Инструктивные и селективные теории иммунитета кратко
Обновлено: 02.07.2024
Для объяснения сложных и зачастую загадочных механизмов и проявлений иммунитета учеными было высказано множество гипотез и теорий. Однако только немногие из них получили принципиальное подтверждение или были обоснованы теоретически, большинство же имеют только историческое значение.
Первой принципиально важной теорией была теория боковых цепей, выдвинутая П. Эрлихом (1898). Согласно это.й теории клетки органов и тканей имеют на своей поверхности рецепторы, способные в силу химического сродства с антигеном связывать последний. Взамен связанных антигеном рецепторов клетка вырабатывает новые рецепторы. Избыток их поступает в кровь и обеспечивает иммунитет к антигену. Эта теория хотя и наивна в своей основе, но привнесла в иммунологию принцип образования антител, способных связывать антиген, т.е. заложила основы представления о гуморальном иммунитете.
Второй основополагающей теорией, блестяще подтвержденной практикой, была фагоцитарная теория иммунитета И. И. Мечникова, разработанная в 1882.1890 гг. Суть учения о фагоцитозе и фагоцитах изложена ранее. Здесь уместно лишь подчеркнуть, что она явилась фундаментом для изучения клеточного иммунитета и по существу создала предпосылки для формирования представления о клеточно-гуморальных механизмах иммунитета.
Достойны упоминания также так называемые инструктивные теории, объяснявшие механизмы образования специфических антител инструктивным действием антигенов. Согласно этим теориям [Брейнль Ф., Гауровитц Ф., 1930; Полинг Л., 1940] – матричные теории образования антител, антитела формируются в присутствии антигена – антиген является как бы матрицей, на которой штампуется молекула антитела.
Ряд теорий [Ерне Н., 1955; Вернет Ф., 1959] исходили из предположения о предсуществовании антител в организме практически ко всем возможным антигенам. Особенно глубоко и всесторонне эту теорию обосновал Ф. Вернет в 60-70-е годы нашего столетия. Эта теория получила название клонально-селекционной и является одной из наиболее обоснованных теорий в иммунологии.
В 60-е годы выдающийся советский иммунолог П. Ф. Здродовский сформулировал физиологическую концепцию иммуногенеза – гипоталамо-гипофизадреналовую теорию регуляции иммунитета. Основная идея теории сводилась к тому, что регулирующую роль в образовании антител играют гормоны и нервная система, а продукция антител подчиняется общим физиологическим закономерностям. Однако теория не касается клеточных и молекулярных механизмов иммуногенеза.
Фагоцитарная теория иммунитета И. Мечникова. Механизмы образования специфических антител инструктивным действием антигенов. Возможность образования специфических иммуноглобулинов. Формирование иммунологической памяти и возникновение аутоиммунных реакций.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.03.2014 |
| Размер файла | 22,2 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Теории иммунитета
2. Регуляция иммунитета
3. Иммунная регуляторная система
Введение
Примерно за 80 лет, прошедших со времени создания Эрлихом первой теории иммунитета, было предложено много новых, пытающихся объяснить невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям. Все существующие в настоящее время теории иммунитета можно разделить на две группы: селективные и индуктивные. Однако ни одна из этих теорий не может пока полностью объяснить все факторы и явления невосприимчивости организма, как к инфекционным агентам, так и к антигенам неинфекционной природы. Основное отличие селективных и индуктивных (инструктивных) теорий состоит в том, что индуктивные теории отводят антигену ведущую роль в механизме образования антител. Создатели инструктивных теорий предполагают, что до контакта с антигеном в клетках организма не существует структур и механизмов, способных синтезировать специфические иммуноглобулины. Антиген как бы инструктирует клетку, что ей необходимо производить. Согласно селективным теориям, в организме уже имеются структуры и механизмы, способные давать иммунный ответ. Антиген только отбирает, селекционирует необходимые в данный момент структуры и включает иммунный механизм в работу.
1. Теории иммунитета
Для объяснения сложных и зачастую загадочных механизмов и проявлений иммунитета учеными было высказано множество гипотез и теорий. Однако только немногие из них получили принципиальное подтверждение или были обоснованы теоретически, большинство же имеют только историческое значение.
Первой принципиально важной теорией была теория боковых цепей, выдвинутая П. Эрлихом (1898). Согласно этой теории клетки органов и тканей имеют на своей поверхности рецепторы, способные в силу химического сродства с антигеном связывать последний. Взамен связанных антигеном рецепторов клетка вырабатывает новые рецепторы. Избыток их поступает в кровь и обеспечивает иммунитет к антигену. Эта теория хотя и наивна в своей основе, но привнесла в иммунологию принцип образования антител, способных связывать антиген, т.е. заложила основы представления о гуморальном иммунитете.
