Мечников фагоцитоз клеточный иммунитет

Один из самых древних механизмов, обеспечивающих уничтожение опасных микроорганизмов и их токсинов, посторонних включении — это специальные иммунные клетки. Современный подход к изучению которых, как части иммунологической защиты на клеточном уровне, был основан русским биологом Ильей Ильичом Мечниковым. Его вклад — фагоцитарная теория иммунитета — один из важнейших в развитии иммунологии.

Автор

Российский ученый родился в сороковых годах девятнадцатого века в районе Харьковской Губернии. С отличием окончив гимназию, Илья Ильич поступил на физико-математический факультет Харьковского Университета. Делая огромные успехи по учебе, в девятнадцатилетнем возрасте получает диплом об образовании с отличием.

Затем он занимался изучением биологии и зоологии в Германии, Италии. В шестьдесят седьмом году девятнадцатого века получает магистратурную степень, в течение года становится доктором зоологии. Став профессором Университета в Одесской Губернии, вскоре покидает Российскую Империю и отправляется в Италию, где продолжает заниматься своими исследованиями. Вернувшись Одесскую губернию, Мечников организует медицинскую станцию по борьбе с бактериальными инфекциями, проведение первых прививочных компаний.

В восемьдесят седьмом году девятнадцатого века навсегда покидает пределы Российской Империи, вследствие сложившийся политической ситуации, и уезжает во Францию. Умирает на семьдесят втором году, перенеся повторный инфаркт.

Самыми трудами являются исследования:

• Над структурным образованием клеток;
• Эмбрионально-зародышевого развития, где становится автором нового течения биологии — эволюционной эмбрионологии;
• О мерах защиты растений от вредителей;
• В области патологии, которые помогли разработать теорию поглощения чужеродного объекта;
• О пользе иммунопрофилактики в виде вакцинирования;
• По предотвращению старения и последующей смерти;
• О пользе пищи и кисломолочной продукции (Простокваша Мечникова);
• О видах и распространении смертельных заболеваний.

Предложил и доказал теорию фагоцитированных микроорганизмов специальными иммунными клетками, выполняющими защитную и санитарную функции.

Рождение теории фагоцитоза

В своих наблюдениях и изучение биологических реакций ученый множество раз наблюдал процессы борьбы между клетками организма и внешним вредоносным микроорганизмом. Он пришел к выводу, что это иммунологический ответ на возникновение заболеваний. Проводя огромного количество опытов и исследований, определил основу фагоцитарной теории: «блуждающие» клетки начинают окружать чужеродный объект, после чего происходит его поглощение. К «блуждающим» тельцам Мечников отнес:

• макрофоговые тела — лейкоциты гранулярного типа: нейтрофилы, базофилы;
• Микрофаговые тела — лейкоциты подвижного типа: моноциты, эпителиальные тельца.

Защитные и санитарные свойства фагоцитов основаны на:

• Сохранении и очищении организма от токсических веществ, инфекций, продуктов тканевого распада;
• Связывание патогена специфичными рецепторами;
• Синтезировании специальных ферментных и биологически активных веществ для выполнения поглотительной функции.

У многих ученых умов теория иммунитета не полностью вызывала понимание. Так как в этот же период шли успешные доказательства концепции Пастера о химической гуморальной форме. В качестве обоснования Мечников объединил теории в совокупность: обе формы не исключают, а дополняющих друг друга:

• Гуморальная — защита, осуществляемая белковыми антигенами;
• Клеточная — фагоцитарная теория.

Предприняв опытные сложные исследования, Мечников вместе с Луи Пастером развили концепцию о сложном иммунологическом механизме. Таким образом, ученые доказал, что воспалительные реакции, протекающие в организме — это нормальный физиологический процесс, говорящий об начале иммунного ответа: фагоцитарного и гуморального.

Клетки, осуществляющие фагоцитоз

Фагоцитарная теория иммунитета основана на механизме действия клеток, осуществляющих систему фагоцитоза. К таким телам относятся профессиональных и непрофессиональных исполнителей фагоцитоза.

Профессиональные исполнители — это клетки, чьей главной функцией является обеспечение системы фагоцитоза:

• Моноциты — самый активный вид фагоцитов, циркулирующих в периферической крови;
• Макрофаги — клетки, имеющие способность к захвату и перевариванию патогена;
• Дендритные клетки — помогает формировать клеточный и гуморальный виды защиты;
• Тучные клетки — лаброциты и мастоциты;
• Лейкоциты полиморфоядерного типа — тела, имеющие ядра неправильной формы с большим количеством долей. К ним относят:

нейтрофилы — клетки формирующие антибактериальная иммунная система, и эозинофилы — участвуют в уничтожении чужеродного генетического материала.

