У истоков иммунологии стоял английский врач Дженнер , который разработал метод вакцинации против оспы. Однако его исследования носили частный характер и касались только одного заболевания.
Развитие научной иммунологии связывают с именем Луи Пастера , который сделал первый шаг к целенаправленному поиску вакцинных препаратов, создающих устойчивый иммунитет к инфекциям: получил и применил на практике вакцины против холеры, сибирской язвы, бешенства, полученные из микробов с ослабленной вирулентностью (аттенуированные).
Основоположником учения о клеточном иммунитете является И.И.Мечников , создавший фагоцитарную теорию (1901-1908).
Беринг и Эрлих - заложили основу гуморального иммунитета.
Эмиль фон Беринг – 1 лауреат Нобелевской премии по медицине (1901 г.), награжден за открытие антитоксических антител и разработку противостолбнячной и противодифтерийной сывороток.
Эрлих – основатель теории боковых цепей (ат в виде рецепторов находятся на поверхности клеток, аг специфически отбирает соответствующие антительные рецепторы, обеспечивает их выход в циркуляцию и компенсаторную гиперпродукцию антител (рецепторов).
Учение об антигенах – К. Ландштейнер, Ж. Борде, доказавшие, что аг могут быть не только микробы и вирусы, но любые клетки животного. К. Ландштейнер открытие групп крови. (1930 г.).
Ч. Рише – открытие анафилаксии и аллергии (1913).
Бернет и Медовар (1960 г.) - учение об иммунологической толерантности, показали, что в основе отторжения генетически чужеродных тканей и инфекционного иммунитета лежат одни и те же механизмы. М. Бернет создатель клонально-селекционной теории иммунитета – один клон лимфоцитов способен реагировать только на одну специфическую антигенную детерминанту. И кроме того, Бернет является автором одного из важнейших положений иммунологии – концепции об иммунологическом надзоре за постоянством внутренней среды организма.
В 60-е годы бурно начинает развиваться учение о Т- и В системах иммунитета (Клэман, Дэвис, Ройт ).
Была предложена теория 3-х - клеточной кооперации иммуноцитов в иммунном ответе (Петров, Ройт и др.). Главными участниками предложенной схемы стали Т и В-лимфоциты и макрофаги.
· расшифровка структуры Ig - (Портер, Эйдельман )
· открытие структур, кодируемых ГКГ – (Бенацераф, Снелл )
· генный контроль иммунного ответа, разнообразия антител и значение некоторых генов в предрасположенности к заболеваниям
· получение моноклональных антител и обоснование сетевой регуляции иммуногенеза (Келер, Милштейн, Ерне )
В настоящее время отмечается интенсивное развитие клинической иммунологии и широкое внедрение в практическую медицину достижений теоретической иммунологии (расшифровка патогенеза многих заболеваний; создание новых классификаций; классификация болезней иммунной системы; разработка методов иммунодиагностики (ИФА, РИА, цепная полимеразная реакция и др.), иммунотерапии).
Основные этапы становления и развития иммунологии:
1796 – 1900 гг. – инфекционная иммунология
1900 – 1950 гг. - нормальная иммунология
1950 г. и по настоящее время – современный этап
Молекулярно-биологические методы и технологии стали неотъемлемой частью иммунологии на рубеже 80-х и 90-х годов, что ознаменовало ее переход на новый уровень. В это время важным показателем достоверности данных стало применение при исследованиях генетических подходов. Чрезвычайно широкое применение получили трансфекция и нокаут генов, а также использование клеточных клонов и моноклональных антител. Для этого периода характерно активное обращение (на новом методическом и идеологическом уровнях) к инфекционной иммунологии, включая создание вакцин нового типа. Одновременно обострился интерес к практическому применению получаемых результатов (возможно, это стало следствием чрезвычайного удорожания научных исследований, проведению которых необходимо было дать практическое обоснование). Излюбленной областью создания и применения новых молекулярно-биологических моделей стала иммуноонкология. Понятие «вакцина» претерпело изменения: теперь этим термином стали обозначать не только профилактические антиинфекционные препараты, как прежде, но и препараты для лечения онкологических, аллергических и аутоиммунных заболеваний. Однако следует признать, что, несмотря на большую интенсивность исследований и чрезвычайно высокий методический и технологический уровень работ, проводимых в данных направлениях, реальные практически значимые достижения в них невелики.