Второй основополагающей теорией, блестяще подтвержденной практикой, была фагоцитарная теория иммунитета И.И. Мечникова, разработанная в 1890г. Учение о фагоцитозе и фагоцитах явилось фундаментом для изучения клеточного иммунитета и по существу создало предпосылки для формирования представления о клеточно-гуморальных механизмах иммунитета.
Достойны упоминания, также так называемые инструктивные теории, объяснявшие механизмы образования специфических антител инструктивным действием антигенов. Согласно этим теориям [Брейнль Ф., Гауровитц Ф., 1930; Полинг Л., 1940] антитела формируются в присутствии антигена, т.е. антиген является как бы матрицей, на которой штампуется молекула антитела.
Ряд теорий [Ерне Н., 1955; Бернет Ф., 1959] исходили из предположения о предсуществовании антител в организме практически ко всем возможным антигенам. Особенно глубоко и всесторонне эту теорию обосновал Ф. Бернет в 60-70-е годы нашего столетия. Эта теория получила название клонально-се-лекционной и является одной из наиболее обоснованных теорий в иммунологии.
Согласно теории Ф. Бернета лимфоидная ткань состоит из огромного числа клонов клеток, специализировавшихся на выработке антител к разнообразным антигенам. Клоны возникли в результате мутаций клонирования под влиянием антигенов. Следовательно, согласно теории, в организме предсуществуют клоны клеток, которые способны вырабатывать антитела на любые антигены. Попавший в организм антиген вызывает активацию "своего" клона лимфоцитов, который избирательно размножается и начинает вырабатывать специфические антитела. Если же доза антигена, воздействующего на организм, велика, то клон "своих" лимфоидных клеток элиминируется, устраняется из общей популяции, и тогда организм теряет способность реагировать на свой антиген, т.е. он становится к нему толерантным. Так, по Ф. Бернету, формируется в эмбриональном периоде толерантность к собственным антигенам. Например, если эмбриону или новорожденному животному ввести чужеродные антигены, то во взрослом состоянии он не будет на них реагировать как на чужие.
В зависимости от характера антигена и условий внутренней среды лимфоциты дифференцируются на В- или Т-лимфоциты. В-лимфоциты продуцируют антитела и обеспечивают гуморальный иммунитет, а Т-лимфоциты осуществляют непосредственный контакт с антигеном и обусловливают клеточный иммунитет.
Теория Ф. Бернета объясняет многие иммунологические реакции (антителообразование, гетерогенность антител, толерантность, иммунологическую память), однако не объясняет предсуществования клонов лимфоцитов, способных отвечать на разнообразные антигены. По Ф. Бернету, существует около 10 000 таких клонов. Однако мир антигенов намного больше и организм способен отвечать на любой из них. На эти вопросы теория не отвечает.
Сциллард в 1960 г. предложил теорию образования антител с позиций иммуногенетики. Он полагает, что в геноме каждой клетки, входящей в иммунную систему, имеется набор закодированной информации о у-глобулинах различной специфичности. Эти гены обычно находятся в клетках в заторможенном (репрессивном) состоянии. Антигены, проникшие в клетку, соединяются с ферментом, который обусловливает синтез вещества-репрессора, подавляющего работу генов. Поскольку фермент блокирован, то репрессор не вырабатывается и его действие на гены снимается. Гены начинают работать, и клетка продуцирует антитела, соответствующие введенному антигену. Одновременно клетка начинает делиться и дифференцироваться.
Некоторую ясность в это представление внес американский ученый С. Тонегава, который в 1988 г. обосновал с генетической точки зрения возможность образования специфических иммуноглобулинов практически ко всем мыслимым антигенам. Эта теория исходит из того, что в организме человека и животных происходит перетасовка генов, в результате чего образуются миллионы новых генов. Этот процесс сопровождается интенсивным мутационным процессом. Отсюда из V- и С-генов, генов Н- и L-цепей может возникнуть огромное число генов, кодирующих разнообразные по специфичности иммуноглобулины, т.е. практически специфичные к любому антигену.
