Развитие клеточной теории иммунитета
Система защиты организма от чужеродных веществ складывается из гуморального и клеточного иммунитета. Гуморальный направлен на выделение антител, которые присутствуют в плазме крови. Клеточный ответ проявляется только за счёт форменных элементов крови.
Теория
Учёные начали активно изучать иммунитет в конце XIX века. Тогда была сформирована гуморальная и фагоцитарная или клеточная теория иммунитета. На развитие иммунологии в целом повлияли работы Луи Пастера, который экспериментировал с вакцинацией животных. Одновременно с ним работал Эмиль фон Бернинг, который доказал формирование устойчивости к дифтерии и столбняку у людей, получивших кровь переболевших этими заболеваниями пациентов.
Однако научное обоснование иммунитету дал Илья Мечников, который считается создателем фагоцитарной теории иммунитета. Он обнаружил в крови фагоциты, поглощающие чужеродные объекты. Это главные защитники организма, реагирующие первыми на внешние раздражители.
Рис. 1. Илья Мечников.
Клеточный иммунитет – часть адаптивного или приобретённого иммунитета. Лейкоциты в процессе жизни учатся, сталкиваясь с различными бактериями, вирусами и другими чужеродными объектами, вырабатывая специфические иммунные ответы.
Клетки
Основную функцию иммунитета выполняют специальные клетки крови – лейкоциты. Они различаются внешним видом и функциональностью.
Выделяют две функциональные группы:
- фагоциты;
- лимфоциты.
Фагоциты отличаются большими размерами и подвижностью. К ним относятся нейтрофилы, моноциты, макрофаги. Они составляют неспецифический иммунитет, т.е. отвечают на действие любого возбудителя. На поверхности фагоциты имеют рецепторы, которые распознают чужеродные объекты.
Рис. 2. Фагоциты.
Фагоциты поглощают и переваривают не только бактерии и вирусы, но и любые частицы – обрывки клеточных структур, твёрдые продукты метаболизма, старые клетки и т.д. Их количество резко повышается в месте заражения. Переполненные фагоциты разрываются и погибают, а их частицы поглощают новые фагоциты. Гной – это большое скопление мёртвых фагоцитов в одном месте.
ТОП-4 статьикоторые читают вместе с этой
При попадании инфекции в кровь на помощь фагоцитам приходят лимфоциты, составляющие специфический иммунитет. Они обучаются в тимусе – вилочковой железе. В результате в кровь попадает три вида специализированных лимфоцитов:
- Т-хэлперы, распознающие антиген и сообщающие другим лимфоцитам о проникновении чужеродных веществ;
- Т-киллеры или цитотоксические T-лимфоциты, уничтожающие определённые антигены посредством лизиса – растворения микроорганизмов;
- Т-супрессоры, останавливающие ответную реакцию в случае прекращения действия антигена.
Рис. 3. Лимфоциты.
Отдельно выделяют NK-лимфоциты или естественные киллеры. Их действия схожи с функциями Т-киллеров, но направлены не на внешние антигены, а на внутренние. Под их прицел попадают любые отличающиеся от нормальных клетки, например, раковые.
Естественные киллеры выделяют белок перфорин, который создаёт в клеточной мембране поры. Через образовавшиеся поры в клетку проникают выделяемые NK-лимфоцитами ферменты – протеазы. Они провоцируют лизис или апоптоз – самоуничтожение клетки.
Большая часть лейкоцитов вырабатывается в костном мозге. В отличие от других клеток крови они имеют ядро и могут выходить за пределы кровяного русла в межклеточное пространство.
Что мы узнали?
Основу изучения клеточного иммунитета заложил Илья Мечников, обнаружив фагоциты, поглощающие вредные и инородные вещества. Вместе с фагоцитами с заражением борются лимфоциты, которые различаются специализацией. Их действия направлены на распознавание чужеродного объекта и его уничтожение посредством лизиса или апоптоза. Клеточный иммунитет развивается в течение жизни.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.5. Всего получено оценок: 155.
