Теория иммунитета (Мечников, Эрне, Бернет). Основные постулаты теории Бернета

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВО «АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВННЫЙ МЕДЕЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МИНЗДРАВА РОСИИ

КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИИ И ИММУНОЛОГИИ

ДОКЛАД

На тему: Теория иммунитета (Мечников, Эрне, Бернет). Основные постулаты теории Бернета

Выполнил:

Студент 328гр. Леч.ф-та

Ибрагимов Х.Х.

АСТРАХАНЬ 2021г.

Содержание

1. Иммунитет: понятие, виды

2. Мечников - основоположник теории иммунитета

3. Теория Пауля Эрлиха раскрывает загадку иммунитета

4. Нильсон Ерне - теория естественного отбора в антителообразовании

5. Клонально-селекционная теория иммунитета

1. Иммунитет: понятие, виды

Иммунитет представляет собой защитную реакцию организма, его способность противостоять действию повреждающих агентов. Именно благодаря наличию иммунитета организм справляется с заболеванием и выздоравливает. Кроме того, благодаря иммунитету, человек болеет некоторыми инфекционными заболеваниями только один раз в жизни. А после этого он становится невосприимчив к ним, даже при непосредственном контакте с больными. К таким болезням относятся, например, корь и краснуха.

Иммунитет способен распознавать и блокировать любой чужеродный фактор в организме. Иммунная система человека состоит из различных звеньев: гуморального, клеточного, фагоцитарного, интерферонового и других. Недостаток или избыток одного из них способен привести к нарушению правильной реакции нашей защитной системы.

Иммунная система (иммунитет) -- естественный защитный механизм нашего организма. Иммунитет поддерживает постоянство внутренней среды, устраняет чужеродное воздействие инфекционных возбудителей, химических веществ, аномальных клеток и т.д.

Иммунитет отвечает за два важнейших процесса в организме:

замена отработавших или поврежденных, состарившихся клеток различных органов нашего тела;

защита организма от проникновения разного рода инфекций -- вирусов, бактерий, грибков.

Когда в организм человека вторгается инфекция, в дело вступают защитные системы организма, задача которых -- обеспечить целостность и функциональность всех органов и систем. Макрофаги, фагоциты, лимфоциты -- это клетки иммунной системы, иммуноглобулины -- это белки, которые вырабатываются клетками иммунной системы и также борются с чужеродными частицами.

Существует два вида иммунитета:

Специфический иммунитет приобретается после инфекции (например после гриппа, кори, краснухи) или вакцинации. Он носит индивидуальный характер и формируется на протяжении всей жизни человека в результате контакта его иммунной системы с различными микробами и антигенами. Специфический иммунитет сохраняет память о перенесенной инфекции и препятствует ее повторному возникновению. Иногда специфический иммунитет может сохраняться на всю жизнь, иногда -- несколько недель, месяцев или лет;

Неспецифический (врожденный) иммунитет -- врожденная способность уничтожать все чуждое организму. Это образованная во внутриутробной жизни способность клеток синтезировать мембранные рецепторы к антигенам других организмов, других тканей и некоторым микроорганизмам, а также синтезировать соответствующие антитела и выводить их в жидкости тела.

2. Мечников - основоположник теории иммунитета

Не менее гениальное открытие - это клеточная теория иммунитета, которая была создана И.И. Мечниковым в декабре 1882 года. Понадобилось больше 18 лет трудной и напряженной работы, чтобы создать эту теорию. Что же послужило толком к развитию фагоцитарной теории?

В 1865 году Мечников обнаружил у ресничного червя планарии внутриклеточное пищеварение. Сравнивая этот способ пищеварения с питанием у высших инфузорий, он увидел в этом акте лишнее доказательство генетической связи между червями и простейшими. Это был первый шаг к созданию теории фагоцитов. На основании наблюдений был сделан следующий вывод:

“Предшественник многоклеточных организмов должен представлять собой скопление клеток, способных к внутриклеточному пищеварению”. Мечников утверждал, что первичный многоклеточный организм “автономен” и без наличия пищеварительной полости, представляет собой конгломерат клеток, способных к внутриклеточному пищеварению. Сначала такой организм Мечников назвал - паренхимеллой, а позднее назвал - фагоцителла, подчеркнув тем самым его функцию - фагоцитоз, т.е. способность захватывать и внутриклеточно переваривать чужеродные частицы.