К особенностям этого периода развития иммунологии можно отнести чрезвычайно высокие требования к методической стороне исследований, явно выраженную прикладную ориентацию и очевидное пренебрежение теоретическими обобщениями. Экспериментальные достижения этого периода очень многочисленны, но их значимость не всегда можно оценить. Назовем лишь некоторые из них: расшифровка сигнальных путей, обеспечивающих активацию лимфоцитов и клеток врожденного иммунитета; изучение дендритных клеток, как клеток, связывающих врожденный и адаптивный иммунитет (с дендритными клетками связаны многие попытки практического применения достижений иммунологии, в частности при создании вакцин разного рода); расшифровка факторов и механизмов, определяющих распределение клеток в организме и пути их рециркуляции, а также гомеостаз лимфоидных клеток; открытие механизмов формирования лимфоидных органов; обнаружение гетерогенности хелперных Т-лимфоци- тов и их связи с патологией; повторное открытие супрессорных Т-клеток (теперь в качестве регуляторных Т-лимфоцитов) и др.
Наиболее крупным теоретическим обобщеним, повлекшим большое число экспериментальных исследований и практически значимых разработок, послужило учение Ч. Джанеуея (Ch. Janeway) и его последователей о природе распознавания во врожденном иммунитете и иерархических взаимодействиях врожденного и адаптивного иммунитета. При этом, во- первых, был открыт новый тип иммунологического распознавания, заставивший отказаться от представлениий о неспецифичности врожденного иммунитета, во-вторых, было обосновано представление о невозможности запуска адаптивного иммунитета без предварительной активации врожденного иммунитета. Исследования, проводимые в области иммунологии в ХХ! веке, в большей или меньшей степени ориентированы на эту концепцию.
В настоящее время часто высказывают опасение, что иммунология как самостоятельная научная дисциплина исчезает, растворяясь в молекулярной биологии (аналогичное «растворение» в микробиологии констатировалось в предвоенный период). Едва ли это возможно, поскольку у иммунологии есть собственный объект исследований - специфические взаимодействия между антигенами и их рецепторами, лежащие в основе дискриминации «свое-чужое», - имеющий разнообразные проявления и со временем приобретающий все новые аспекты.
Иммунология представляет собой науку о специфических реакциях организма на внедрение чужеродных организму веществ и структур. Первоначально иммунологию рассматривали как науку о невосприимчивости организма к бактериальным инфекциям и с момента возникновения иммунология развивалась как прикладная область других наук (физиология человека и животных, медицина, микробиология, онкология, цитология).
За последние 40 лет иммунология стала самостоятельной фундаментальной биологической наукой.
История развития .
Первый этап развития : первые сведения в 5в до н. э. В древности человечество было беззащитно перед инфекционными болезнями (чума, оспа). Эпидемии уносили множество жизней. Первые иммунологические наблюдения относятся к древней Греции. Греки заметили, что люди, переболевшие оспой не восприимчивы к повторному заражению. В древнем Китае брали оспенные струпья, перетирали и давали нюхать. Этот метод использовался персами и турками и назывался метод вариоляции . Он получил распространение и в Европе.
В 18 веке в Англии замечено, что доярки обслуживающие болеющих коров редко заболевают натуральной оспой. На этом основании Джеер в 1796 г. разработал безопасный способ профилактики оспы путем прививки человеку коровьей оспы. Дальше этот способ был усовершенствован: к вирусу коровьей оспы был добавлен вирус натуральной оспы. Благодаря полной вакцинации населения оспа была ликвидирована. Однако зарождение иммунологии как науки относится к началу 80 гг 19 века и связано с открытием Пастером микроорганизмов, возбудителей болезней . Изучая куриную оспу, Пастер пришел к выводу, что микробы теряют способность вызывать гибель животных вследствие изменения биологических свойств и высказал предположение о возможности предупреждения инфекционных болезней ослабленными микробами оспы.
В 1884 г Мечников сформулировал теорию фагоцитоза . Это была первая экспериментально обоснованная теория иммунитета. Он ввел понятие клеточный иммунитет . Эрлих считал, что в основе иммунитета лежат вещества, которые подавляют чужеродные объекты. Позже выяснилось, что правы оба.
