Занятие Понятие об иммунитете и иммунологии. Предмет, задачи и основные иммунологии
 Скачать 60.96 Kb.
|
|
I занятие 1. Понятие об иммунитете и иммунологии. Предмет, задачи и основные иммунологии. Иммунология (immunisсвободный, избавленный от чего-либо logosучение)–медико-биологическая наука, изучающая реакции организма на чужеродные структуры, механизмы этих реакций, их проявление, течение и исход в норме и патологии, разрабатывающая методы исследования и лечения, основанные на этих реакциях. Задачи иммунологии: 1. изучение иммунной системы здорового человека; 2. изучение роли ИС в патогенезе инфекционных и неинфекционных заболеваний 3. разработка унифицированных и информативных методов оценки иммунного статуса 4. разработка новых высокоэффективных иммуноактивных препаратов и оптимальных схем их применения. Основным предметом исследований в иммунологии является познание механизмов формирования специфического иммунного ответа организма ко всем чужеродным и антигенном отношении соединиениям. Наиболее характерными признаками иммунной системы, отличающими ее от иных систем организма, является следующие: 1.Способность дифференцировать все «свое» от всего «чужого»; 2. Создание памяти от первичного контакта с чужеродным антигенным материалом; 3. Клональная организация иммунокомпетентных клеток, проявляющаяся в способности отдельного клеточного клона реагирования только на одну из множества антигенных детерминант. Иммунитет– это совокупность реакций между системой иммунитета и антигенами, направленная на сохранения постоянства иммунологического гомеостаза. Основные физиологические функции иммунной системы. Участие в процессе контроля дифференцировки вновь обновляющихся клеток и тканей. Противоинфекционный иммунитет. Утилизация и элиминация отживших клеток и тканей. Иммунологический контроль беременности. Противоопухолевый иммунитет. Трансплантационный иммунитет. Основные понятия иммунологии Антигены - чужеродные белки и углеводы, которые стимулируют образование специфических антител, связывающихся с данным антигеном, но не с другими неродственными антигенами. Собственные антигены - белки или углеводы, которые являются составной частью данного организма. В норме иммунного ответа против собственных антигенов нет. Антитело – белок, продуцируемый В-лимфоцитом (белая кровяная клетка) в ответ на чужеродный антиген (бактериальные клетки, вирусные частицы и их токсичные продукты). Полные антигены- это макромолекулярные соединения (в основном белки и белоксодержащие соединения). Молекула полного антигена состоит из двух частей - информационной и несущей. Информационная часть (низкомолекулярные антигенные детерминанты, эпитопы) определяет специфичность антигена, несущая (макромолекулярный белок) - способствует проникновению антигена в организм. Неполные антигены (или гаптены)- это низкомолекулярные небелковые антигены (лекарственные препараты, вирусы и др.), которые имеют в своем составе только информационную часть. Изолированная информационная часть сама по себе не является иммуногенной, т.е. не способна индуцировать иммунный ответ, но обладает конкретной специфичностью - свойством вступать в реакции взаимодействия с предсуществующими (ранее образованными при предыдущих контактах) антителами и лимфоцитами. Гаптены приобретают иммуногенность лишь в соединении с белками-носителями организма. Естественный иммунитет, врожденный иммунитет (natural immunity, innate immunity)[лат. immunis — свободный, избавленный от чего-либо] — иммунитет к какому-либо заболеванию, присущий тому или иному виду организмов и передающийся по наследству так же, как ряд других генетических признаков. Под неспецифическим иммунитетом подразумевают систему предсуществующих защитных факторов организма, присущих данному виду, как наследственно обусловленное свойство. К этим элементам относятся кожа и секреты слизистых оболочек, содержащие муциновые вещества являющиеся первыми барьерами на пути инфекционных агентов. Приобретённый иммунитет — способность организма обезвреживать чужеродные и потенциально опасные микроорганизмы (или молекулы токсинов), которые уже попадали в организм ранее. Представляет собой результат работы системы высокоспециализированных клеток (лимфоцитов), расположенных по всему организму. (Специфический) Специфический иммунитет включает два компонента — гуморальный (опосредованный антителами) и клеточный. Реакции, обеспечиваемые функционированием антител, называют гуморальными реакциями иммунитета. Наиболее удобным показателем иммунитета являются антитела, поскольку именно антитела изучены в наибольшей степени по сравнению с другими компонентами иммунной системы. Гуморальный иммунитет связан с В-лимфоцитами, или В-клетками, и с их прямыми потомками, известными под названием плазматических клеток. Эти плазматические клетки обеспечивают