Три научных и практических проблемы иммунитета

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

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

Иммунная система остается одной из самых неизученных в нашем организме. Например, при огромном количестве аутоиммунных заболеваний ученые до сих пор не могут понять механизм их возникновения и не всегда знают, как лечить такие недуги. 

Мы подобрали самые интересные исследования об иммунитете за последние пять лет. Некоторые из них точно вас удивят.

Что влияет на наш иммунитет

На наш иммунитет оказывает влияние множество факторов. Иногда – крайне непредсказуемые. Так, исследователи из Бельгии, проанализировав показатели почти 700 здоровых людей, обнаружили: иммунитеты людей, которые живут вместе, удивительно похожи. Каким же окажется эффект от такого взаимного приспособления, зависит от ряда причин: диеты, режима дня, перенесенных заболеваний и пр.

Пару лет назад ученые обнаружили другую необычную закономерность: иммунитет становится слабее в космосе. Пока непонятно, почему наши защитные механизмы менее эффективны за пределами орбиты Земли. Однако известно, что, во-первых, после возращения домой иммунитет астронавтов восстанавливается. А во-вторых, то, что некоторые изменения происходят из-за воздействия невесомости. Также возможной причиной называют космическое излучение. В прошлом году для подробного изучения этой проблемы ученые отправили в космос мышей. В ходе эксперимента оказалось, что у грызунов ухудшилось производство B-лимфоцитов, которые отвечают за производство антител. Негативный эффект длился еще неделю после возращения животных на Землю.

Существует множество факторов, ослабляющих иммунитет. Например, комары, оставаясь самыми смертельными животными на планете, опасны не только вирусами, которые они распространяют, но и фактом самого укуса. Слюна насекомого может вызвать неожиданные иммунные реакции. А в 2016 году ученые заявили, что подавляющее воздействие на защитные механизмы оказывают электронные сигареты. Интересно, что еще больше усиливает этот эффект ароматизатор корицы.

Иммунитет и другие системы организма

В 2015 году ученые из Виргинского университета обнаружили физическую связь между кровоснабжением мозга и иммунной системой. Обоснованные догадки об этом были и раньше. Но в течение десятилетий исследователи предполагали, что лимфатическая система заканчивается за пределами мозга. Открытие американских ученых укрепило мост между нейронаукой и иммунологией и заставило переписать учебники: лимфатические сосуды дополняют кровеносные, несущие иммунные клетки по всему телу.

Ученые из Виргинского университета продолжили изучать обнаруженную связь, сделав в этот раз упор на психологию поведения. В 2016 году они сделали заявление о том, что часть нашей личности может быть продиктована иммунной системой. Так, гамма-интерферон связали с социальной активностью. В ходе эксперимента мыши без этого белка, несмотря на свою природную коммуникабельность, меньше общались с сородичами. После же возвращения гаммы-интерферона в иммунную систему поведение грызунов становилось прежним. Одно из возможных объяснений такой взаимосвязи – во время общения с другими индивидами есть большая вероятность подхватить какое-либо заболевание, поэтому иммунная система активизируется. Когда же защитный механизм нарушен, то и коммуникабельность снижается во избежание рисков заражения.

Кстати, в экспериментах генетика и иммунолога Джошуа Милнера, старшего научного сотрудника Национального института здравоохранения США была подмечена еще одна интересная особенность. Если упомянутый гамма-интерферон участвует в создании специфического иммунного ответа против тяжелых инфекций, вызванных вирусами, бактериями и грибами, то другая молекула – интерлейкин 4 помогает увеличить выработку иммунных клеток, которые борются с паразитами. Наш организм достаточно экономно обращается с ресурсами, поэтому когда интерлейкин 4 «запускается в производство», сокращается выработка гамма-интерферона, и наоборот. И если вторая молекула, как мы уже знаем, имеет устойчивую связь с социальной активностью, то первая – с остротой ума.

Есть косвенные подтверждения этой взаимозависимости. Например, в 2017 году ученые заявили, что люди с IQ выше среднего, как правило, имеют проблемы со здоровой общительностью и больше страдают от аллергий (интерлейкин 4 как раз является основной причиной возникновения аллергических реакций).

Использование иммунной системы в лечении

Стоит заметить, что и раньше исследователи связывали иммунную систему с психическим здоровьем. Так, в 2013 году активно изучалось, как влияет иммунитет на развитие обсессивно-компульсивного расстройства (ОКР) и болезни Альцгеймера. Установление этой связи побудило ученых предложить внутривенные иммуноглобулины в качестве лечения или замедления недугов. А через несколько лет медики разработали экспериментальную вакцину, которая манипулирует иммунной системой, чтобы снизить развитие тревоги и страха, возникающих из-за посттравматического стресса.

За последние годы улучшилось понимание иммунной системы. Так, в 2017 году международный консорциум ученых задался целью показать, из чего действительно сделан человеческий организм. Исследователи начали работу по созданию Атласа клеток человека – первой всеобъемлющей карты 37,2 триллиона клеток человеческого тела. Первой на очереди была как раз иммунная система. Сейчас генетический профайл более полумиллиона человеческих иммунных клеток доступен для скачивания онлайн (его объем – 1,3 терабайта).

Подобные этому исследования и новые технологии помогают ученым развивать различные направления иммунологии. Так, ученые из Университета Темпл использовали инструмент редактирования генов CRISPR / Cas9, чтобы очистить инфицированные иммунные клетки пациента от ДНК с ВИЧ. На эксперимент у биологов ушло всего 2 недели. Это достижение может стать следующим шагом в лечении СПИДа и других ретровирусов.

Лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине в прошлом году стали Тасуку Хондзё и Джеймс Эллисон за разработки в области терапии рака путем активации иммунного ответа.Справедливости ради, нужно сказать, что активные дискуссии об этом ведутся давно. Но раньше ученые делали акцент на адаптивном ответе иммунной системы, сейчас же они переключились на использование врожденного ответа, ведь наш организм имеет встроенную защиту против новообразований. Именно об этом идет речь в одной из последних статей Scientific American.

Активизировать иммунитет

В 2015 году ученые из Университета Калифорнии разработали технологию, которая позволяет размещать на болезнетворных бактериях специальные «маячки». Они должны служить сигналом иммунной системе о необходимости уничтожить вредоносный организм. Такой способ лечения может стать альтернативой антибиотикам.

В следующем году после этого открытия другие американские ученые предложили свой эффективный способ иммунизации. Они экспериментально доказали, что создание вакцины против новой инфекции может занимать всего неделю. Для этого исследователи использовали наночастицы и РНК патогена.

И все-таки в обычной жизни также есть немало способов укрепить свою иммунную систему. Например, один из приятных – употреблять горький шоколад с содержанием какао не менее 70 %. Удивительно, но запустить иммунную систему может вид больного человека. Посмотрите на чихающего соседа или картинку с неизвестной сыпью – и, возможно, ваш организм включит защитные механизмы.

Наслаждайтесь жизнью и не болейте, ведь в 2016 году израильские ученые пришли к выводу, что стимуляция центра удовольствия может усиливать иммунитет.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.