Следует упомянуть также теорию сетей регуляции (иммунной сети), основной стержневой идеей, которой является выдвинутая американским ученым Н. Ерне в 1974 г. идиотип-антиидиотипическая регуляция. Согласно этой теории иммунная система представляет собой цепь взаимодействующих идиотипов и анти-идиотипов, т. е. специфических структур активного центра антител, сформированных под влиянием антигена. Введение антигена вызывает каскадную цепную реакцию образования антител 1-го, 2-го, 3-го и т.д. порядков. В этом каскаде антитело 1-го порядка вызывает образование к себе антитела 2-го порядка, последнее вызывает образование антитела 3-го порядка и т.д. При этом антитело каждого порядка несет "внутренний" образ антигена, который передается эстафетно в цепи образования анти-идиотипических антител.
Доказательствами этой теории являются существование анти-идиотипических антител, несущих "образ" антигена и способных вызвать иммунитет к этому антигену, а также существование сенсибилизированных к антиидиотипическим антителам Т-лимфоцитов, несущих на своей поверхности рецепторы этих антител.
С помощью теории Н. Ерне можно объяснить формирование иммунологической памяти и возникновение аутоиммунных реакций. Однако эта теория не объясняет многих явлений иммунитета, например, как отличает организм "свое" от "чужого", почему пассивный иммунитет не переходит в активный, когда и почему затихает каскад антиидиотипических реакций и т.д. иммунитет антиген фагоцитарный
В 60-е годы выдающийся советский иммунолог П.Ф. Здродовский сформулировал физиологическую концепцию иммуногенеза - гипоталамо-гипофизадреналовую теорию регуляции иммунитета. Основная идея теории сводилась к тому, что регулирующую роль в образовании антител играют гормоны и нервная система, а продукция антител подчиняется общим физиологическим закономерностям. Однако теория не касается клеточных и молекулярных механизмов иммуногенеза
2. Регуляция иммунитета
Регуляция иммунитета - воздействия на активность иммунных органов, изменяющие иммунные ответы.
Способность организма сохранять постоянство клеток и тканей меняется в зависимости от психического, эмоционального, биологического состояния, возраста, наследственности, биологических ритмов, питания, климата, поведения. Иначе говоря, иммунитет регулируется в соответствии с индивидуальными особенностями человека.
Общие положения регуляции функций, такие как ведущая роль психики, высшей нервной деятельности, нервных регуляций (нервизм) по отношению к другим (субординационные отношения), общих по сравнению с локальными и др., полностью приложимы к регуляции иммунитета.
У здорового человека активность иммунной системы изменяется так, чтобы обеспечить выживание. Такие изменения иммунитета опосредуются ЦНС, АНС, гуморальными и гормональными влияниями. Факторы, подтверждающие роль психики и ВНД, реализующиеся через активность ЦНС, АНС и периферических нервов, в регуляции состояния иммунитета человека широко известны. Так, установлена связь между типом ВНД человека и особенностями иммунного ответа, а также обратные зависимости - изменения условно рефлекторной деятельности вследствие иммунизации (в особенности при первичном ответе). Эмоциональный стресс сопровождается повышением пролиферации естественных клеток-киллеров (ЕКК), повышением активности тимус-зависимых лимфоцитов-хелперов, а невроз - снижением активности этой группы лимфоцитов.
Депрессия сопровождается общим снижением лейкоцитов, Т- хелперов и Т- супрессоров, а также ЕКК. В гипоталамусе выявлены волокна, содержащие интерлейкин 1-1b, опосредующий реакцию структуры мозга на неблагоприятные воздействия (охлаждение, перегревание, перенапряжение и т.д.).
Установлено, что у левшей чаще встречаются аллергические и аутоиммунные заболевания.
За последние годы установлено, что гипофиз и эпифиз с помощью особых пептидных биорегуляторов, получивших наименование "цитомедины", контролируют деятельность тимуса. Передняя доля гипофиза является регулятором преимущественно клеточного, а задняя - гуморального иммунитета.
Медиаторами иммунного ответа являются гормоны (глюкокортикоиды, нейропептиды, др.), а также полипептиды клеток иммунной системы. В частности, иммунные реакции модулируются АКТГ, и др. гормонами аденогипофиза). Эти гормоны воздействуют на рецепторы клеток иммунной системы. Например, метэнкефалин стимулирует формирование антителопродуцирующих клеток, рост клеточных колоний в тимусе и селезенке. Однако концентрация бета - эндорфинов в плазме является решающим фактором в появлении конечного эффекта: низкие концентрации (1/10-14 моль) стимулируют, а более высокие подавляют продукцию специфических антигерпетических систем.