продукцию специфических иммуноглобулинов (антител). Когда В-клетка встречается с антигеном, распознавание которого обеспечивается соответствующими антителами, начинается процесс пролиферации В-клеток. Это приводит к резкому увеличению числа лимфоцитов, способных осуществлять выработку антител к данному антигену. Репликация В-клеток и их дифференцировка в плазматические клетки регулируется в результате контакта с антигеном и взаимодействий с Т-клетками, макрофагами и комплементом. В-лимфоциты развиваются в печени плода , а в дальнейшем — в костном мозге. Название «В» происходит от термина “Bursa of Fabricius” (“фабрициева сумка”) — названия специального органа у птиц, в котором происходит развитие В-клеток. У млекопитающих аналогичного органа нет. Около 10%димфоцитов, находящихся в крови, являются В-лимфоцитами. Большинство В-клеток и почти все плазматические клетки находятся в периферических лимфоидных органах — например, в селезенке, лимфатических узлах, небных миндалинах и аппендиксе. Клеточный иммунитет контролируется Т-лимфоцитами и осуществляется лимфоцитами и макрофагами. Этот вид иммунитета связан с функционированием различных типов Т-лимфоцитов (Т-клеток) и выделяемых ими растворимых веществ — лимфокинов (интерлейкинов), которые действуют как сигналы между клетками различных типов, участвующих в обеспечении иммунного ответа. Эти два компонента специфического иммунитета очень тесно взаимосвязаны. Т-клетки взаимодействуют с В-клетками в процессе выработки антител к большинству антигенов. Гуморальные (антительные) и клеточные иммунные реакции индуцируются при всех инфекционных болезнях, однако интенсивность и качество каждого из этих двух компонентов варьирует при различных инфекциях. 2. Развитие иммунологии в античном и средневековом периоде. Вклад Б. Джести и Э. Дженнера. 3. Л. Пастер – основатель иммунологии как науки. Описание эпидемий появились очень давно, первые из них 2000 год до н.э. в вавилонском эпосе о Гальмаше. В те далекие времена природа различных эпидемий и связь между ними оставались тайной, но внимательные очевидцы не могли не заметить, что новая волна болезни часто щадит тех кто, перенес эту болезнь прежде. Древнегреческий историк Фукидид, описывая эпидемию чумы в Афинах в 430 году до н.э., отмечает, что переболевшие и выжившие люди никогда не заражаются повторно. Другой историк времен императора Юстиниана, Прокопий, пишет: «Потом она (чума) вернулась, и тех обитателей этой земли, кто прежде был поражен ею особенно тяжко, она не коснулась вовсе». Со временем устойчивость к повторному заражению стали называть словом “иммунитет” — от латинского immunitas (что, кстати, первоначально означало освобождение гражданина от некоторой государственной повинности или службы). В X веке персидский врач Разес описал признаки отличия оспы от кори и других лихорадочных заболеваний с сыпью, заметив, что оспой болеют преимущественно дети, гораздо реже взрослые и не болеют старики; что у выздоровевших остается пожизненная невосприимчивость к данному заболеванию. Причастность Разеса к иммунологии проявилась и в способах лечения. Так он по каким-то своим соображениям предлагал лечить людей, укушенных ядовитыми скорпионами, сывороткой ослов, покусанных теми же скорпионами. Авиценна в XI веке выдвинул теорию приобретенного иммунитета. Итальянский врач Джироламо Фракасторо развил и описал ее в книге “Зараза” (“On Contagion”, 1546 г.) Авиценна и Фракасторо полагали, что все болезни вызываются мелкими “семенами” (seeds, germs, semi-naria). Переносятся “семена заразы” от человека к человеку, имеют “различное сродство к разным растениям и животным, а внутри организма — к различным органам и жидкостям Прививки от оспы По преданиям, практика профилактики заболевания черной оспой существовала в античном Китае. Там это делали так: здоровым детям в нос вдували через серебряную трубочку порошок, полученный из истолченных сухих корочек (струпьев) с оспенных язвочек больных оспой людей, причем мальчикам вдували через левую ноздрю, а девочкам — через правую. Похожая практика имела место в народной медицине многих стран Азии и Африки. С начала XVIII века практика противооспенных прививок пришла и в Европу. Эту процедуру называли “вариоляцией” (от лат. variola — оспа). XVIII — XIX века. Начало истории современной иммунологии. Вакцинация. Прививки от бешенства, сибирской язвы, куриной холеры. В XVII — XVIII веках историю современной иммунологии начинают отслеживать с работ английского врача Эдварда Дженнера. В 1798 году появилась статья, где он описал свои испытания прививок коровьей оспы: сначала одному 8-летнему мальчику и затем еще 23 особам. Через шесть недель после прививки Дженнер рискнул привить испытуемым натуральную человеческую оспу — люди не заболели. Подобную практику он профессионально подметил у