Непрофессиональные клетки, то есть фагоцитоз для таких телец не является основной задачей, так как они не имеют специфических рецепторов, поэтому выполняют еще и сопутствующие функции, к ним относятся:

• Фибропласты — осуществляют синтез мелкозернистого жидкого вещества внутри клетки;
• Эндотелий — осуществляет обменные процессы между кровью и тканями;
• Эпителии — секретирующие железистые тела.

Все компоненты фагоцитоза находятся в состоянии постоянной боеготовности, так  как в один момент могут быть призваны цитокинами в место проникновения патогена. Цитокины сигнализируют об опасности и помогают передавать информацию между фагоцитарными телами, активизируя «дремлющие» клетки.

Стадии фагоцитоза

Весь процесс фагоцитарной реакции представляет однообразную схему, состоящую из восьми определенных действий:

• Первое — направленность на чужеродный объект. При попадании во внутреннюю среду инородный ген выделяет токсические вещества, чем активирует цитокины, лейкоперины, гистамины — происходит процесс хемотаксиса, благодаря чему идет миграция в очаг инфицирования нейтрофилов, макрофагов;
• Второе — прикрепление рецепторной связкой или адгезия, произведя распознавание чужака с помощью специальных рецепторов лектиноподобного типа: маннозосвязывающие белки, селектин, происходит фиксирование фагоцита на поверхности чужеродного агента или опсонизация, где последняя является фактором, облегчающим присоединение фагоцитарного тела, стимулируя его функции;
• Третье — активизация мембранного действия в виде актин-миозиновой реакции, в результате которой освобождается протеинкиназа типа С, дополнительно поступают внутриклеточные ионы кальция, что говорит о подготовке к поглощению антигена;
• Четвертое — образование цитоплазматического выроста или псевдоподия для обволакивания и полного захвата патогена;
• Пятое — возникновение вауколевой полости или фагосомы, в которой находится генетически чужеродный элемент и часть фагоцитарной мембраны;
• Шестое — процесс сливания вауколевой фагосомы и лизосома, тельца, внутри которых имеется большой уровень ферментных веществ, в результате слияния происходит формирование фаголизосома;
• Седьмое — нейтрализация и переработка патогенной частицы, то есть вредоносный объект погибает под действием ферментов (протеаза, нуклеаза, липаза) и переваривается фагоцитом;
• Восьмое — дегрануляция с выбросом внутреннего содержимого, образовавшегося после уничтожения патогена, тем самым освобождая специфические медиаторы.

При этом, степень выброса продуктов деградации может говорить о:

• Незавершенности фагоцитоза, это связано либо с тем, что для одних болезнетворных микроорганизмов это естественный процесс обеспечения их жизнедеятельности (гонококк, микобактерия), либо со слабостью иммунитета;
• Завершенности — уничтожение патогена.

Механизм действия

Фагоцитарные тельца способны циркулировать по всем внутренним органам и системам. При обнаружении возникшей угрозы, фагоцит, с помощью специфических рецепторов, связывает антиген и начинает его поглощение. Попав внутрь фагоцитарной клетки, патоген нейтрализуется под действием сочетания внутренней фагосомы, лизосомы и ее ферментных веществ. Затем происходит выброс фаголизосом и их гранул и во внеклеточную среду, где начинают функционировать другие иммунные компоненты, образуя очаг воспаления и активируя сосудистую реакцию.

Видео

Более 100 лет назад выдающийся ученый Илья Ильич Мечников писал: «…Пусть те, у кого воинственный пыл никак не остынет, лучше направят его на войну не против людей, а против микробов». Ученый мечтал избавить человечество от болезней и эпидемий.

Илья Ильич Мечников, русский биолог, основоположник эволюционной эмбриологии, создатель фагоцитарной теории иммунитета, уже с ранних лет увлекался естественными науками. Это привело его на естественное отделение Харьковского Университета, которое он закончил с золотой медалью. В дальнейшем он продолжил свое образование в университетах Германии, Италии, Франции. В 1867 году был удостоен премии Петербургской Академии наук имени К. Бэра за работы в области эволюционной эмбриологии, доказывающие единство происхождения позвоночных и беспозвоночных животных. В 1908 году ему была присуждена Нобелевская премия за открытие фагоцитоза и клеточную теорию иммунитета. В течение многих лет он возглавлял Институт Пастера в Париже, занимающийся исследованиями в области биологии, инфекционных заболеваний и вакцин. Открытия Мечникова И. И. носили революционный характер для своего времени и не всегда воспринимались научным сообществом. Илья Ильич внес неоценимый вклад в науку и человечество в следующих направлениях:

— изучение внутриклеточного пищеварения низших животных;

— открытие и детальное изучение клеточного звена иммунитета;

— создание первой русской школы микробиологов, иммунологов и патологов;

— активное участие в создании научно-исследовательских учреждений, разрабатывающих различные формы борьбы с инфекционными заболеваниями.