Важным фактором регуляции иммунитета является характер и тип питательных веществ. Полиненасыщенные жирные кислоты пищи подавляют активность ЕКК, усиливают синтез простагландина ИГЕ. Наоборот, арахидоновая кислота пищи, подавляя синтез ПГЕ, стимулирует иммунитет. Ограничение белковой пищи вызывает снижение активности Т-хелперов, миграцию макрофагов и их способность образовывать антитела. Состав флоры кишечника в значительной степени определяет состояние иммунитета человека. Например, коринебактерии JК прямой кишки выявляются у людей с выраженным иммунодефицитом (лейкоз, СПИД, др.). Иммунорегуляция липопротеидами низкой плотности, появляющимися в плазме крови после приема пищи, опосредуется через рецепторы иммунокомпетентных клеток.
В значительной степени регуляция иммунитета определяется содержанием серотонина в клетках кишечника (до 90% от общего количества).
Описаны биоритмологические и возрастные изменения иммунитета здорового человека. Так, в утренние часы наблюдается максимум Т- лимфоцитов и минимум В-лимфоцитов, а фагоцитоз и уровень пропердина наиболее высоки в дневное и вечернее время, снижаясь ночью и утром. Иммунореактивность имеет сезонные колебания - снижается весной и осенью. С возрастом нарастает число аномальных клеток. Например, спонтанные перестройки хромосом в клетках крови составляют почти 3% у лиц старшей возрастной группы (50-80 лет). С другой стороны, в этом возрасте наблюдается снижение иммунных реакций на инородные клетки-мутанты. Причиной этого является ухудшение иммунного опознания собственных АГ вследствие дефектов клеточных рецепторов, активности макрофагов, т.д. Кроме того, в указанном возрасте отмечается снижение содержания лимфоцитов(1,5х 109/л в 50 лет сравнительно с 2,0х 109/л в 20 лет). У лиц старшей возрастной группы усиливаются аутоиммунные реакции вследствие накопления тканевых комплексов АГ-АТ(например, к гемоглобину), нарушения соотношения иммуно-глобулинов (преобладание продукции IgМ и снижение продукции IgG и IgА).
Беременность сопровождается повышением содержания комплемента Сз, усилением фагоцитарной и бактерицидной активности лейкоцитов. На ранних сроках беременности иммунитет специфически подавляется, что предотвращает отторжение зародышевых клеток, несущих признаки чужеродности.
Таким образом, активность иммунных органов, связанных со всеми системами организма - кровообращением, кровью, дыханием, метаболизмом, т.д. - меняется не только под влиянием факторов, исходящих из иммунных органов, но и многих других. Последние могут не только способствовать, но и препятствовать осуществлению нормальных саморегуляторных влияний иммунной системы, как стабилизировать, так и ухудшать иммунные ответы.
3. Иммунная регуляторная система
В последнее время высказано предположение, что существует не две системы регуляции (нервная и гуморальная), а три (нервная, гуморальная и иммунная). Иммунокомпетентные клетки способны вмешиваться в морфогенез, а также регулировать течение физиологических функций. Не подлежит сомнению, что Т-лимфоциты играют чрезвычайно важную роль в регенерации тканей. Многочисленные исследования показывают, что Т-лимфоциты и макрофаги осуществляют "хелперную" и "супрессорную" функции в отношении эритропоэза и лейкопоэза. Лимфокины и монокины, выделяемые лимфоцитами, моноцитами и макрофагами, способны изменять деятельность центральной нервной системы, сердечнососудистой системы, органов дыхания и пищеварения, регулировать сократительные функции гладкой и поперечно-полосатой мускулатуры.
Особенно важная роль в регуляции физиологических функций принадлежит интерлейкинам, которые являются "семьей молекул на все случаи жизни", так как вмешиваются во все физиологические процессы, протекающие в организме.
Иммунная система является регулятором гомеостаза. Эта функция осуществляется за счет выработки аутоантител, связывающих активные ферменты, факторы свертывания крови и избыток гормонов.
Иммунологическая реакция, с одной стороны, является неотъемлемой частью гуморальной, так как большинство физиологических и биохимических процессов осуществляется при непосредственном участии гуморальных посредников. Однако нередко иммунологическая реакция носит прицельный характер и тем самым напоминает нервную. Лимфоциты и моноциты, а также другие клетки, принимающие участие в иммунном ответе, отдают гуморальный посредник непосредственно органу-мишени. Отсюда предложение назвать иммунологическую регуляцию клеточно-гуморальной. Основную роль в ней следует отвести различным популяциям Т-лимфоцитов, осуществляющих "хелперные" и "супрессорные" функции по отношению к различным физиологическим процессам.
Учет регуляторных функций иммунной системы позволяет врачам различных специальностей по-новому подойти к решению многих проблем клинической медицины.