английских фермеров. В документах осталось имя фермера Бенджамина Джести, который в 1774 году попробовал вцарапывать вязальной иглой содержимое пустул коров, больных черной оспой, своим жене и ребенку. Он основывался на опыте крестьян, свидетельствующем, что контакт человека с коровами, больными коровьей оспой (vaccinia), каким-то образом защищает от заболевания человеческой оспой (smallpox). Дженнер разработал врачебную технику оспопрививания, которую назвал вакцинацией (vaccus — корова по-латыни). Термин “дожил” до наших дней: вакцинацией называют любую искусственную иммунизацию с целью защиты от болезни. В 1870—1890 годах благодаря развитию микроскопии и методов культивирования микроорганизмов Луи Пастер, Роберт Кох, другие исследователи и врачи (А. Нейссер, Ф. Леффлер, Г. Хансен, Э. Клебс, Т. Эшерих и др.) идентифицировали возбудителей более 35 заразных болезней. Имена первооткрывателей остались в названиях микробов — нейссерии, палочка Леффлера, клебсиелла, эшерихии и т.д. С этого времени развитие иммунологии связано с медицинской бактериологией. Р. Кох выделил возбудителей туберкулеза и холеры и много работал с возбудителем сибирской язвы (Bacillus anthracis). Он описал туберкулиновую реакцию, то есть феномен кожной гиперчувствительности замедленного типа, и экспериментально показал специфичность иммунизации, сформулировал критерии диагностики инфекционных болезней, известные как постулаты Коха. В науке метод “решает все”. Р. Кох первым разработал методы выделения чистых культур бактерий на твердых питательных средах (клонирование микроорганизмов), первым использовал для окраски микробов анилиновые красители и усовершенствовал технику микрокопирования за счет иммерсии объектива микроскопа. Ему принадлежат первые микрофотографии бактерий под микроскопом. Л. Пастер вошел в историю как создатель вакцин против куриной холеры, сибирской язвы, бешенства и как автор метода аттенуации микроорганизмов — ослабления заразности микробов путем искусственных обработок в лаборатории. По преданию, аттенуацию Л. Пастер открыл случайно. Он (или лаборант) забыл пробирку с культурой холерного вибриона в термостате, культура перегрелась. Ее, тем не менее, ввели подопытным курам, но те холерой не заболели. Побывавших в опыте кур не выбросили из соображений экономии ресурса, а через какое-то время вновь использовали в экспериментах по заражению, но уже не испорченной, а свежей культурой холерного вибриона. Однако эти куры опять не заболели. Л. Пастер обратил на это внимание и подтвердил в других экспериментах (известен его успешный публичный опыт по прививке в мае 1881 года 27 овцам сибиреязвенной вакцины), что предварительное введение в организм ослабленных (аттенуированных) микробов способно в будущем защитить от развития заболевания при заражении одноименным, но вирулентным микробом. 4. Роль И. Мечникова и П. Эрлиха в развитии иммунологии. Понятие о гумморальном и клеточном иммунитете. И. И. Мечников является создателем фагоцитарной теории иммунитета. Исследуя внутриклеточное переваривание чужеродных частиц в организме личинки морской звезды, он пришел к открытию фагоцитоза как защитной клеточной реакции. Он показал, что одним из важнейших механизмов, помогающим человеку бороться с проникшими в его организм болезнетворными микробами, является клеточная защита. И. И. Мечников установил, что белые кровяные тельца — лейкоциты — захватывают и пожирают микробов, проникших в ткани человеческого организма. На месте проникновения микробов развивается воспалительная реакция, а гной — это погибшие лейкоциты. Клетки, пожирающие микробов, И. И. Мечников назвал фагоцитами. Заложил основы клеточной иммунологии, доказал, что синтезируются тела. Исследуя в 1865 году низших червей -- земляных планарий, И.И. Мечников обратил внимание на то, что у них пищеварение осуществляется всегда внутриклеточно, поскольку они не обладают пищеварительной полостью. Спустя 10 лет, изучая в 1875 году различные виды губок, он убедился в том, что процессы внутриклеточного пищеварения происходят с помощью особых подвижных клеток. Накапливая все больше и больше таких фактов, И.И. Мечников установил, что внутриклеточное пищеварение имеется у низших червей, кишечнополостных, иглокожих, у некоторых других видов животных. Он сделал вывод о том, что подвижные клетки, осуществляющие внутриклеточное пищеварение, могут играть и роль защиты организма от вредных микробов. И.И. Мечников показал, что фагоцитарные клетки играют важную роль в антитоксическом иммунитете; макрофаги, способные поглощать токсины, могут сами активно вырабатывать антитоксические вещества. Пауль Эрлих немецкий врач, иммунолог, бактериолог, химик, основоположник химиотерапии, разработал гуморальную теорию иммунитета. В последующей многолетней и плодотворной дискуссии между сторонниками фагоцитарной и гуморальной теорий были раскрыты многие механизмы иммунитета и родилась наука ИММУНОЛОГИЯ. И.И.Мечникову и П.Эрлиху в 1908г. была присуждена Нобелевская премия. Эрлих работал в различных областях медицинской биологии, химии, экспериментальной патологии и терапии. Он установил наличие различных форм лейкоцитов, значение костного мозга для образования гранулоцитов, дифференцировал определенные формы лейкозов и создал дуалистическую теорию кроветворения (1880—1898). В этот же период он открыл так называемые тучные клетки; впервые обнаружил существование гематоэнцефалического барьера; предложил специфический метод окрашивания микобактерий туберкулёза, способ многоцветной окраски мазков крови и гистологических препаратов. Создал первую сывороточно-контрольную станцию. Высказал идею о том, что клетки, ответственные за иммунные реакции, имеют на поверхности антигенраспознающие структуры — рецепторы. Эта идея, сыгравшая огромную роль в развитии иммунологии, нашла полное подтверждение. Эрлих разрабатал методы лечения инфекционных болезней с помощью химических веществ. Он установил факт приобретения микроорганизмами устойчивости к химиотерапевтическим препаратам. Мировую славу Эрлиху принес разработанный им «препарат 606» (сальварсан), который оказался высокоэффективным при лечении сифилиса. В конце XIX в. немецкий ученый Пауль Эрлих (Ehrlich, Paul, 1854— 1915) положил начало учению об антителах как факторах гуморального иммунитета. Бурная полемика и многочисленные исследования, предпринятые после этого открытия, привели к весьма плодотворным результатам: было установлено, что иммунитет определяется как клеточными, так и гуморальными факторами. Таким образом, было создано учение об иммунитете. Его авторы И. И. Мечников и П. Эрлих в 1908 г, были удостоены Нобелевской премии. Механизмы иммунитета – это процессы формирования защитной реакции против внедрения в организм чужеродных агентов. От правильности их протекания зависит здоровье и жизнеспособность организма. Бывают специфические и неспецифические механизмы иммунитета. Специфические – это те, которые работают против конкретного антигена, обеспечивая защиту от него длительное время, иногда на протяжении всей жизни. Неспецифические механизмы иммунитета можно назвать в некотором роде универсальными, поскольку они реагируют на проникновение в организм любых чужеродных агентов, а также обеспечивают первоначальную эффективную защиту до тех пор, пока не включатся антиген-специфические реакции. Клеточный и гуморальный иммунитет Исторически, в процессе изучения иммунной системы, сложилось разделение на клеточный и гуморальный иммунитет. Клеточный иммунитет обеспечивается лимфоцитами и фагоцитами и протекает без участия антител, которые относятся к гуморальным механизмам. Этот тип иммунитета осуществляет защиту от инфекций и опухолей. Основа клеточного иммунитета – это лимфоциты, которые образуются в костном мозге, а затем перемещаются для окончательного созревания в тимус, или вилочковую железу. По этой причине их называют тимус-зависимыми, или Т-лимфоцитами. В течение своей жизни лимфоцитам много раз приходится покидать лимфоидные органы и поступать в кровь, а затем возвращаться обратно. Благодаря такой мобильности эти клетки могут появляться в местах воспаления достаточно быстро. Т-лимфоциты бывают трех видов, каждый из которых выполняет свою важную функцию. Т-киллеры – это клетки, которые могут уничтожать антигены. Т-хэлперы первыми узнают о том, что в организм вторгся враг и реагируют на это выработкой особых ферментов, которые вызывают размножение и созревание Т-киллеров и В-клеток. И, наконец, Т-супрессоры нужны для того, чтобы подавлять активность иммунного ответа, когда в нем исчезает необходимость. Это очень важно для того, чтобы остановить развитиеаутоиммунных реакций. Вообще, оказывается, что поставить четкую границу, разделяющую клеточный и гуморальный иммунитет, нельзя. В образовании антигенов участвуют клетки, а некоторые реакции клеточного иммунитета невозможны без антител. Гуморальный иммунитет строится на образовании антител к каждому антигену, попадающему в организм человека. Он представлен различными белками, присутствующими в крови и других биологических жидкостях. К ним относятся интерфероны, способные делать клетки невосприимчивыми к воздействию вирусов; С-реактивный белок крови, который запускает систему комплемента; лизоцим – это фермент, который повреждает стенки чужеродных микроорганизмов, растворяя их. Названные белки относятся к неспецифическому гуморальному иммунитету. Но есть также специфический, который представлен интерлейкинами, а также специфическими антителами и другими образованиями. Как видим, клеточный и гуморальный иммунитет тесно связаны между собой, и сбой в одном звене неизбежно потянет за собой проблемы в работе другого. |