В конце 19 в. были сделаны следующие открытия: Леффлер и Ру показали, что микробы выделяют экзотоксины, которые при введении животным вызывают такие же заболевания, как и сам микроб. В этот период были получены антитоксические сыворотки к различным инфекциям (противодифтерийная, противостолбнячная). Букнер установил,что в свежей крови млекопитающих микробы не размножаются, т к она обладает бактерицидными свойствами, которые обуславливает вещество алексин (комплемент).
В 1896 г. открыты АТ - агллютинины. В 1900 г. Эрлих создал теорию образования АТ.
Второй этап начинается с начала и до середины 20 в. Начинается этот этап с открытия Лангштейнера Аr (сенсибилизированные T-клетки) группы А, В, 0, определяющих группу крови человека, а в 1940 г. Лангштейнер и Винер открыли Аr на эритроцитах, которые назвали Rh-фактором. В 1902 г. Рише и Портье открыли явление аллергии. В1923 г. Рамон обнаружил возможность превращения высокотоксичных бактериальных экзотоксинов в нетоксичные вещества под влиянием фармолина.
Третий этап середина 20 в. до нашего времени. Начинается с открытия Бернетом толерантности организма к собственным Аr. В 1959 г. Бернет разработал клонально-селекционную теорию образования АТ. Портер открыл молекулярную структуру АТ.
Иммунная система наряду с другими системами (нервная, эндокринная, сердечно-сосудистая) обеспечивает постоянство внутренней среды организма (гомеостаз). В иммунной системе различают 3 компонента:
- клеточный,
- гуморальный.
- генный.
Клеточный компонент находится в 2 формах – организованный (- лимфоидные клетки, которые входят в состав тимуса, костного мозга, селезенки, миндалин, лимфоузлов) и неорганизованный (свободные лимфоциты, циркулирующие в крови).
Клеточный компонент не однороден: Т и В-клетки. Молекулярным компонентом являются Ig, которые вырабатываются В-лимфоцитами. Известно 5 классов Ig: G, D, M, A, E. В настоящее время установлено строение Ig различных классов, преобладающими в сыворотке крови человека являются Ig G (70-75% от общего количества Ig).
Кроме Ig в молекулярный компонент входят иммуномедиаторы (цитокины), которые выделяются различными клетками иммунной системы (макрофаги и лимфоциты).
Цитокины выделяются не постоянно, взаимодействуют с поверхностными рецепторами клеток и регулируют силу и продолжительность иммунного ответа. Генетический компонент включает множество генов, определяющих синтез Ig. Каждая из 4 белковых цепей АТ кодируется 2-мя структурными генами.
Иммунология изучает структуру и функцию иммунной системы, ее реакцию на возбудителей заболеваний, последствия иммунного ответа и способы влияния на них.
Иммуноло́гия - (от лат. immunis - свободный, освобожденный, избавленный от чего-либо + греч. льгпт - знание) - медико-биологическая наука, изучающая реакции организма на чужеродные структуры (антигены), механизмы этих реакций, их проявления, течение и исход в норме и патологии, разрабатывающая методы исследования и лечения, основанные на этих реакциях.
ПРЕДМЕТ ИЗУЧЕНИЯ ИММУНОЛОГИИ
Строение иммунной системы;
Закономерности и механизмы развития иммунных реакций;
Механизмы контроля и регуляции иммунных реакций;
Болезни иммунной системы и её дисфункции;
Условия и закономерности развития иммунопатологических реакций и способы их коррекции;
Возможность использования резервов и механизмов иммунной системы в борьбе с инфекционными и неинфекционными заболеваниями;
Иммунологические проблемы репродукции;
Иммунологические проблемы трансплантации органов и тканей.
ОСНОВНЫМИ ЗАДАЧАМИ иммунологии стали: изучение молекулярных механизмов иммунитета - как врождённого, так и приобретённого, разработка новых вакцин и методов лечения аллергии, иммунодефицитов, онкологических заболеваний.
1.2. Иммунология как определенное направление исследований возникла из практической необходимости борьбы с инфекционными заболеваниями. Ее нередко делят на классическую (старую) и современную (новую). Это деление условное, так как новая иммунология выросла из классической той, которая изготовила прививки против оспы, бешенства, сибирской язвы и т.д.