На основе этого Мечников делает вывод: внутриклеточное пищеварение - универсально. Но если у низших животных оно выполняет пищеварительную функцию, то у высших “способен на большее” - на защиту от инфекции.

В течение 18 лет Мечников работает над теорией фагоцитоза, и в 1882 году наступает его звездный час, он открывает явление фагоцитоза.

Сам Мечников описывает это явление так: “Работая с микроскопом и наблюдая за жизнью подвижных клеток у прозрачной личинки морской звезды, меня сразу осенила мысль. Мне пришло в голову, что подобные клетки должны служить в организме для противодействия вредителям организма. Я сказал себе, что по всей видимости заноза, вставленная в тело личинки морской звезды, не имеющей ни сосудистой, ни нервной системы, должна в короткое время окружиться налезшими на нее подвижными клетками, подобно тому, как это наблюдается у человека занозившего себе палец”. Мечников проделал этот опыт и на утро увидел, что лейкоциты человека и неподвижные фагоциты морской звезды эмбриологически гомологичны, т.к. происходят из мезодермы. Отсюда Мечников делает вывод, что лейкоциты выполняют защитную функцию. Болезнь рассматривается как борьба между патогенными микробами и фагоцитами.

Основоположник учения о стрессе канадский биохимик и патолог Ганс Селье писал: “Исследовать - это видеть то, что видят все, и думать так, как никто другой”. Это определение применимо к Мечникову. До Мечникова явление фагоцитоза видели многие, но осмыслить это явление они не могли. А Мечников понял, что он столкнулся не с частым фактом, а с глубинной общебиологической проблемой.

В этом особенность гения - он думает так, как до него никто не думал.

Великому Луи Пастеру принадлежат слова: “Случай приходит на помощь к тому, кто его ищет”. Казалось бы, произошло какое-то озарение, произошла случайная находка, но к этой находке Илья Ильич шел почти два десятилетия, занимаясь проблемами внутриклеточного пищеварения.

Открыв фагоцитарную теорию, ученый и не предполагал, каких упорных трудов будет стоить борьба за ее признание. Не так все было гладко. Зарубежные и отечественные микробиологи начали нападать на фагоцитарную теорию. И даже ученик Мечникова Гамалея писал: “…история фагоцитаризма - это целый ряд разочарований:

первое разочарование - это открытие химических вакцин,

второе разочарование - это открытие бактерицидных свойств крови,

третье разочарование - это открытие антитоксинов и серотерапии”.

Почему же ученые отвергали фагоцитарную теорию?

Объяснялось это тем, что в конце 19 века получили быстрое развитие микробиология и иммунология. Все были заняты разрабатыванием средств для борьбы с инфекциями. Были обнаружены в крови человека антитела против микробов, проникших в организм. В это же время была создана противодифтеритная сыворотка. Таким образом, на первое место вышла гуморальная теория.

Мечников не отвергает гуморальную теорию, а наоборот, стремится объединить две теории. И сейчас доказано, что антитела - результат деятельности иммунокомпетентных клеток. Иначе говоря, “клеточный иммунитет лежит в основе гуморального иммунитета”.

25 лет понадобилось Мечникову для полного признания фагоцитарной теории иммунитета. Сдались его непримиримые враги - Кох, Бутнер, Беринг.

В 1908 году Нобелевский комитет за исследования в области иммунитета присудил Мечникову и его другу Эрлиху Нобелевскую премию. Гуморальная и фагоцитарная теории объединились. Но окончательно проблема прояснилась в середине 20 века, когда австралийский ученый Макфарлан Бёрнет создал общепризнанную селекционно-клональную теорию образования антител, по которой гуморальный иммунитет производный от клеточного.

3. Теория Пауля Эрлиха раскрывает загадку иммунитета

Переломное открытие Пауля Эрлиха было, как и многие другие, связано с развитием техники, которое позволило миру увидеть то, что ранее было тайной. Для Эрлиха таким средством стали красители -- химические составы для окрашивания клеток и тканей, позволившие обнаружить новые подробности их строения и функционирования.

В 1878 г., когда Эрлиху было всего 24 года, с их помощью он смог описать несколько видов клеток иммунной системы, в том числе разные типы белых кровяных телец. В 1885 г. эти и другие находки подтолкнули молодого ученого к размышлениям над новой теорией питания клеток.