Фото: Shutterstock.com

Все началось с того, что Мечников заинтересовался вопросом, как организм защищается от вредоносных микроорганизмов. Ответ нашелся неожиданно. Воткнув в тело личинки морской звезды шип розы, ученый наблюдал, как вокруг последнего начинают скапливаться подвижные клетки, которые пытались либо поглотить шип, либо создать защитный слой вокруг него. Мечников назвал эти клетки фагоцитами (от греческого слова «есть»), а само явление – фагоцитозом. Свою теорию фагоцитоза, зародившуюся из наблюдений за морскими микроорганизмами, Мечников развил в систему, объясняющую явления воспаления и иммунитета. Открытие фагоцитоза было положено в основу биологической (фагоцитарной) теории иммунитета. Мечников утверждал, что полноценный иммунитет может быть гарантирован только при полноценности всех реакций фагоцитоза. При выпадении хотя бы одной из фаз фагоцитоза вероятно развитие заболевания.

Вопросы старения занимали значительное место в трудах Мечникова. Он считал, что старость и смерть у человека наступают преждевременно, в результате самоотравления организма микробными и иными ядами. В своей работе «Этюды оптимизма», опубликованной в начале ХХ столетия, И. И. Мечников попытался проанализировать истоки долголетия, как отдельных людей, так и целых народов, и высказал предположение, что существенную часть их рациона составляет кисломолочный продукт – болгарская простокваша. В начале ХХ века был обнаружен особый вид лактобактерий в образцах болгарской простокваши, который был назван Lactobacillus Bulgaricus – болгарская палочка. В своих трудах Мечников стал пропагандировать широкой общественности полезность болгарской простокваши, считая основным средством в борьбе против старения и самоотравления организма болгарскую молочнокислую палочку. Позднее болгарский ученый И. Богданов выделил из болгарского йогурта специальный штамм Lactobacillus Bulgaricus LB-51 tumoronecroticance (в переводе с эсперанто: болгарская палочка LB-51, убивающая опухоли). На основе своего открытия ученый разработал препарат «Бластолизин», который представлял собой  фрагменты гликопептидов.

В начале 1970-х годов И. Богданов обратился в Институт биоорганической химии АН СССР в Москве с предложением о совместной работе по выяснению структуры активных компонентов препарата. Изучение биологической активности «Бластолизина», определение его химической структуры группой ученых под руководством академика В. Т. Иванова привело к идентификации и синтезу обширной серии производных мурамилдипептида. Один из самых активных и безопасных гликопептидов из этой линейки – глюкозаминилмурамилдипептид (ГМДП) был синтезирован в 1989 году к. х. н. Т. М. Андроновой. Именно этот гликопептид лег в основу создания российского препарата Ликопид 1 мг.

Действие Ликопида 1 мг (лекарственная форма ГМДП) в наибольшей степени приближено к процессу естественной иммунорегуляции, так как его действующим началом является структурный фрагмент клеточной стенки тех «нужных иммунитету» бактерий, которые уже присутствуют в организме человека с рождения. Ликопид активирует макрофагально-фагоцитарное, гуморальное и клеточное звенья иммунитета. Ликопид прежде всего воздействует на клетки врожденного иммунитета, который в дальнейшем помогает системе приобретенного иммунитета противостоять воздействию внешних агентов, таким образом усиливая первую линию защиты иммунитета. Фармакологическая активность препарата реализуется посредством связывания его активной основы  ГМДП  с рецептором  NOD-2. Клиническая эффективность Ликопида проявляется  в усилении противоинфекционного иммунитета (антибактериальный, противовирусный, противогрибковый), оказании противовоспалительного действия, усилении противоопухолевого иммунитета. Также Ликопид уменьшает аллергические реакции, обладает адъювантным эффектом, способен оказывать лейкопоэтический эффект.

Препарат может использоваться для профилактики и в комплексной терапии частых заболеваний  ЛОР-органов, для снижения сезонной заболеваемости ОРЗ,  усиливает действие противомикробных препаратов. Отмечается синергизм с противовирусными средствами, показан при герпетических инфекциях.

Лекарственный препарат Ликопид® 1мг, созданный на основе ГМДП, производится в соответствии с требованиями GMP на фармацевтическом предприятии АО «Пептек» и успешно применяется в клинической практике с 1995 года.

ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. НЕОБХОДИМО ПРОКОНСУЛЬТИРОВАТЬСЯ СО СПЕЦИАЛИСТОМ.

Реклама