Імунологічний період в історії мікробіології

ПЛАН

1. Імунна система та її вивчення в мікробіології

2. Гуморальна теорія імунітету

3. Внесок Мечникова І.І. в імунологічний період розвитку в історії мікробіології

Висновки

Використана література

1. Імунна система та її вивчення в мікробіології

Імунна система - спеціальна система захисту організму від чужорідних речовин і мікроорганізмів, що викликають захворювання. Вона представлена лімфоїдною тканиною і виконує функції спеціального нагляду, тобто розпізнає чужорідні речовини, генетично далекі макроорганізму. Чужорідні агенти, що попадають у наш організм, називаються «антигенами». До них відносяться речовини білкової природи; сполуки білків ліпідів і полісахаридів, мікроби і їхні токсини; віруси і т.д. А несприйнятливість організму до чужорідних речовин (антигенам) називається «імунітетом» (від лат. іmmunitas — звільнення, рятування від чого-небудь).

Імунний нагляд відіграє важливу роль у нормальному функціонуванні організму, охороняє від різних хвороб інфекційної і неінфекційної природи.

У джерел імунології також стоїть Л.Пастер (перший етап розвитку імунології), який подарував світу можливість профілактики інфекційних захворювань - вакцини (початок інфекційної імунології ).

Після видатних відкриттів Дженнера і Пастера, імунологія із самого початку являла собою одну з найбільше багатообіцяючих і складних біологічних дисциплін. Спочатку імунологія розвивалася як наука, що вивчає генез і профілактику інфекційних захворювань, як новий терапевтичний підхід до попередженню інфекційних захворювань.

Вчення про імунітет одержало бурхливий розвиток після того, як учені довідалися про фагоцитарну активність лейкоцитів (І.І.Мечников) і про утворення в організмі антитіл різних класів проти антигенів.

Е.Берінг і П.Ерліх, які заклали основу гуморального імунітету (відкриття - антитіл).

Було встановлено, що поряд з ендокринною, серцево-судинною, травною й іншою системами в організмі тварин і людини існує і самостійна імунна система.

Хоча ще в середині століття було відомо про те, що людина, перехворіла віспою, не занедужує нею 2-ий раз, тільки Дженер у кінці 18 століття довів це експериментально. Пастер поширив це положення на інші інфекції тільки через 80 років, але перша прийнятна теорія імунітету була сформульована Еріхом ще пізніше - у 1900р.

З відкриття в крові антитіл - захисних гуморальних речовин почався другий етап розвитку імунології (гуморальної імунології).

Вивченням функціонування імунної системи, а також розробкою засобів і методів імунологічної діагностики, профілактики і лікування інфекційних і неінфекційних хвороб займається імунологія — наука про імунітет. Імунологія як наука сформувалася лише наприкінці XIX ст. Основоположниками її можна вважати І.І. Мечникова, Л. Пастера і П. Ерліха. Власне із зародження науки імунології і пов’язаний імунологічний період в мікробіології.

До 1885 р. у вивченні імунітету визначалися два конкуруючі напрями. Перший очолював 1.1.Мечников. Він розвивав теорію клітинного імунітету і розглядав фагоцитоз як основний фактор захисту організму від інфекції. Представником другого напряму був П.Ерліх, який вважав, що основним захисним механізмом від інфекцій є гуморальні фактори сироватки крові. Інтенсивні дослідження цієї важливої проблеми ще до кінця XIX ст. показали, що ці дві точки зору не є протилежними, а доповнюють одна одну. В 1908 р. Т.І.Мечников і П.Ерліх за розробку вчення про імунітет були удостоєні Нобелівської премії.

Тепер наука імунологія вивчає широке коло біологічних явищ: механізми захисту від інфекцій, пухлин, встановлення генетичних зв'язків між тваринами і рослинами, питання імуногенетики, імуногематології, імуногістохімії, імунодіагностики, імунотерапії, імунопрофілактики тощо. Знання з галузі сучасної імунології останніми роками значно розширились і переросли рамки старої класичної імунології, що була визначена її засновниками як наука про несприйнятливість організму до інфекції.

Нині особливо інтенсивного розвитку набула молекулярна імунологія, яка вивчає хімічні, біохімічні і молекулярно-біологічні основи реакцій імунітету. Вона стала однією з провідних галузей сучасної біології.

Ґрунтуючись на досягненнях імунології, акад. Р. В. Петров (1982) дав визначення імунітету як способу захисту організму від живих тіл і речовин, які несуть на собі ознаки генетичної чужорідності. Ознаки роботи чужорідного генома несуть бактерії, віруси, найпростіші, черви, білки, тканини, змінені аутоантигени (в тому числі ракові).