За последние 10 лет было сделано четыре новых открытия, которые позволили подойти к изучению клеточных основ иммунологического распознавания:
открыты антигенсвязывающие рецепторы В-лимфоцитов,
выявлена кооперация В- и Т-лимфоцитов в процессе дифференциации В-клеток в антителообразующие клетки;
доказано разнообразие популяции Т- и В-лимфоцитов, состоящей из субпопуляций;
показано значение для первичного иммунологического распознавания чужеродного агента Т-лимфоцитов.
Значительные успехи достигнуты иммуногенетикой. В лимфоидных клетках найдены структурные гены, которые контролируют выработку иммуноглобулинов.
Стресс, а также депрессии угнетают иммунитет, что сопровождается не только повышенной восприимчивостью к различным заболеваниям, но и создает благоприятные условия для развития злокачественных новообразований.
Литература
1. Вершигора А.Ю. Імунологія. - К.: Вища школа, 2005.
2. Воробьев А.А. Микробиология и иммунология. М., 1999.
3. Герхардт Ф. Методы общей бактериологии. Т. 1,2,3. М., 1983.
4. Зенгбуш П. Молекулярная и клеточная биология. Т. 1, 2, 3. М., 1982.
5. Кочемасова З. Н. Микробиология. М., 1984.
6. ЛабинскаяА. С. Микробиология с техникой микробиологического исследований. М., 1992.
7. Лурия С. Общая вирусология. М., 1970.
Подобные документы
Сравнительная характеристика основных типов иммунологического распознавания. Теория "истощения среды". Фагоцитарная теория иммунитета. Гуморальная и рецепторная теории иммунитета. Инструктивные и селективные теории иммунитета. Изучение реакции антиген.
контрольная работа [30,4 K], добавлен 26.02.2017
Краткий очерк и направления научных исследований профессора Мечникова, его открытия в области изучения внутриклеточных процессов. П. Эрлих как основатель иммунологии, его значение в истории медицины. Формирование и развитие, содержание теории иммунитета.
презентация [702,0 K], добавлен 28.12.2014
Факторы, влияющие на снижение иммунитета. Понятие антигена и антител. Роль растений в восстановлении и укреплении иммунитета. Лекарственные растения, обладающие иммуномодулирующими свойствами. Фитопрепараты для укрепления и восстановления иммунитета.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 29.03.2010
Чужеродные для организма вещества (антитела), которые при попадании во внутреннюю среду способны вызывать образование специфических антител. Особенности функционирования бактериальных антигенов. Антигены эритроцитов человека. Основные свойства антигенов.
презентация [2,8 M], добавлен 22.12.2014
Характеристика системы иммунной защиты организма. Приобретенный иммунитет и его формы. Выработка антител и регуляция их продукции. Образование клеток иммунологической памяти. Возрастные особенности иммунитета, вторичные (приобретенные) иммунодефициты.
В этой главе рассмотрены основные этапы развития иммунологии, виды и факторы невосприимчивости к возбудителям инфекционных заболеваний, организация и функции иммунной системы и её расстройства, а также иммунодиагностика, иммунопрофилактика и иммунотерапия инфекционных заболеваний.
Этапы развития иммунологии. Иммунитет. Иммунология
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
История иммуноанализа
Введение
Часть 1. Истоки
1.1. Протоиммунология
1.2. Первые теории приобретённого иммунитета .
1.2.1.Теория изгнания
1.2.2.Теория истощения
1.3. Открытие вакцинации. Работы Э. Дженнера
1.4. Рождение экспериментальной иммунологии. Луи Пастер и Роберт Кох
1.5. Иммунизация и сывороточная терапия. Введение понятий антиген – антитело
1.6. Изучение реакции антиген - антитело. Появление иммунохимии
1.6.1.Теория Эрлиха
1.6.2.Иммунодиагностика
1.6.3.Аутоиммунитет
1.7. Теории клеточного и гуморального иммунитета
1.8. Теории образования антител
1.8.1. Теория боковых цепей Эрлиха
1.8.2. Инструктивные теории образования антител
1.8.3. Селективные теории образования антител
Часть 2. Нобелевские лауреаты в иммунологии
Часть 3. Современная иммунохимия
Литература
Введение
Часть 1. Истоки
1.1. Протоиммунология.
1.2. Первые теории приобретённого иммунитета
. Крупнейшей вехой в зарождении иммунологии явилось открытие во второй половине XVII в. эмпирических методов получения искусственного иммунитета к оспе - вакцинации, инокуляции, вариоляции.