В развитии иммунологии можно выделить несколько этапов:
Инфекционный (Л. Пастер и др.), когда началось изучение иммунитета к инфекциям.
Имеются свидетельства тому, что первые прививки оспы проводили в Китае за тысячу лет до Рождества Христова. Инокуляция содержимого оспенных пустул здоровым людям с целью их защиты от острой формы заболевания распространилась затем в Индию, Малую Азию, Европу, Кавказ и Россию.
На смену инокуляции пришел метод вакцинации (от лат. «vacca» - корова), разработанный в конце 18 в. английским врачом Э. Дженнером. Он произвел прививку коровьей оспы 8 - летнему мальчику Д.Фиппсу, а затем через 1,5 месяца заразил его натуральной оспой, как это делалось при инокуляции.
Мальчик не заболел. Через 1,5 месяца Э. Дженнер повторно подверг его инокуляции, и вновь мальчик остался здоровым.В 1880 г. выходит в свет статья Луи Пастера о защите кур от холеры путем их иммунизации патогеном со сниженной вирулентностью.
В 1881 г . Пастер проводит публичный эксперимент по прививке 27 овцам сибиреязвенной вакцины, а в 1885 г. успешно испытывает вакцину от бешенства на мальчике, укушенном бешеной собакой.
В 1890 г . немецкий врач Эмиль фон Беринг совместно с Сибасабуро Китасато показал, что в крови людей, переболевших дифтерией или столбняком, образуются антитоксины, которые обеспечивают иммунитет к этим болезням как самим переболевшим, так и тем, кому такая кровь будет перелита. В том же году на основе этих открытий был разработан метод лечения кровяной сывороткой.
Неинфекционный , после открытия К. Ландштейнером групп крови и
феномена анафилаксии Ш. Рише и П. Портье.
В 1900 г . австрийский врач – иммунолог Карл Ландштейнер открыл группы крови человека, за что в 1930 г. был удостоен Нобелевской премии.
В 1904 г. известный химик Сванте Аррениус доказал обратимость взаимодействия антиген – антитело и заложил основы иммунохимии.
Клеточно-гуморальный , который связан с открытиями, сделанными лауреатами Нобелевской премии:
И. И. Мечников – разработал клеточную теорию иммунитета (фагоцитоз), П. Эрлих–разработал гуморальную теорию иммунитета (1908 год).
Ф. Бернет и Н. Иерне – создали современную клонально-селективную теорию иммунитета (1960).
П. Медавар – открыл иммунологическую природу отторжения аллотрансплантантов (1960).
В 1883 г. русский биолог – иммунолог Илья Мечников сделал первое сообщение по фагоцитарной теории иммунитета. Именно Мечников стоял у истоков познания вопросов клеточного иммунитета. Мечников показал, что в организме человека присутствуют особые амебоидные подвижные клетки – нейтрофилы и макрофаги, которые поглощают и переваривают патогенные микроорганизмы. Именно им он отдавал первичную роль в защите организма.
В 1891 г. выходит статья немецкого фармаколога Пауля Эрлиха, в которой он термином "антитело" обозначает противомикробные вещества крови.
Новый этап развития иммунологии связан в первую очередь с именем выдающегося австралийского ученого М.Бернета (Macfarlane Burnet; 1899- 1985). Рассматривал иммунитет как реакцию, направленную на дифференциацию всего "своего" от всего "чужого". Именно Бернет обратил внимание на лимфоцит, как на основного участника специфического иммунного реагирования, дав ему название "иммуноцит ". Именно Бернет предсказал, а англичанин Питер Медавар и чех Милан Гашек экспериментально подтвердили состояние, противоположное иммунной реактивности -толерантности. Именно Бернет указал на особую роль тимуса в формировании иммунного ответа. И наконец, Бернет остался в истории иммунологии как создатель клонально-селекционной теории иммунитета (рис. В.9). Формула такой теории проста: один клон лимфоцитов способен реагировать только на одну конкретную антигенную специфическую детерминанту.
Молекулярно-генетический, характеризующийся выдающимися открытиями, которые были удостоены Нобелевской премии:
Большой вклад в становление современной иммунологии внесли также Роберт Кох (Robert Koch; 1843-1910), открывший возбудитель туберкулеза и описавший кожную туберкулиновую реакцию; Жюль Борде (Jules Bordet; 1870-1961), сделавший важный вклад в понимание комплемент -зависимого лизиса бактерий; Родни Портер (Rodney Porter; 1917-1985) и Джеральд Эдельман (Gerald Edelman; 1929), изучившие структуру антител; Джордж Снелл (George Snell), Барух Венацерраф (Baruj Benacerraf) и Жан Доссе (Jean Dausset), описавшиеглавный комплекс гистосовместимости у животных и человека и открывшие гены иммунного ответа
– определяется расстояние от точки эталона до конкретных значений показателей оцениваемых объектов.
В этом методе показатель комплексной оценки учитывает не только абсолютные значения сравниваемых частных показателей, но и их близость к наилучшим значениям.
Для расчета величины показателя комплексной оценки предприятия предлагается следующая математическая аналогия.
Каждое предприятие рассматривается как точка в n-мерном Эвклидовом пространстве; координаты точки - величины показателей, по которым осуществляется сравнение. Вводится понятие эталона – предприятия, у которого все показатели имеют наилучшие значения среди данной совокупности предприятий. В качестве эталона также можно принять условный объект, у которого все показатели соответствуют рекомендуемым или нормативным значениям. Чем ближе предприятие к показателям эталона, тем меньше его расстояние до точки-эталона и выше рейтинг. Наивысший рейтинг имеет предприятие с минимальным значением комплексной оценки.
Для каждого анализируемого предприятия значение его рейтинговой оценки определяется по формуле
где х ij – координаты точек матрицы – стандартизированные показатели j-го предприятия, которые определяются путем соотношения фактических значений каждого показателя с эталонным по формуле
X ij = a ij: a ij max
где a ij max – эталонное значение показателя.
Необходимо обращать внимание на обоснованность расстояний между значениями показателей конкретного объекта исследования и эталона. Отдельные стороны деятельности оказывают неодинаковое влияние на финансовое состояние и эффективность производства. При таких условиях вводят весовые коэффициенты; они придают важность определенным показателям. Для получения комплексной оценки с учетом весовых коэффициентов используют формулу
где k 1 ... k n – весовые коэффициенты показателей, определяемые путем экспертных оценок.
Исходя из данной формулы, возводятся в квадрат значения координат и умножаются на соответствующие коэффициенты весомости; производится суммирование по столбцам матрицы. Полученные подради-кальные суммы располагаются в порядке убывания. В этом случае рейтинговая оценка устанавливается по максимальному удалению от начала координат, а не по минимальному отклонению от предприятия-эталона. Наивысший рейтинг имеет предприятие, у которого наибольший суммарный результат по всем показателям.
1. Результаты финансово-хозяйственной деятельности представляются в виде исходной матрицы, в которой выделяются эталонные (наилучшие) значения показателей.
2. Составляется матрица со стандартизованными коэффициентами, рассчитанными делением каждого фактического показателя на максимальный (эталонный) коэффициент. Эталонные значения показателей равны единице.
3. Составляется новая матрица, где для каждого предприятия рассчитывается расстояние от коэффициента до точки-эталона. Полученные значения суммируются по каждому предприятию.
4. Предприятия ранжируются в порядке убывания рейтинговой оценки. Наивысший рейтинг имеет предприятие с минимальным значением оценки.
ПЛАН
1. Определение понятия «иммунитет».
2. История становления иммунологии.
3. Виды и формы иммунитета.
4. Механизмы неспецифической резистентности и их характеристика.
5. Антигены как индукторы приобретенного антимикробного
иммунитета, их природа и свойства.
6. Антигены микроорганизмов и животных.
1. Определение понятия «иммунитет».
Иммунитет – это совокупность защитно-адаптационных реакций и приспособлений, направленных на сохранение постоянства внутренней среды (гомеостаза) и защиту организма от инфекционных и других генетически чужеродных для него агентов.
Иммунитет – это универсальное для всех органических форм материи, многокомпонентное и многообразное в своих механизмах и проявлениях биологическое явление.
Слово «иммунитет» произошло от латинского слова « immunitas» – невосприимчивость.
Исторически оно тесно связано с понятие невосприимчивости к возбудителям инфекционных болезней, т.к. учение об иммунитете (иммунология) – зародилось и сформировалось в конце 19 века в недрах микробиологии, благодаря исследованиям Луи Пастера, Ильи Ильича Мечникова, Пауля Эрлиха и других ученых.
Введение. Основные этапы развития иммунологии.
Иммунология – это наука о строении и функции иммунной системы организма животных, включая человека и растений, или наука о закономерностях иммунологической реактивности организмов и методах использования иммунологических явлений в диагностике терапии и профилактике инфекционных и иммунных болезней.
Иммунология возникла как часть микробиологии в результате практического применения последней для лечения инфекционных болезней. Поэтому сначала развивалась инфекционная иммунология.
С момента возникновения иммунология тесно взаимодействовала с другими науками: генетикой, физиологией, биохимией, цитологией. В конце XX века она стала самостоятельной функциональной биологической наукой.
В развитии иммунологии можно выделить несколько этапов:
Инфекционный (Л. Пастер и др.), когда началось изучение иммунитета к инфекциям.Неинфекционный , после открытия К. Ландштейнером групп крови и
феномена анафилаксии Ш. Рише и П. Портье.
Клеточно-гуморальный , который связан с открытиями, сделанными лауреатами Нобелевской премии:
И. И. Мечников – разработал клеточную теорию иммунитета (фагоцитоз), П. Эрлих–разработал гуморальную теорию иммунитета (1908 год).
Ф. Бернет и Н. Иерне – создали современную клонально-селективную теорию иммунитета (1960).
П. Медавар – открыл иммунологическую природу отторжения аллотрансплантантов (1960).
Молекулярно-генетический, характеризующийся выдающимися открытиями, которые были удостоены Нобелевской премии:
Р. Портер и Д. Эдельман – расшифровали структуру антител (1972).
Ц. Мельштейн и Г. Келер – разработали способ получения моноклональных антител на основе созданных ими гибридов (1984).
С. Тонегава – раскрыл генетические механизмы соматической рекомбинации генов иммуноглобулинов как основы формирования разнообразия антигенраспознающих рецепторов лимфоцитов (1987).
Р. Цинкернагель и П. Догерти – раскрыли роль молекул МНС (большой комплекс гистосовместимости) (1996).
Жан Доссе с сотрудниками открыли систему антигенов и лейкоцитов человека (антигенов гистосовместимости) – HLA, что позволило производить типирование тканей (1980).
В развитии иммунологии значительный вклад внесли русские ученые: И. И. Мечников (теория фагоцитоза), Н. Ф. Гамалея (вакцины и иммунитет), А. А. Богомолец (иммунитет и аллергия), В. И. Иоффе (противоинфекционный иммунитет), П. М. Косяков и Е. А. Зотиков (изосеро-логия и изоантигены), А. Д. Адо и И. С. Гущин (аллергия и аллергические болезни),
Р. В. Петров и Р. М. Халтов (иммуногенетика, взаимодействие клеток, искусственные антигены и вакцины, новые иммуномодуляторы), А. А. Воробьев (анатоксины и иммунитет при инфекциях), Б. Ф. Семенов (противоинфекционный иммунитет), Л. В. Ковальчук, Б. В.Пинечин, А. Н. Чередеев (оценка иммунного статуса), Н. В. Медуницын (вакцины и цитотоксины), В. Я. Арлон, А. А. Ярилин (гормоны и функция тимуса) и многие другие.
В Беларуси первая докторская диссертация по иммунологии «Реакции трансплантационного иммунитета in vivo и in vitro в различных иммуногенетических системах» защищена в 1974 г. Д. К. Новиковым.
Белорусские ученые вносят определенный вклад в развитие иммунологии: И. И. Генералов (абзимы и их клиническое значение), Н. Н. Войтенюк (цитокины), Э. А. Доценко (экология бронхиальная астма), В. М. Козин (иммунопатология и иммунотерапия псориаза), Д. К. Новиков (иммунодефициты и аллергия), В. И. Новикова (иммунотерапия и оценка иммунного статуса у детей), Н. А. Скепьян (аллергические заболевания), Л. П. Титов (патология системы комплемента), М. П. Потакнев (цитокины и патология), С. В. Федорович (профессиональная аллергия).