Головним завданням імунітету є знищення клітин, що генетичне відрізняються від власних, нехай то буде чужа клітина чи клітина свого тіла, яка змінилася генетичне.

2. Гуморальна теорія імунітету

На початку 20 століття Ерліх розробив гуморальну теорію імунітету, відповідно до якої головним захисним фактором є антитіла. У 1902р. Richet, Portier відкривають феномен анафілаксії, у 1903р. Артюсом - феномен Артюса (імунокомплексна патологія).Період з 1910 по 1940р. був періодом серології. У цей час було сформульоване положення про спеццифичности і про те, що АТ є природними, високоваріабельними глобулінами. Більшу роль тут зіграли роботи Ландштейнера, який прийшов до висновку, що специфічність АТ не є абсолютною.

З 1905 з'явилися роботи (Саrrеl, Guthrie) по трансплантації органів. У 1930р. К.Ландштейнер відкриває групи крові ( антигени). Невдачі в трансплантології одержали пояснення в 1945р., коли П.Медавар показав, що в основі відторгнення генетично чужорідних тканин лежать ті ж механізми, що й у протиінфекційному імунітеті. Відбулося нове осмислення функцій іммунної системи /ІС/: імунна система стала як деякий "страж порядку", що несе відповідальність за генетичну сталість організму.

3. Внесок Мечникова І.І. в імунологічний період розвитку в історії мікробіології

І.І.Мечников розрізняв низку стадій фагоцитарного процесу, яких тепер виділяють п'ять: 1) наближення фагоцита до мікроба; 2) поглинання мікроба; 3) утворення фагосоми і злиття з лізосомою; 4) внутрішньоклітинна інактивація мікроба; 5) ферментативне перетравлення збудника і видалення його решток. При завершеному фагоцитозі відбувається злиття вакуолі з лізосомами клітини, які містять активні протеолітичні ферменти.

У 1883 р. Мечников дійшов висновку, що несприйнятливість організму до деяких інфекційних захворювань (імунітет) забезпечується фагоцитарною активністю лейкоцитів.

Про це відкриття в його автобіографії ми читаємо: “В чудовій обстановці Мессінської затоки, відпочиваючи від університетських тривог, я з пристрастю віддався праці. Одного разу, коли вся родина пішла до цирку дивитись якихось дивних дресированих мавп і я залишився сам над своїм мікроскопом, спостерігаючи за життям рухливих клітин у прозорої личинки морської зірки, мені відразу сяйнув новий здогад. Мені стало на думку, що подібні клітини в організмі мають протидіяти шкідливим факторам. Почуваючи, що тут криється щось особливо цікаве, я до того схвилювався, що почав ходити по кімнаті і навіть вийшов на берег моря, щоб зібратися з думками. Я сказав собі, що коли моє припущення справедливе, то скалка, вставлена в тіло морської зірки, яка не має ні судинної, ні нервової системи, має за короткий час бути оточена рухливими клітинами, що скупчуються навколо неї, подібно до того, як це спостерігається в людини, яка загнала скалку в палець. Сказано – зроблено. В маленькому садку, коло нашого будинку, я зірвав кілька трояндових колючок і відразу вставив їх під шкіру личинок морської зірки. Звичайно, я всю ніч хвилювався, чекаючи результатів, і наступного дня рано-вранці з радістю констатував, що дослід удався. Цей останній і став основою теорії фагоцитів, опрацюванню якої були присвячені наступні 25 р. мого життя”.

За дослідження фагоцитозу в 1908 р. І. І. Мечникову було присуджено Нобелівську премію. Пізніше було встановлено, що захисні властивості крові зумовлені не лише фагоцитарною функцією лейкоцитів, а й здатністю деяких видів лейкоцитів утворювати антитіла у відповідь на проникнення в організм збудників захворювання. Отже, за своєю природою імунітет може бути клітинним (фагоцитоз) і гуморальним (антитіла).

Висновки

Імунітет (лат. immunitas — звільнення) — прояв спрямованих на збереження сталості внутрішнього середовища захисних реакцій організму проти генетичне чужорідних речовин (антигенів).

Якщо антигенами є мікроорганізми або токсини, розвивається інфекційний, або антитоксичний, імунітет; при пересаджуванні чужорідних клітин, тканин і органів — трансплантаційний імунітет; у відповідь на виникнення пухлин — протипухлинний імунітет тощо.

Багатьма іншими вченими було досліджено, що при деяких інфекційних захворюваннях (туберкульоз, черевний тиф, мікози тощо) може спостерігатися незавершений фагоцитоз, при якому збудники інфекції поглинаються фагоцитами, але не гинуть і не перетравлюються, а в окремих випадках навіть розмножуються. Описано і виштовхування фагоцитованих мікробів (наприклад стафілококів). Фагоцитоз більш енергійно відбувається в імунному організмі, ніж в неімунному. Макрофаги, які здійснюють фагоцитоз, беруть участь в імунологічних реакціях. Доведено рефлекторне активування фагоцитозу і його регуляцію за допомогою медіаторів, що свідчить про роль нервової системи у фагоцитозі. Однак є чимало даних про те, що в людини і вищих тварин нервова система — це апарат інших механізмів захисту, які не зв'язані з фагоцитозом.

У захисних реакціях організму певну роль відіграє так зване явище інтерференції (взаємне посилення або послаблення) дії бактерій. Наприклад, доведено, що при зараженні тварин збудниками бруцельозу у них розвивається несприйнятливість до бацил сибірки.Розрізняють антибактеріальну і антитоксичну, противірусну і протипаразитарну форми імунітету (залежно від того, проти яких агентів спрямовані захисні сили організму). Однак слід мати на увазі, що абсолютно автономних форм імунітету не існує, всі вони взаємозв'язані і виявляють свою дію в організмі за участю всіх його систем.

При інфекційних захворюваннях, збудниками яких є патогенні бактерії, формується антибактеріальний імунітет. У крові і лімфоїдномакрофагальній системі бактерії зазнають дії клітинних і гуморальних факторів. Стан несприйнятливості, при якому організм повністю звільняється від патогена, дістав назву стерильного імунітету. При туберкульозі та інших інфекціях, які мають тривалий перебіг, відносна несприйнятливість збігається на певний проміжок часу з наявністю в організмі збудників інфекції. Такий імунітет називають нестерильним.

Імунітет, який виробляється в організмі у відповідь на виділення екзотоксинів патогенними мікробами, називається антитоксичним. Отже, в процесі еволюції захисних реакцій організм виробив здатність знешкоджувати не тільки мікробів, а й їхні отрути — токсини.

При вірусних інфекціях організм всі свої захисні сили спрямовує на знешкодження вірусу і нейтралізацію його токсинів. Противірусні захисні реакції організму поділяються на неспецифічні і специфічні. Складовою частиною перших є інтерферон — індуцибельний білок, відкритий у 1957 р. Він витримує низькі температури, нагрівання і ультрафіолетове опромінення, не втрачає активності при дії кислот і лугів, не токсичний, утворюється системою лімфощних органів і клітин. Інтерферони синтезуються іп УІІТО та іп УІУО у відповідь на дію природних (віруси, ендотоксини, внутрішньоклітинні паразити) і синтетичних (високо-і низькомолекулярних) індукторів. Інтерферон діє на внутрішньоклітинні етапи репродукції широкого кола РНК і ДНК-вмісних вірусів, пригнічуючи трансляцію вірусних інформаційних РНК та їхній біосинтез.

Специфічний клітинний захист організму пов'язаний з участю сенсибілізованих Т-лімфоцитів, які не діють на вірус, а за допомогою лімфотоксинів руйнують заражені вірусами клітини.

Несприйнятливість організму до патогенних паразитів (малярійні плазмодії, трипаносоми тощо) дістала назву протипарази-тарного імунітету. Вироблення такого імунітету залежить від локалізації паразита. Ця форма імунітету зумовлюється захисною дією і підвищеною активністю фагоцитів.

Крім названих вище форм захисту, існують поняття колективного (групового) імунітету, трансплантаційного імунітету тощо.

Нині розроблені методи, що дають змогу створювати штучний імунітет. Активний штучний імунітет виробляється в результаті введення в організм ослаблених або вбитих збудників інфекції. Це викликає легку форму хвороби, під час якої в організмі утворюються специфічні антитіла і людина стає несприйнятливою протягом тривалого часу до того захворювання, проти якого було зроблено щеплення. Таке щеплення використовують проти поліомієліту, туляремії, коклюшу та інших хвороб.

Профілактичне щеплення відіграє важливу роль у боротьбі з інфекційними хворобами.

Пасивний імунітет створюють введенням в організм лікувальних сироваток, що містять готові антитіла проти збудників хвороб. Цей імунітет зберігається впродовж кількох місяців. Лікувальні сироватки добувають з крові тварин (частіше коней), яким поступово вводять все більші Дози інфекційного матеріалу. В крові тварини накопичуються антитіла. Періодично таку кров відбирають і виготовляють з неї лікувальну сироватку.

Використана література:

1. Воробьев А. А. Микробиология и иммунология. М., 1999.

2. Видатні вчені України. – К., 2001.

3. Вікерчик К.М. Мікробіологія з основами вірусології. – К., 2001.