1.2.1. Теории изгнания
1.2.2. Теория истощения.
1.3. Открытие вакцинации. Работы Э. Дженнера.
Идея предотвращения заражения человека натуральной оспой с помощью прививки оспы коров пришла на ум Эдварду Дженнеру под влиянием разговора с пожилой крестьянкой, имевшей кожные высыпания. На вопрос, не больна ли женщина натуральной оспой, та заявила, что этой болезни у неё не может быть, поскольку она уже переболела "коровьей" оспой. Это поразило Дженнера и навело его на мысль о возможности практического использования коровьей оспы в профилактических целях.
За 30 лет Дженнер собрал все случаи заболевания человеком коровьей оспой в округе Глостершир в Англии (где он родился в 1749 году), и изучил клинику болезни. Уже в 1788 году он был убеждён, что вакцина, т.е. содержимое оспенных пустул больных коровьей оспой (от лат. vacca - корова), будучи инокулированной человеку, надёжно защищает его от натуральной оспы и что такая форма искусственного заражения - безвредный способ предотвращения тяжёлой болезни, которой является оспа. Но только через 8 лет Дженнер опубликовал свои выводы. А в 1796 году он провёл первый успешный эксперимент по вакцинации коровьей оспой. Свои результаты Дженнер изложил в статье "Исследование причин и действия коровьей оспы".
Дженнеру принадлежит теоретическое обоснование перекрёстной специфичности человеческой и коровьей оспы и перекрёстного иммунитета.
За открытие вакцинации в 1802 году британский парламент наградил Дженнера премией в
10 000 шиллингов. В 1808 году Дженнер принял участие в создании Национальной программы по вакцинации, которую по праву можно считать первой в истории социальной программой по иммунной профилактике населения.
1.4. Рождение экспериментальной иммунологии. Луи Пастер и Роберт Кох.
1.5. Иммунизация и сывороточная терапия . Введение понятий антиген - антитело .
На протяжении 80-90-х годов прошлого столетия осуществимость профилактической иммунизации была доказана для целого ряда инфекционных заболеваний. Однако попытки применить эти новые иммунологические подходы ко всем болезням принесли во многих случаях отрицательный результат. В частности, некоторые возбудители, позднее названные вирусами и риккетсиями , было невозможно выделить существовавшими тогда методами. В других случаях, как, например, при поражении Treponema pallidium, вызывающей сифилис, хотя возбудитель и мог быть обнаружен при гистопатологическом исследовании, вырастить его на искусственной питательной среде для приготовления вакцины не удавалось. И, наконец, были такие заболевания, как дифтерия и туберкулез, при которых сам возбудитель можно было вырастить и использовать для иммунизации, но это не обеспечивало защиты от инфекции, а иммунизация микробами типа холерного вибриона для профилактики холеры у человека оказалась малопригодной.
Значительный успех был достигнут и 1888 г., когда Эмиль Ру и Александр Йерсен сумели выделить растворимый токсин из надосадочной жидкости культур дифтерийной палочки. Этот токсин при введение экспериментальным животным вызывал всю картину дифтерии; стало очевидным, что по крайней мере иногда болезнь вызывает не сам микроб как таковой, а вырабатываемый им экзотоксин. После этого понадобилось немного времени, чтобы Эмиль фон Беринг (1854 - 1917) и его сотрудник Китасато развили эти наблюдения, и в 1890 г. они сообщили, что после иммунизации дифтерийным или столбнячным токсином в крови животных появляется нечто, способное нейтрализовать или разрушить токсин и тем самым предотвратить заболевание. Антитоксические сыворотки животных вскоре испытали на больных детях. Эффект был поразительным. Дети быстро выздоравливали, особенно если сыворотка вводилась на ранних сроках заболевания. Вещество, которое вызывало обезвреживание токсина, получило название антитоксина, а вскоре для обозначения этого нового класса веществ был введен более общий и менее обязывающий термин - антитело. То, что вызывает образование этих антител стали называть антигеном.
Данные фон Беринга об эффективности терапевтического применения антитоксина сразу же убедили медицинский мир, а всеобщий характер этого явления был подтвержден наблюдениями Пауля Эрлиха (1854 - 1915), который показал, что иммунизация животных токсинами растительного происхождения - рицином и абрином - также приводит к образованию нейтрализующих антитоксинов. Аналогичные токсины стали искать при других инфекционных заболеваниях, но вскоре было установлено, что этот новый терапевтический подход эффективен в основном при двух заболеваниях, для которых он был описан вначале.