Пауль Эрлих предположил, что «боковые цепи» на внешней стороне клеток -- сегодня мы называем их клеточными рецепторами -- могут прикрепляться к определенным веществам и переносить их внутрь клетки.

Заинтересовавшись иммунологией, Пауль Эрлих задумался, может ли теория рецепторов объяснить принцип работы сывороток против дифтерии и столбняка. Как мы уже знаем, Беринг и Китасато обнаружили, что зараженное дифтерийными бактериями животное начинает вырабатывать антитоксин и его можно выделить и использовать в качестве защиты от болезни для других организмов.

Выяснилось, что эти «антитоксины» на самом деле являются антителами -- специфическими белками, которые производят клетки, чтобы найти и нейтрализовать дифтерийный токсин.

В ходе новаторских опытов с антителами Эрлих размышлял о том, может ли теория рецепторов объяснить механизм действия антител. И вскоре он пришел к эпохальному озарению.

Изначально в рамках своей теории боковых цепей Эрлих предположил, что клетка обладает большим количеством разнообразных внешних рецепторов, каждый из которых прикрепляется к определенному питательному веществу. Позже он развил эту мысль и предположил, что вредоносные субстанции -- бактерии и вирусы -- могут имитировать питательные вещества и также прикрепляться к специфическим рецепторам. То, что происходит дальше, согласно гипотезе Эрлиха, объясняет, как клетки вырабатывают антитела против чуждого микроорганизма.

Когда вредоносная субстанция прикрепляется к нужному рецептору, клетка получает возможность определить ее ключевые характеристики и начинает вырабатывать большое количество новых рецепторов, идентичных тому, который прикреплен к захватчику. Затем эти рецепторы отделяются от клетки и становятся антителами -- высокоспецифическими белками, способными отыскивать вредоносные субстанции, прикрепляться и деактивировать их.

Теория Эрлиха наконец объяснила, как специфические чужеродные вещества, попав в организм, распознаются клетками и провоцируют их на выработку специфических антител, которые преследуют и уничтожают захватчика. Красота этой теории в том, что она объясняет, как организм производит антитела против конкретных болезней и вырабатываются ли они в ответ на предшествующее заболевание, вариоляцию или вакцинацию.

Разумеется, кое в чем Эрлих ошибался. Например, позже выяснилось, что не все клетки способны прикрепляться к захватчикам и вырабатывать антитела. Эту важную задачу выполняет только одна разновидность белых кровяных телец -- В-лимфоциты. Более того, потребуется еще не одно десятилетие исследований, чтобы изучить все сложные роли В-клеток и множества других клеток и субстанций иммунной системы.

А сегодня дополняющие друг друга переломные открытия Ильи Мечникова и Пауля Эрлиха считаются двумя краеугольными камнями иммунологии и дают долгожданный ответ на вопрос о принципе работы вакцин.

4. Нильсон Ерне - теория естественного отбора в антителообразовании

Вопрос о причинах разнообразия в иммунной системе оставался долгое время открытым. Каким образом лимфоциты развивают свои жизненно важные свойства и как они создают высокочувствительную систему распознавания антигенов? Многие поколения исследователей пытались решить эту проблему. В 1955 году английским иммунологом Нильсом Ерне была предложена теория естественного отбора в антителообразовании, согласно которой каждый индивид имеет огромное количество естественных антител со специфичностями для всех антигенов, с которыми его организм может встретиться. Антитела развиваются уже во внутриутробной жизни, т.е. в отсутствие каких-либо внешних антигенов. Когда появляется чужеродный антиген, он выбирает себе наиболее подходящую молекулу антитела. Реакция «антиген-антитело» стимулирует производство антител именно этой специфичности. Эта теория противоречила инструктивным теориям, которые преобладали в то время. Согласно этим теориям, антиген служит шаблоном для производства антител. В теории естественного отбора, предложенной Ерне, подразумевается, что возникновение огромного числа специфичностей антител происходит независимо от экзогенных антигенов. Эти представления и составляют основу современной иммунологии.

