреты потовых и сальных желез обладают бактерицидным действием – молочная, уксусная, муравьиные кислоты и ферменты.
Еще более выраженными защитными свойствами обладают слизистые носоглотки (лизоцим, IgA), конъюнктивы, слизистые дыхательных, мочеполовых путей, ЖКТ.
Защитный барьер ЖКТ.
В желудке микроорганизмы инактивируются под действием кислой среды (рН 1,5 – 2,5 и ферментов).
В кишечнике инактивация под действием lgA, трипсина, панкреатина, липазы, амилазы и желчи, ферментов и бактериоцинов нормальной микрофлоры.
Нормальная микрофлора : часть ее постоянно погибает, освобождается эндотоксин, и он является раздражителем иммунной системы.
Эндотоксин нормофлоры поддерживает иммунную систему в состоянии функциональной активность
Нормальная микрофлора занимает сайты куда могу крепится патогенные бактерии, тоесть препятствует адгезии и колонизации.
Является антогонистом патогенной микрофлоры (бактериоцины – Е.коли - колицины).
Полноценные
носитель (стабилизирующая часть)97-99%от общей массы антигена.
детерминантные группы полисахариды расположенные на поверхности носителя. определяют специфичность аг, вызывают выработку иммунного ответа. по количеству детерминантных групп определяют валентность антигена.
Различают детерминты:
линейные -первичная последовательность аминокислот пептидной цепи.
Поверхностные -расположены на поверхности молекулы антигена возникают в результате вторичной конформации.
Глубинные – проявляются при разрушение биополимера
Концевые- расположены на концах участка молекулы антигена
Центральные
24.Свойства:
Антигенность
Гетерогенность
Специфичность
Имуногенность.
Антигенность - способноссть ангтигена активировать имунную систему и взаимодействовать с факторами имунитета. Аг является специфическим раздражителем для имунокомпитетныхклеток и взаимодействует не всей поверхносотью а детерминантами.
24.Гетерогенность (чужеродность)свойство антигена обязательное условие для реализации антигенности (если он не будет чужеродным он не будет антигенным)в норме ис не восприимчива к своим биополимерам. аутоантигены-аутоиммунные заболевания.
Антигенная мимикрия это сходство антигенных детерминант например стрептококки сарколеммы миокарда или базальной мембраны почек.
По степени чужеродности:
Ксеногенные общие для организмов принадлежащих к различным родам и видам
Аллогенные –аг общие для генетически не родственных организмов но относящихся к одному виду(система крови ав0)
Изогенные аг -общие только для индентичных организмов(однояйцевые близнецы)
Имуногенность -способность создавать имунитет в основном инфекционный.
Зависит от : имунногенности аг
Природы аг
Химического состава
Растворимости.-чем более растворим тем лучше для имунного ответа.
Молекулярной массы
Оптической изометрии Пространстве,изометрии
Способ ведения вк,пк,вм
Колличества поступающего антигена
25.Специфичность -способность аг индуцировать имунный ответ к строго определенному эпиттопу.
Зависит от особенности строения поверхностной структуры детерминативных групп
Химического строения
Пространственной конфигурации хим. структуры в детер. зонах
Типы антигенной специфичности:
видовая -опеределяет специфичность одного вида друг от другу(виды мо)
групповая -обусловленаразличиями
типовая -серотипы внутри вида(умо одни серологические варианты)
индивидуальная -содержатся аг обуславливающие индивидуальную специфичность.(главный комплекс спефичности)эшля-гликопротеид.
26.Классификация антигенов:
экза и эндогенны.
По химическойструтуре:
1 класса-участвуют в имуноответе.
2 класса-уч в имунорегуляции.
По стпенеи имуносгенности полноценные и неполноценные.
По вовлечению Т лимфоцитов
Т зависимые – обязательные участие
Т хелперы. Большая часть а/г
Т независ. Не тр. участ. Т хелперы непосредственно стим. лимфоцитов
27.Классификация по имунному реагированию:
По выраженности и направленности:
Имуноген-при попадании в организм индуцирует продуктивную реакцию,выработку ат.
Толероген-не вырывает имунной реакции.
Аллерген -аг который вызывает слишком сильную имунную реакци.
Гаптен -введен ланштейнером.
Неполный антиген,не вызывает имунной реакции,низкая имунногенность,но обладает антигенностью птому может взаимодействовать уже с имеющимися с ат.чаще всего лекарственные аг.
Адъюванты -неспецифические вещества которые при совместном введении с антигеном усиливают имунный ответ на аг(эмульсия воды в масле)
28.Антигены организма человека.:
Аг эритроцита-определяют группы крови
Аг гистосовместимости-находятся на мембране всех клеток(хрусталик)
Опухользависимые антигены
Сд антигены.
29.Аг бактерий:
О-соматические липополисахариды ассоциированы с клеточной стенкой.термостабильный.
Н-аг жгутиковый белок флагелин,термолабильный
К- 3 фракции:
Ви аг протективный аг,белковый токсин,ферменты.
Аг бактерий на 2 класса:
1.содержится в мебране почти всех ядросодержащих клеток,обеспечивает унижтожение трансплантацию клеток,зараженных клеток.
2 класс участву в имунорегуляции в распознавании антигенов т хелперами.
Аг вирусов:
Ядерные (корковые)
Капсульные (оболочечные)
Суперкасидные
Ви-антигены
Эс-антигены.
Опухолевые аг-при опухоле трансформируются клеточные появляются новые антигены. их выявление использ. для ранней диагностики.
Аутоантигены собственные аг которые в норме не проявляют аг. Свойств нарушение толерантности к аутоантигенам лежит в основе аутоиммунных заболеваний
Антитела
Гамма-глобины или имуноглобулины они способны специфически взаимодействовать с антигеном и учавствовать в имунологических реакция.
Они состоят из полипетидных цепей:2 длинные и 2 короткие,поскольку 2 длинные-тяжелые.
И легкие.
Эти части вариабельны,здесь располагаются.
32.Молекула имуноглобулина состит из фап фрагмента которрый средает специфичность.
И фс фагмента котрый обеспечивает прохождение имуноглобулина через плацента и усиливает и является абсонином при фагоцитозе.
Шарнирный участок
Любой имуноглобуин имеет 2 активных центра.если ат состоит из 2 молекул имуноглобулина тоакт центров больше.
Сущетвуют непольные ат.
По колличеству активных центров оределят валентность.
Структура состоит из домена и паратопа. Светнутый в глобулу участок цепи,содержит 110 аминокислотнных участков.стабилизирован дисульфидной связью.домены соединены линейными фрагементами.
Паратон:антигенсвязывающий антивныйцентр.
Классы имуноглобулинов.
Имуноглобулиин джи-является мономером,образуется на высоте имунного ответа.проникает в центр и является противовирусн и противобактериальным фактором.активируют комплимент по классическому путию.подразделяют:1 активирует систему комплимента,вызывает образование ат и аутоантител.
2.отвечает за имунный ответ за полисахаридные антигены пневмококков,стрепкткокв.
3-активаторы имунокомплиментов,формир аутоантитела.
4 блокирует имуноглобе,имунный ответ на хроническую инфекцию
Имуноглобулин м-пентамер,способст выработке.
Имуноглобулин а А)секреторный в секрете..б)сывороточный.
Могут быть моно ди три и тетра меры
Секреторный участв в систезе секрета обеспечивает местный иммунитет,препятствует адгезии бактерий.стимулирует фагоцитоз.
Имоглобулин е-участв в анафилактических реакциях
Им д-о нем мало известно.
Показатели имуноглобулинов
Им джи-8-12 г\л
Периоды развития иммунологии.
1) Протоиммунология – эмпирические познания, не основанные на опытах. (с античного времени до 19 века).
2) Экспериментальная и теоретическая иммунология (80-е года 19 века до 20-х 20 века). Главным антигеном считался микроб и поэтому данный период считается инфекционный иммунологией.
3) Период молекулярно-генетической иммунологии. Появилось понятие тканевого антигена.
1796 г. - Дженнер – вакцина против оспы.
1881 г. - Пастер Л. – аттенуированные вакцины (холера, сибирская язва, бешенства). Разработал принцип создания любой вакцины. Считают основоположником вакцинологии и иммунологии.
1882 г. - Мечников И.И. Клеточная теория. Описал фагоциты.
1882 г. - гуморальная теория иммунитета Эрлиха. Ввели понятие антитело.
1900 г. - Ландштейнер К. Группы крови (АВ0). Опубликовал антигены эритроцитов и заговорил о том, что кровь делится на 4 группы. С этого момента появилось понятие тканевого антигена.
1902 г. - Портье П. Рише. Ш. Гиперчувствительность.
1944 г. – Медавар П. Отторжение трансплантата.
1980 г. – Ликвидация оспы.
Теории иммунитета.
1) Эрлиха. Гуморального иммунитета . Главная роль в защите принадлежит жидкостям и эти вещества в крови он назвал антителом. Он называл их боковыми цепями.
2) Мечников. Фагоцитарная (клеточная теория ). Фагоциты играют главную роль в иммунитете.
3) Клонально-селекционеая теория Бернета
· Антиген является селективным фактором (антитело вырабатывается в ответ на антиген).
· Антиген взаимодействуют с определенными рецпторами иммунокомпетентных клеток
· Каждая антителопродуцирующая клетка может синтезировато только 1 вид антител.
4) Теория прямой матрицы Полинга 1940 г. Антиген проникает в клетку продуцирующие антитело и на поверхности этой клетки происходит конструирование антител (тоесть антиген как матрица).
5) Теория естественного отбора Йерне 1955г. В организме вырабатываются различные по специфичности иммуноглобулины и среди них всегда есть тела, соответствующие проникшему антигену.
У истоков иммунологии стоял английский врач Дженнер , который разработал метод вакцинации против оспы. Однако его исследования носили частный характер и касались только одного заболевания.
Развитие научной иммунологии связывают с именем Луи Пастера , который сделал первый шаг к целенаправленному поиску вакцинных препаратов, создающих устойчивый иммунитет к инфекциям: получил и применил на практике вакцины против холеры, сибирской язвы, бешенства, полученные из микробов с ослабленной вирулентностью (аттенуированные).
Основоположником учения о клеточном иммунитете является И.И.Мечников , создавший фагоцитарную теорию (1901-1908).
Беринг и Эрлих - заложили основу гуморального иммунитета.
Эмиль фон Беринг – 1 лауреат Нобелевской премии по медицине (1901 г.), награжден за открытие антитоксических антител и разработку противостолбнячной и противодифтерийной сывороток.
Эрлих – основатель теории боковых цепей (ат в виде рецепторов находятся на поверхности клеток, аг специфически отбирает соответствующие антительные рецепторы, обеспечивает их выход в циркуляцию и компенсаторную гиперпродукцию антител (рецепторов).
Учение об антигенах – К. Ландштейнер, Ж. Борде, доказавшие, что аг могут быть не только микробы и вирусы, но любые клетки животного. К. Ландштейнер открытие групп крови. (1930 г.).
Ч. Рише – открытие анафилаксии и аллергии (1913).
Бернет и Медовар (1960 г.) - учение об иммунологической толерантности, показали, что в основе отторжения генетически чужеродных тканей и инфекционного иммунитета лежат одни и те же механизмы. М. Бернет создатель клонально-селекционной теории иммунитета – один клон лимфоцитов способен реагировать только на одну специфическую антигенную детерминанту. И кроме того, Бернет является автором одного из важнейших положений иммунологии – концепции об иммунологическом надзоре за постоянством внутренней среды организма.
В 60-е годы бурно начинает развиваться учение о Т- и В системах иммунитета (Клэман, Дэвис, Ройт ).
Была предложена теория 3-х - клеточной кооперации иммуноцитов в иммунном ответе (Петров, Ройт и др.). Главными участниками предложенной схемы стали Т и В-лимфоциты и макрофаги.
· расшифровка структуры Ig - (Портер, Эйдельман )
· открытие структур, кодируемых ГКГ – (Бенацераф, Снелл )
· генный контроль иммунного ответа, разнообразия антител и значение некоторых генов в предрасположенности к заболеваниям
· получение моноклональных антител и обоснование сетевой регуляции иммуногенеза (Келер, Милштейн, Ерне )
В настоящее время отмечается интенсивное развитие клинической иммунологии и широкое внедрение в практическую медицину достижений теоретической иммунологии (расшифровка патогенеза многих заболеваний; создание новых классификаций; классификация болезней иммунной системы; разработка методов иммунодиагностики (ИФА, РИА, цепная полимеразная реакция и др.), иммунотерапии).
Основные этапы становления и развития иммунологии:
1796 – 1900 гг. – инфекционная иммунология
1900 – 1950 гг. - нормальная иммунология
1950 г. и по настоящее время – современный этап
Иммунология представляет собой науку о специфических реакциях организма на внедрение чужеродных организму веществ и структур. Первоначально иммунологию рассматривали как науку о невосприимчивости организма к бактериальным инфекциям и с момента возникновения иммунология развивалась как прикладная область других наук (физиология человека и животных, медицина, микробиология, онкология, цитология).
За последние 40 лет иммунология стала самостоятельной фундаментальной биологической наукой.
История развития .
Первый этап развития : первые сведения в 5в до н. э. В древности человечество было беззащитно перед инфекционными болезнями (чума, оспа). Эпидемии уносили множество жизней. Первые иммунологические наблюдения относятся к древней Греции. Греки заметили, что люди, переболевшие оспой не восприимчивы к повторному заражению. В древнем Китае брали оспенные струпья, перетирали и давали нюхать. Этот метод использовался персами и турками и назывался метод вариоляции . Он получил распространение и в Европе.
В 18 веке в Англии замечено, что доярки обслуживающие болеющих коров редко заболевают натуральной оспой. На этом основании Джеер в 1796 г. разработал безопасный способ профилактики оспы путем прививки человеку коровьей оспы. Дальше этот способ был усовершенствован: к вирусу коровьей оспы был добавлен вирус натуральной оспы. Благодаря полной вакцинации населения оспа была ликвидирована. Однако зарождение иммунологии как науки относится к началу 80 гг 19 века и связано с открытием Пастером микроорганизмов, возбудителей болезней . Изучая куриную оспу, Пастер пришел к выводу, что микробы теряют способность вызывать гибель животных вследствие изменения биологических свойств и высказал предположение о возможности предупреждения инфекционных болезней ослабленными микробами оспы.
В 1884 г Мечников сформулировал теорию фагоцитоза . Это была первая экспериментально обоснованная теория иммунитета. Он ввел понятие клеточный иммунитет . Эрлих считал, что в основе иммунитета лежат вещества, которые подавляют чужеродные объекты. Позже выяснилось, что правы оба.
В конце 19 в. были сделаны следующие открытия: Леффлер и Ру показали, что микробы выделяют экзотоксины, которые при введении животным вызывают такие же заболевания, как и сам микроб. В этот период были получены антитоксические сыворотки к различным инфекциям (противодифтерийная, противостолбнячная). Букнер установил,что в свежей крови млекопитающих микробы не размножаются, т к она обладает бактерицидными свойствами, которые обуславливает вещество алексин (комплемент).
В 1896 г. открыты АТ - агллютинины. В 1900 г. Эрлих создал теорию образования АТ.
Второй этап начинается с начала и до середины 20 в. Начинается этот этап с открытия Лангштейнера Аr (сенсибилизированные T-клетки) группы А, В, 0, определяющих группу крови человека, а в 1940 г. Лангштейнер и Винер открыли Аr на эритроцитах, которые назвали Rh-фактором. В 1902 г. Рише и Портье открыли явление аллергии. В1923 г. Рамон обнаружил возможность превращения высокотоксичных бактериальных экзотоксинов в нетоксичные вещества под влиянием фармолина.
Третий этап середина 20 в. до нашего времени. Начинается с открытия Бернетом толерантности организма к собственным Аr. В 1959 г. Бернет разработал клонально-селекционную теорию образования АТ. Портер открыл молекулярную структуру АТ.
Иммунная система наряду с другими системами (нервная, эндокринная, сердечно-сосудистая) обеспечивает постоянство внутренней среды организма (гомеостаз). В иммунной системе различают 3 компонента:
- клеточный,
- гуморальный.
- генный.
Клеточный компонент находится в 2 формах – организованный (- лимфоидные клетки, которые входят в состав тимуса, костного мозга, селезенки, миндалин, лимфоузлов) и неорганизованный (свободные лимфоциты, циркулирующие в крови).
Клеточный компонент не однороден: Т и В-клетки. Молекулярным компонентом являются Ig, которые вырабатываются В-лимфоцитами. Известно 5 классов Ig: G, D, M, A, E. В настоящее время установлено строение Ig различных классов, преобладающими в сыворотке крови человека являются Ig G (70-75% от общего количества Ig).
Кроме Ig в молекулярный компонент входят иммуномедиаторы (цитокины), которые выделяются различными клетками иммунной системы (макрофаги и лимфоциты).
Цитокины выделяются не постоянно, взаимодействуют с поверхностными рецепторами клеток и регулируют силу и продолжительность иммунного ответа. Генетический компонент включает множество генов, определяющих синтез Ig. Каждая из 4 белковых цепей АТ кодируется 2-мя структурными генами.
ИММУНОЛОГИЯ - наука, изучающая структуру и функции систем, контролирующих клеточно-генетический гомеостаз организма человека. Основным предметом исследований в иммунологии является познание механизмов формирования специфического иммунного ответа организма ко всем чужеродным в антигенном отношении соединениям.
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.