Поиск новых и более совершенных вакцин против наиболее важных болезней человека и животных продолжался, хотя разработка часто задерживалась вплоть до выделения и идентификации соответствующего возбудителя или до появления новых методов его культивирования.
1.6. Изучение реакции антиген - антитело. Появление иммунохимии.
1.6.1. Теория Эрлиха
1.6.2. Иммунодиагностика
Уже вскоре после открытия в 1896 г. бактериальной агглютинации стало очевидным, что эта реакция дает в руки бактериолога мощный инструмент исследования. С ее помощью можно не только идентифицировать бактерии и дифференцировать их по агглютинации с соответствующими антисыворотками, но можно исследовать сыворотку больных на способность агглютинировать данный микроб и выяснить, был ли у человека контакт с этим микробом и какова у данного человека степень иммунитета к инфекции. Открытие реакции преципитации еще больше расширило возможности такой оценки, позволив определять антигены и антитела в таких системах, которые содержат растворимые продукты бактерий и даже вещества небактериальной природы. Пожалуй, никто не применил этот метод с такой элегантностью, как Г. Наттолл, который, исследовав специфические и перекрестные реакции антисывороток против сывороток животных и против растворимых белков, продемонстрировал, что иммунология может быть с успехом использована для изучения таксономических взаимоотношений и даже в судебной медицине.
Работы Борде, показавшего что антиэритроцитарные антитела и комплемент могут вызвать иммунный гемолиз , а компоненты реакции поддаются количественному определению, открыли новый подход к диагностике заболеваний. Теперь стало возможным определять в крови больных даже такие антитела, которые неспособны вызывать агглютинацию или преципитацию соответствующих антигенов и таким способом не только выявлять сам факт контакта с возбудителем, но и прослеживать серологически течение болезни. Этот подход блестяще использовал Август фон Вассерман и его сотрудники, разработавшие метод серодиагностики сифилиса в реакции связывания комплемента. Вскоре после этого было предложено еще много других способов применения реакции связывания комплемента для качественного и количественного анализа как антител, так и антигенов.
1.6.3. Аутоиммунитет
Когда в 90-х годах прошлого столетия осознали, что вызвать образование антител можно даже с помощью веществ небактериальной природы типа растительных и сывороточных белков или эритроцитов, то для получения специфических антител стали вводить экспериментальным животным чуть ли не все мыслимые вещества, какие только попадались в руки иммунологам. Животных иммунизировали не только веществами чужеродного происхождения, но также неизменными компонентами своего собственного организма. В ранних работах с введением животному собственной сыворотки и других жидкостей организма неизменно получались отрицательные результаты, и это позволило Эрлиху сформулировать его знаменитое выражение: страх самоотравления, согласно которому по неизвестным причинам организм не способен к иммунному ответу против собственных компонентов. Однако другие исследователи не ограничивались изучением одних только растворимых веществ, и вскоре Илья Мечников (1845 - 1916 гг.) и другие показали, что иммунизация животных их собственными сперматозоидами и клетками многих других органов ведет к образованию антител с цитотоксическими свойствами в отношении вводившихся клеток и часто специфичных к тому органу, из которого получены клетки. Этим было положено начало изучению феноменов аутоаллергии, при которых механизмы протективного иммунитета могут парадоксальным образом обратиться против человека, включаясь в пагубную для него реакцию, направленную против собственных элементов организма.
1.7. Теории клеточного и гуморального иммунитета.
1.8. Теории образования антител
Вначале в термин антитело не вкладывалось какого-то определённого смысла. Этим словом обозначали любое начало, присутствовавшее в иммунной сыворотке и способное нейтрализовать токсины и патогенные бактерии. Однако возможность пассивного переноса иммунитета с помощью сыворотки показала, что антитела должны быть особым веществом, которое каким-то образом возникает в иммунизированном организме. Механизм их образования сразу же явился предметом для теоретических построений и исследований. Вначале возникла вполне правдоподобная версия, что информацию, определяющую специфичность антител, несёт сам антиген, который каким-то образом включается в молекулу антитела и придает ей способность специфически реагировать с другими молекулами антигена, имеющими сходное строение. Эта теория не смогла просуществовать долго, потому что уже ранние количественные исследования показали, что в организме образуется значительно больше антител, чем это может быть обусловлено количеством введенного антигена, а сам процесс образования антител, единожды начавшись, продолжается без дополнительных инъекций антигена. И наконец, в 1897 г. Пауль Эрлих предложил всеобъемлющую теорию образования антител, которая сначала была дополнением к его выдающимся работам по количественному определению дифтерийного токсина и антитоксина, а затем была детально разработана самим Эрлихом и его учениками.