Если теория естественного отбора трактует вопросы созревания иммунной системы после того, как она приобрела способность реагировать с антигеном, то в теории соматического генерирования иммунного распознавания (1971) Ерне объяснил, как созревают лимфоциты, способные реагировать с антигеном. Он предположил, что каждый индивид обладает всеми генами, необходимыми для производства антител и антителоподобных молекул, которые могут связывать все сильные трансплантационные антигены. Учёный полагал, что лимфоциты созревают в тимусе и в других лимфоидных органах. Клетки, распознавшие антигены, активируются и начинают делиться. По мере того как в быстро делящихся клетках накапливаются мутации, могут развиваться новые иммунологические специфичности. В то же самое время специфичности лимфоцитов к собственным трансплантационным антигенам ослабляются.

Зрелые лимфоциты распознают чужеродный антиген. Теория объясняет, как иммунная система нормально созревает под влиянием собственных антигенов. Она также объясняет, как иммунологическая специфичность регулируется генами, принадлежащими к системе трансплантационных генов. В теории сети (1974) Ерне объясняет, как регулируется специфический иммунный ответ. Основанием для теории стало наблюдение того, что антитела могут вызывать образование анти-анти-тел, направленных против антиген-связывающих структур первого антитела. Кроме того, анти-антитела могут стимулировать производство следующего поколения антител анти-анти-антител. По существу, этот каскад антител бесконечен, он последовательно добавляет иммунной системе всё новые специфические свойства. Различные поколения антител или стимулируют, или подавляют производство друг друга. В обычных условиях сеть сбалансирована. Однако когда появляется антиген, равновесие нарушается. Иммунная система пробует восстановить равновесие, что ведет к иммунному ответу на антиген. Теория послужила стимулом для продолжения исследований и привела к более глубокому проникновению в природу иммунной.

клеточный иммунитет мечников антитело

5. Клонально-селекционная теория иммунитета

Теория Бернета -- теория, согласно которой в организме возникают клоны клеток, иммунокомпетентных в отношении различных антигенов; антиген избирательно контактирует с соответствующим клоном, стимулируя выработку им антител.

Данная теория была разработана Франком Бёрнетом (1899-1985) для объяснения функционирования иммунной системы.

Иммунный ответ должен определять огромное число антигенов. Поэтому человеческий организм должен синтезировать сотни тысяч молекул антител с различными распознающими областями

Клонально-селекционная теория утверждает:

1. Антитела и лимфоциты с необходимой специфичностью уже существуют в организме до первого контакта с антигеном.

2. Лимфоциты, участвующие в иммунном ответе, имеют антигенспецифические рецепторы на поверхности своей мембраны.

В случае B-лимфоцитов рецепторами являются молекулы той же специфичности, что и антитела, которые лимфоциты впоследствии продуцируют и секретируют.

3. Каждый лимфоцит несет на своей поверхности рецепторы только одной специфичности.

4. Лимфоциты, сенсибилизированные антигеном, проходят несколько стадий пролиферации и формируют большой клон плазматических клеток.

Плазматические клетки будут синтезировать антитела только той специфичности, на которую был запрограммирован лимфоцит-предшественник. Сигналами к пролиферации служат цитокины , выделяемые другими клетками. Лимфоциты могут также сами начать выделять цитокины.

Благодаря этому механизму клональной селекции антитела могут накапливаться в достаточно высокой концентрации, чтобы эффективно бороться с инфекцией.

Подобный же механизм существует для селекции антиген-специфичных T-лимфоцитов.

Пролиферирующему клону необходимо время для образования достаточного количества клеток. Вот почему проходит обычно несколько дней после контакта с антигеном, прежде чем в сыворотке обнаруживаются антитела. Поскольку эти антитела образовались в результате антигенного воздействия, мы говорим о приобретенном иммунном ответе.

Интенсивность ответа, осуществляемого популяцией примированных лимфоцитов, возрастает, главным образом, за счет увеличения клеток, способных воспринимать антигенный стимул. При этом должна существовать комбинация механизмов, включающих хранение антигена, существование популяции лимфоцитов и постоянное поддерживание отдельных клонов клеток, что и приводит к способности иммунной системы к длительной памяти (приобретенного иммунитета).

Один из наиболее эффективных контролирующих механизмов заключается в том, что продукт реакции одновременно служит ее ингибитором. Именно этот тип отрицательной обратной связи имеет место при образовании антител.

Размещено на Allbest.ru