Процесс становления и развития науки об иммунитете сопровождался созданием разного рода теорий, которые заложили основу науки. Теоретические учения выступали в качестве объяснений сложных механизмов и процессов внутренней среды человека. Рассмотреть основные концепции иммунной системы, а также ознакомиться с их основоположниками поможет представленная публикация.
Что такое теория иммунитета?
Теория иммунитета — представляет собой учение, обобщенное экспериментальными исследованиями, в основе которого лежали принципы и механизмы действия иммунной защиты в организме человека.
Основные теории иммунитета
Теории иммунитета создали и развили на протяжении долгого периода времени И.И. Мечников и П. Эрлих. Основоположники концепций заложили основу развития науки об иммунитете — иммунологии. Рассмотреть принципы развития науки и особенности помогут основные теоретические учения.
Основные теории иммунитета:
- Основополагающей концепцией в процессе развития иммунологии выступила теория российского ученого Мечникова И.И. В 1883 году представитель российского научного сообщества предложил концепцию согласно которой во внутренней среде человека присутствуют подвижные клеточные элементы. Они способны заглатывать всем телом и переваривать чужеродные микроорганизмы. Клетки получили название — макрофаги и нейтрофилы.
- Родоначальником теории иммунитета, которая была разработана параллельно с теоретическим учением Мечникова стала концепция немецкого ученого П. Эрлиха. Согласно учению П. Эрлиха, было установлено, что в крови зараженных бактериями животных, появляются микроэлементы, уничтожающие инородные частицы. Белковые вещества получили название — антитела. Характерной особенностью антител является их направленность на сопротивление конкретному микробу.
- Учение М. Ф. Бернета. В основе его теории лежало предположение, что иммунитет представляет собой реакцию антител, направленную на распознание и разделение своих и опасных микроэлементов. Выступает в качестве создателя клонально — селекционной теории иммунной защиты. В соответствии с представленной концепцией один клон лимфоцитов реагирует на один определенный микроэлемент. Обозначенная теория иммунитета была доказана и в результате было выявлено, что иммунная реакция действует в отношении любых чужеродных организмов (трансплантат, опухоль).
- Инструктивная теория иммунитета датой создания считается 1930 год. Основоположниками выступили Ф. Брейнль и Ф. Гауровиц. Согласно концепции ученых, антиген является местом для соединения антител. Антиген также является ключевым элементом иммунного ответа.
- Теория иммунитет была разработана также М. Гейдельбергом и Л. Полингом. Согласно представленному учению образуются соединения из антител и антигенов в виде решетки. Создание решетки будет возможно только при наличии в молекуле антитела три детерминанта для молекулы антигена.
- Концепция иммунитета на основе которой была разработана теория естественного отбора Н. Ерне. Основоположник теоретического учения предположил, что в организме человека присутствует молекулы комплиментарные чужеродным микроорганизмам, которые попадают во внутреннюю среду человека. Антиген не осуществляет соединение и не изменяет существующие молекулы. Он контактирует с соответствующим ему антителом в крови или клетке и объединяется с ним.
Представленные теории иммунитета заложили основу иммунологии и позволили ученым выработать исторически сложившиеся взгляды относительно функционирования иммунной системы человека.
Клеточная
Основоположником клеточной (фагоцитарной) теории иммунитета выступает российский ученый И. Мечников. Изучая морских беспозвоночных ученый установил, что некоторые клеточные элементы поглощают чужеродные частицы, проникающие во внутреннюю среду. Заслуга Мечникова заключается в проведении аналогии между наблюдаемым процессом с участием беспозвоночных и процессом поглощения белыми клеточными элементами крови позвоночных субъектов. В результате исследователь выдвинул мнение согласно которому процесс поглощения выступает в качестве защитной реакции организма, сопровождающейся воспалением. В результате проведенного эксперимента была выдвинута теория клеточного иммунитета.
Клетки, осуществляющие защитные функции в организме, получили название фагоциты.
Отличительные особенности фагоцитов:
- Осуществление защитных функций и вывод токсичных веществ из организма;
- Представление антигенов на мембране клетки;
- Выделение химического вещества из других биологических веществ.
Механизм действия клеточного иммунитета:
- В клеточных элементах происходит процесс прикрепления молекул фагоцитов к бактериям и вирусным частицам. Представленный процесс способствует ликвидации чужеродных элементов;
- Эндоцитоз оказывает влияние на создание фагоцитарной вакуоли — фагосомы. Гранулы макрофагов и азурофильные и специфические гранулы нейтрофила перемещаются к фагосоме, и объединяются с ней, выделяя свое содержимое в ткань фагосомы;
- В процессе поглощения усиливаются генерирующие механизмы — специфический гликолиз и окислительное фосфорилирование в макрофагах.
Гуморальная
Родоначальником гуморальной теории иммунитета выступил немецкий исследователь П. Эрлих. Ученый утверждал, что уничтожение чужеродных элементов из внутренней среды человека является возможным только с помощью защитных механизмов крови. Полученные выводы были представлены в единой теории гуморального иммунитета.
По мнению автора в основе гуморального иммунитета лежит принцип уничтожения чужеродных элементов через жидкости внутренней среды (через кровь). Вещества, которые осуществляют процесс ликвидации вирусов и бактерий, подразделяют на две группы — специфические и неспецифические.
Неспецифические факторы иммунной системы представляют собой полученную по наследству устойчивость человеческого организма к заболеваниям. Неспецифические антитела универсальны и оказывают воздействие на все группы опасных микроорганизмов.
Специфические факторы иммунной системы (белковые элементы). Они создаются В — лимфоцитами, которые образуют антитела, распознающие и уничтожающие инородные частицы. Особенностью процесса является формирование иммунной памяти, которая препятствует вторжению вирусов и бактерий в будущем.
Получить более подробную информацию по данному вопросу можно по ссылке
Заслуга исследователя заключается в установлении факта передачи антител по наследству с молоком матери. В результате формируется пассивная иммунная система. Продолжительность ее действия составляет полгода. После иммунная система ребенка начинает самостоятельно функционировать и вырабатывать собственные клеточные элементы защиты.
Ознакомиться с факторами и механизмами действия гуморального иммунитета можно тут
Автор материала — Самолетова Даная Яковлевна, эндокринолог и терапевт, кандидат медицинских наук. Имеет более 10 лет опыта работы с пациентами. Узнайте здесь, как попасть к ней на прием (город Уфа, РФ) или получить консультацию через Интернет. Не принимайте сильнодействующие лекарства по своей инициативе. Это опасно! Не пытайтесь заменить лечение, назначенное врачом, приемом БАДов.
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
Механизмы иммунитета:
механизм клеточного иммунитета (фагоцитоза);
механизм гуморального иммунитета (образование комплекса антиген-антитело)
Фагоцитоз
В конце XIX века русский биолог И. И. Мечников в период своей работы в Институте Пастера (Париж) занимался изучением роли клеток в осуществлении иммунных реакция.
Фагоцитоз, процесс поглощения чужеродного материала, является защитной реакцией, для которой не требуется специфичности, характерной для синтеза антител. С точки зрения эволюции, это — самый древний механизм защиты, присущий всем живым организмам, начиная с простейших.
Мечников изучал фагоцитоз на морских беспозвоночных (губках и кишечнополостных), наблюдая, как подвижные амёбовидные клетки поглощают частицы угля, попавшие в организм.
Оказалось, что открытое И. И. Мечниковым явление свойственно и человеку. Именно фагоцитоз и осуществляющие его клетки иммунной системы — нейтрофилы и Т-лимфоциты — осуществляют клеточный неспецифический иммунитет.
Фагоциты способны связывать микроорганизмы и антигены на своей поверхности, а затем поглощать и уничтожать их. Эта функция основана на простых механизмах распознавания, позволяющих связывать самые разнообразные микробные продукты, и относится к проявлениям врождённого иммунитета (рис. 1).
Рис. 1. Механизм клеточного иммунитета
Механизм воспалительной реакции
Клетки крови и соединительной ткани участвуют в защитной неспецифической реакции на любое повреждение или внедрение инородного тела. В данной иммунной реакции участвуют тучные клетки (тканевые базофилы).
Они выделяют гистамин и гепарин, которые вызывают повышение проницаемости стенки капилляров. Расширяются капилляры, усиливается кровоток (гиперемия).
Лейкоцитарная фаза воспалительной реакции. Нейтрофилы в большом количестве выходят из кровеносных сосудов в зону повреждения. Они образуют вокруг инородного тела лейкоцитарый вал (через 5-6 часов). Нейтрофилы фагоцитируют микроорганизмы, токсические вещества и быстро погибают.
Макрофагическая фаза воспалительной реакции. Моноциты выходят из кровеносных сосудов в зону повреждения — в ткань и превращаются в макрофаги. Образовавшиеся макрофаги мигрируют в зону вала и там фагоцитируют разрушенные, погибшие клетки, инородные частицы и погибших нейтрофилов.
Фибробластическая фаза воспалительной реакции. Фибробласты (клетки соединительной ткани) активно деляться в зоне воспаления. Они образуют коллагеновые волокна, которые выталкивают инородное тело на поверхность, или формируют вокруг него соединительнотканную капсулу, отграничивающую его от окружающей ткани.
Механизм гуморального иммунитета
В настоящее время известно, что B-лимфоциты программируются в кроветворной (миелоидной) ткани костного мозга, а T-лимфоциты — в корковом веществе тимуса. В процессе программирования на плазмалемме появляются белки-рецепторы, комплементарные определенному антигену. Связывание данного антигена с рецептором вызывает каскад реакций, которые приводят к пролиферации (делению) данной клетки и образованию множества потомков, реагирующих только с данным антигеном. Одним из важнейших свойств иммунной системы является иммунологическая память.
Гуморальный иммунитет состоит из следующей цепочки реакций:
В-лимфоцит распознает поверхностными рецепторами специфические антигены (определенные бактерии, вирусы и т. п.).
При участии Т-лимфоцита-хелпера В-лимфоцит преобразуется в плазматическую клетку (плазмоцит) и клетку памяти (рис. 2).
Клетка памяти при повторном вторжении данного антигена будет вызывать очень мощный вторичный иммунный ответ, противостоящий повторному заболеванию.
Плазмоцит несет на клеточной мембране антигенспецифичные рецепторы, которые при контакте с конкретным антигеном превращаются в антитела.
Антитела специфично контактируют с антигеном, образуя комплекс антиген-антитело (иммунный комплекс).
Далее возможно несколько вариантов событий:
дезактивация антигенов (например, лишение бактерий подвижности, растворение клеточной стенки бактерии и т. п.);
слипание антигенов;
осаждение растворимых антигенов (если комплекс антиген-антитело нерастворим);
изменение конформации антигена и потеря его химической активности (например, обезвреживание токсинов);
привлечение фагоцитов для поглощения антигенов.
Рис. 2. Механизм гуморального иммунитета
Для реализации иммунного ответа недостаточно лишь Т- и В-лимфоцитов. Согласно современной трехклеточной схеме кооперации образование антител осуществляется благодаря совместной функции макрофага, T- и B- лимфоцитов. При этом макрофаг передает антиген В-лимфоциту, но лишь после воздействия T-хелперного фактора лимфоцит начинает размножаться и дифференцироваться в плазматическую клетку.