1.8.1. Теория боковых цепей Эрлиха
Эрлих полагал, что антитела представляют собой макромолекулы, специфичность которых для антигена и комплемента зависит от присутствия определенных стереохимических конфигураций, обладающих комплементарностью к аналогичным структурам антигена, что обеспечивает специфическое взаимодействие между ними. По его мнению, антитела - это естественный компонент организма, играющий роль специфического рецептора поверхностной мембраны клеток, где они выполняют в норме такие же физиологические функции, как гипотетические рецепторы для питательных веществ или как рецепторы для лекарственных препаратов, существование которых утверждал Эрлих в своих более поздних теориях химиотерапии. Один из постулатов Эрлиха заключался в том, что антиген специфически отбирает соответствующие антительные рецепторы, отрывающиеся затем от поверхности клеток. Это приводит к конденсаторной гиперпродукции рецепторов, которые накапливаются в крови в виде циркулирующих антител. Блестящая теория, предложенная Эрлихом, оказала глубокое и длительное влияние и - особенно в Германии - определила развитие идей в самых разных областях медицины. Однако в последующие десятилетия в иммунологии произошли два события, бросившие тень сомнения на теорию Эрлиха. Первым из них был целый поток исследований, показавших, что антитела можно получить против огромного количества разнообразных вполне безвредных природных веществ. Кроме того, в двадцатые годы появились, данные Ф. Обермайера и Е. П. Пика , значительно развитые затем Карлом Ландштейнером, согласно которым антитела могут образовываться против почти любого искусственного химического соединения, если его присоединить в качестве гаптена к белку-носителю. После этого стало казаться невероятным, чтобы организм мог вырабатывать специфические антитела против такого огромного количества чужеродных и даже искусственно созданных структур.
1.8.2. Инструктивные теории образования антител
Вполне естественно, что в тот период времени, когда так мало было известно о структуре белков и еще меньше о пути их образования, все были под впечатлением широты иммунологического репертуара и разнообразия химических структур, способных вызвать их образование. Именно это и привлекало внимание к антигену как носителю иммунологической информации. Сложилось убеждение, что именно антиген управляет образованием специфических антител, направляя механизмы белкового синтеза на изготовление тех уникальных молекулярных конфигураций, которые определяют иммунологическую специфичность. Тем или иным способом антиген должен передать новообразованной молекуле белка информацию о своей специфичности, чтобы придать этой молекуле функции антитела. Наиболее известная из этих инструктивных теории, созданная в 1930 г. Ф. Брейнлем и Ф. Гауровицем, утверждала, что антиген играет роль матрицы, которая обеспечивает сборку уникальных аминокислотных последовательностей полипептидной цепи антител. Позднее инструктивная теория была развита Лаинусом Полингом, поддержавшим ее всем авторитетом, которым он пользовался в области физической химий. Утверждалось, что антиген может служить тем шаблоном, на котором происходит свертывание предобразованной полипептидной цепи с возникновением соответствующей третичной конфигурации, заключающей в себе стереохимическую специфичность. В течение нескольких десятилетий подобные теории прямой матрицы пользовались большой популярностью, так как казалось, что они предлагают единственное разумное объяснение тому многообразию антител, которое, как показали Ландштейнер и другие, может образовываться в организме позвоночных.
С точки зрения биолога, теории матрицы обладали значительными недостатками, и именно это привело вирусолога Макфарлейна Бернета к созданию в 1941 г. другого варианта инструкционистской теории. В условиях растущего признания той роли , которую ферменты играют в процессах синтеза и расщепления, Вернет предположил, что функция антигена может заключаться в том, что он стимулирует адаптивную модификацию тех ферментов, которые необходимы для синтеза глобулина, вызывая в результате образование уникальной белковой молекулы с нужной специфичностью. Эта теория адаптивных ферментов имела то преимущество, что с позиций первичной инструктивной роли антигена она объясняла не только широту иммунологического репертуара, но и длительное образование антител и усиленный вторичный иммунный ответ.
С развитием представлений о возможной генетической роли нуклеиновых кислот Вернет и Франк Феннер в 1949 г. модифицировали эту теорию. Они предположили, что антиген может вносить информацию о своей специфической детерминанте прямо в геном. Это приводит затем к образованию непрямой матрицы для специфических антител.
1.8.3. Селективные теории образования антител
Часть 2. Нобелевские лауреаты в иммунологии
Часть 3. Современная иммунохимия.
Читайте также: