Теория иммунитета и практика его применения
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.
Человеческий организм окружен микробами, в том числе и патогенными. Микробы, включая и патогенные, находятся в самом организме и притом не только больном, но и здоровом. Инфекционный процесс не исчерпывается действием одного только микроорганизма; более важным и существенным является состояние микроорганизма и его ответная реакция на раздражение, связанное с внедрением возбудителя.
Организм прежде всего обладает рядом неспецифических средств — неспецифический иммунитет, при помощи которых создаются препятствия для возбудителей инфекции на путях их проникновения.
Виды иммунитета
Естественный и искусственный иммунитет
Иммунитет получается в результате воздействия на организм соответствующего антигена. Это воздействие может происходить в условиях:
- «естественных» — при перенесении заболевания или при посредстве скрытого инфицирования (естественный приобретенный иммунитет),
- «искусственных» при введении антигена (искусственный иммунитет).
Каждая из этих форм приобретенного иммунитета в свою очередь подразделяется на:
- пассивную,
- активную.
При активном иммунитете организм при естественном или искусственном попадании антигена вырабатывает самостоятельно невосприимчивость (специфическое повышение барьер-фиксирующей функции к данному микробному началу, выработка антител и пр.). При естественном пассивном иммунитете готовые антитела передаются или при внутриутробном развитии от матери путем плацентарного кровообращения или через молоко матери при грудном вскармливании. При искусственном пассивном иммунитете вводятся готовые антитела в виде иммунной сыворотки специально проиммунизированного для этой цели животного. Пассивный иммунитет держится относительно недолгое время (несколько недель или немного месяцев при врожденном пассивном и около 3 недель при искусственном пассивном). Следовательно, этот вид иммунитета является менее полноценным по сравнению с активным иммунитетом, который нередко сохраняется многие годы.
Неспецифический и специфический иммунитет
Кроме того, специалисты выделяют следующие основные виды иммунитета:
- неспецифический,
- специфический.
Неспецифический иммунитет
Неповрежденные кожные покровы служат, как правило, непреодолимым препятствием для микробов, причем роговой слой с его кислой реакцией обладает способностью освобождаться от многих возбудителей. Слизистые оболочки в некоторой мере также являются значительным препятствием для проникновения микробов. Со слизистой микробы могут удаляться и механическим путем (движение ресничек мерцательного эпителия, смывание слизью, слюной, слезами). Экскреты и секреты сами по себе обладают бактерицидными свойствами: вещество слюны и слез — лизоцим — в разведении в миллион раз лизирует кокков, агглютинирует бактерии и т. п. Аналогичным губительным для микробов действием обладают и другие экскреты и секреты: грудное молоко, желудочный сок, носовой экскрет (разрушение кишечной палочки, нейтрализация вируса полиомиелита).
Ведущую роль среди неспецифических защитных механизмов макроорганизма играет состояние реактивности физиологической системы соединительной ткани, ретикуло-эндотелиальной системы с ее тканевой и барьерфиксирующей функцией и ряд других физиологических барьеров отдельных внутренних органов (гематоэнцефалический, печеночный, кишечный и др.), состояние нервной системы, внутренней секреции, обмена веществ и вообще состояние общей реактивности организма.
Большое влияние на судьбу внедрившегося возбудителя оказывает и характер местной реактивности ткани, ее чувствительности в местном очаге, обезвреживание возбудителя и его ядов в результате воспалительной реакции, окружение его отграниченным воспалительным валом, фиброзной тканью.
Специфический иммунитет
Помимо перечисленных способов неспецифического иммунитета, большое место в борьбе с инфекцией занимает иммунологическое состояние организма — специфический иммунитет, выражающийся в явлениях реактивности, носящих специфический характер и избирательно направленных против определенных видов микробов.
Антигены и антитела
Патогенные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, как чужеродные для организма вещества — раздражители, вызывают со стороны организма биологические реакции различного типа в зависимости от химической структуры и физического строения раздражителя и характера реактивности организма.
Эти раздражители — антигены (микробы, их токсины, белки и клеточные продукты) — обладают способностью при парентеральном введении их в организм проводить к выработке последним «иммунных тел» — антител, строго специфичных в отношении своего антигена. Характерным для антигена является и то, что он обладает способностью вступать в соединения или реакции как вне, так и внутри животного организма с образовавшимся в организме специфическим для него иммунным антителом. В чистом виде антитела не получены, но по своим свойствам они имеют сходство с ферментами, выдерживают нагревание при температуре 56-58°, сохраняют устойчивость в высушенном виде, в сыворотке связаны с глобулиновой фракцией (гамма-глобулинами) и, так же как и ферменты, могут быть обнаружены только по своему действию.
При введении микробных антигенов в организме образуются различные антитела:
- преципитины — осаждающие антиген,
- агглютинины — склеивающие микробы в кучки,
- бактериолизины — растворяющие микробы,
- бактерицидные вещества — убивающие микробы без видимых морфологических их изменений,
- антитоксины — нейтрализующие в определенных количественных соотношениях токсины и др.
Свойства иммунных сывороток (то есть сывороток, содержащих антитела) проявлять свое действие в смысле склеивания, растворения или уничтожения клеточных элементов имеет место не только в отношении микробов, но и к каждой клетке вообще. Так, при введении эритроцитов животного одного вида животному другого вида сыворотка последнего приобретает способность склеивать (гемоагглютинация) и гемолизировать эритроциты первого животного. Вещества, вызывающие гемолиз, называются гемолизинами. Иммунные тела, вызывающие растворение каких бы то ни было клеточных элементов, носят общее название цитолизинов (гемолизины, бактериолизины и т.д.). Процесс лизиса бактерий при воздействии на них иммунной сыворотки требует не только наличия в последней активного начала — бактериолизина (сенсибилизатора — по Борде или амбоцептора — по Эрлиху), но еще и неспецифической составной части свежей сыворотки — алексина или комплемента (нестоек, разрушается при температуре 56-58°).
При введении антигена, в связи с качеством его и в особенности в связи с характером иммунологической реактивности организма, не только имеет место разное содержание и разная концентрация иммунных антител, но и различная потенция к их образованию в дальнейшем или различная, так называемая иммунологическая потенция. Выявленная и невыявленная иммунологическая потенция к определенному микробному антигену и составляет степень строго специфической невосприимчивости или иммунитета по отношению к данному микробу. Выявление характера специфичности иммунной сыворотки дает возможность определять видовую и типовую принадлежность антигена (реакция агглютинации Видаля и т. п.).
Помимо собственно антигенов, иммуногенная специфичность клеточных элементов может в некоторых случаях обусловливаться также наличием в них веществ характера липоидов или полисахаридов («полуантигенов» или «гаптенов»). Гаптены вступают в реакцию с антителами, но, в отличие от антигенов, они вызывают образование иммунных тел только при введении их с белком. Наличие в некоторых микробах гаптенов из группы полисахаридов дает возможность деления этих микробов на серологические типы (пневмококки и др.).
Бактериофаги
К защитным факторам специфического иммунитета надлежит отнести и явление бактериофагии, сводящееся в основном к лизису бактерий под влиянием мельчайших (меньше белковой молекулы) живых организмов по Эреллю или просто специфических ферментов по мнению других авторов. Сущность бактериофагии в основном сводится к лизису бактерий под влиянием бактериофага (in vivo и in vitro). Бактериофаги находятся не только в организме, но и вне его в природных условиях (холерный бактериофаг — в реке Джумны в Индии и т. п.).
Специфический иммунитет — важнейший фактор в борьбе человека с инфекцией, что в основном он является гуморальным (антитоксическим и антибактериальным) и клеточно-тканевым. Вопросы о роли бактериофагии в специфическом иммунитете пока не могут считаться решенными.
Теории иммунитета
Вопрос о происхождении антител не разрешен, и для объяснения причин их образования предложены различные теории. Схематично (условно) можно представить, что под влиянием антигена клетками вырабатываются антитела, которые поступают затем в кровь и сообщают последней специфические свойства, сказывающиеся в обезвреживании поступающих в организм микробов и их продуктов. Подобного рода иммунитет носит название гуморального. Антитела являются показателями иммунитета; бесспорным и вполне ясным является значение в создании невосприимчивости антитоксинов. Иммунитет при токсических инфекциях находится в непосредственной и прямой связи с содержанием антитоксина в крови (нейтрализация интоксикации — гуморальный антитоксический иммунитет). Антитоксин действует только в отношении нейтрализации токсина, но не оказывает прямого вредного действия на развитие и размножение соответствующего микроба. Присутствие остальных антител (или свойств иммунной сыворотки) обусловливает способность иммунной сыворотки оказывать действие на патогенные организмы (бактерицидный иммунитет).
Должно быть признано значение при иммунитете за бактериолизинами и бактерицидными веществами ввиду их губительного действия на микробов. Но косвенное положительное значение, по-видимому, имеют и преципитины (переход в осадок растворенного антигена и тем самым снижение его ядовитых свойств) и агглютинины (благоприятный момент для фагоцитоза). При гуморальном иммунитете специфические иммунные реакции происходят в жидкостях организма, выработка же антител, по-видимому, происходит в клетках, в частности — в ретикуло-эндотелиальной системе.
Фагоцитарная теория иммунитета (Мечников)
Роль клеточных элементов (мезодермального происхождении), помимо выработки антител, сказывается во внутриклеточном поглощении микробов и в их переваривании (фагоцитарная теория иммунитета Мечникова). В фагоцитарном процессе принимают участие преимущественно нейтрофильные гранулоциты, моконуклеары, целый ряд клеток ретикуло-эндотелиальной системы (ретикулярные и эндотелиальные клетки печени, селезенки, лимфатических узлов и костного мозга, соединительнотканные гистиоциты). Самый процесс фагоцитоза связан с химико-токсическим действием вырабатываемых бактериями веществ, понижающих поверхностное натяжение фагоцитов и тем самым вызывающих их движение в сторону очага. Процесс фагоцитоза, по-видимому, протекает по физико-химическим законам аттракции и адсорбции в коллоидальной среде и в зависимости от соотношения электролитов. Значение фагоцитоза в иммунитете твердо установлено, но, с другой стороны, фагоцитоз тесно связан с состоянием гуморального иммунитета (сенсибилизированные антигены, как было указано, легче фагоцитируются). Интенсивность фагоцитарного процесса должна быть поставлена и связь с присутствием особых антител — опсонинов или тропиков. С нарастанием иммунитета увеличивается и опсоническая сила сыворотки.
Роль антител — опсонинов и тропинов — заключается в специфической сенсибилизации бактерий, подготовляющей их к фагоцитозу (опсонины действуют в присутствии комплемента, а тропины — без него).
Тканевая теория иммунитета (Берман)
Клеточная теория иммунитета Мечникова в настоящее время расширяется, превращаясь в тканевую теорию иммунитета (Берман и др.). По данным Бермана, на первом этапе встречи организма с возбудителем иммунитет находит свое проявление не в бактерицидных, а в его барьерфиксирующих свойствах (преимущественно лимфатическая система), при этом величина барьерфиксирующей функции, а следовательно, и антимикробного иммунитета, подлежит количественному изменению (в эксперименте). По Берману, «напряжение барьерфиксирующей функции в условиях нормергии является одним из решающих факторов собственной резистентности организма» и притом «дифференцировано по отношению к отдельным возбудителям и, следовательно, к отдельным инфекционным формам». При иммунизации не только активной, но и пассивной барьерфиксирующая функция резко возрастает (Берман).
При некоторых болезнях (сифилис и др.) иммунитет проявляется при наличии живых микробов в организме (инфекционный или нестерильный иммунитет).
Теория местного иммунитета (Безредка)
Теория и практика местного иммунитета, по Безредка, построены на явлениях, связанных с избирательной способностью локализации микробов в определенных органах и тканях. Безредка считает, что чувствительность органов и тканей к определенному возбудителю зависит от наличия соответствующих чувствительных клеток и что для получения иммунитета всего организма достаточно проиммунизировать только чувствительные органы (кожу при роже и сибирской язве и т. д.). Продукт распада микробных клеток, названный Безредка антивирусом, при местном применении в состоянии «насытить» чувствительность клеток и тем самым привести организм к иммунитету (накладывание на кожу повязок с антивирусом стрептококка при роже, введение per os вакцины дизентерийных палочек и т. п.). Методы иммунизации по Безредка применяются довольно широко, но высказаться в настоящее время об их эффективности не представляется возможным.