История развития иммунологии. Иммунология Общая характеристика иммунной системы млекопитающих

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.

– 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).

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

/ 62
ХудшийЛучший

Иммунология возникла как часть микробиологии в результате ее практического применения для лечения инфекционных болезней, поэтому на первом этапе развивалась инфекционная иммунология.

С момента возникновения иммунология тесно взаимодействовала с другими науками: генетикой, физиологией, биохимией, цитологией. За последние 30 лет она стала обширной, самостоятельной фундаментальной биологической наукой. Медицинская иммунология практически решает большинство вопросов диагностики и лечения болезней и в этом отношении занимает центральное место в медицине.

У истоков иммунологии лежат наблюдения древних народов. В Египте и в Греции было известно, что люди не болеют чумой повторно и поэтому переболевших привлекали к уходу за больными. Несколько веков назад в Турции, на Ближнем Востоке, в Китае для профилактики оспы втирали в кожу или слизистые оболочки носа гной из подсохших оспенных гнойников. Такое инфицирование обычно вызывало заболевание оспой в легкой форме и создавало невосприимчивость к повторному заражению. Этот метод профилактики оспы получил название вариоляции. Однако позже выяснилось, что этот метод далеко не безопасен, так как иногда приводит к заболеванию оспой в тяжелой форме и к смерти.

С давних времен люди знали, что больные, перенесшие коровью оспу, не заболевают натуральной. В течение 25 лет английский врач Э. Дженнер многочисленными исследованиями проверял эти данные и пришел к заключению, что заражение коровьей оспой предупреждает заболевание натуральной оспой. В 1796 году Дженнер привил материал из оспенного гнойника женщины, зараженной коровьей оспой, восьмилетнему мальчику. Через несколько дней у мальчика повысилась температура и появились гнойники в месте введения инфекционного материала. Затем эти явления исчезли. Через 6 недель ему ввели материал пустул от больного натуральной оспой, но мальчик не заболел. Этим опытом Дженнер впервые установил возможность предупредить заболевание оспой. Метод получил широкое распространение в Европе, вследствие чего резко снизилась заболеваемость оспой.

Научно обоснованные методы профилактики инфекционных болезней были разработаны великим французским ученым Луи Пастером. В 1880 году Пастер изучал куриную холеру. В одном из опытов для заражения кур он использовал старую культуру возбудителя куриной холеры, хранившуюся длительное время при температуре 37° С. Часть зараженных кур выжила, и после повторного заражения свежей культурой куры не погибли. Пастер сделал сообщение об этом эксперименте в Парижской Академии наук и высказал предположение, что ослабленные микробы можно использовать для предупреждения инфекционных болезней. Ослабленные культуры получили название вакцины (Vacca - корова), а метод профилактики - вакцинации. В дальнейшем Пастером были получены вакцины против сибирской язвы и бешенства. Разработанные этим ученым принципы получения вакцин и методы их применения успешно используются на протяжении 100 лет для профилактики инфекционных болезней. Однако о том, как создается иммунитет, долгое время не было известно.

Развитию иммунологии как науки в значительной мере способствовали исследования И. И.Мечникова. По образованию И. И.Мечников был зоологом, работал в Одессе, затем в Италии и во Франции, в институте Пастера. Работая в Италии, он проводил эксперименты с личинками морских звезд, которым вводил шипы розы. При этом он наблюдал, что вокруг шипов скапливаются подвижные клетки, обволакивающие и захватывающие их. И. И.Мечников разработал фагоцитарную теорию иммунитета, согласно которой освобождение организма от микробов происходит при помощи фагоцитов.

Второе направление в развитии иммунологии представлял немецкий ученый П. Эрлих. Он считал, что основным защитным механизмом от инфекции являются гуморальные факторы сыворотки крови - антитела. К концу XIX века выяснилось, что эти две точки зрения не исключают, а взаимно дополняют друг друга. В 1908 году за развитие учения об иммунитете И. И.Мечников и П. Эрлих были удостоены Нобелевской премии.

Последние два десятилетия XIX века ознаменовались выдающимися открытиями в области медицинской микробиологии и иммунологии. Были получены антитоксические противостолбнячные и противодифтерийные сыворотки путем иммунизации кроликов дифтерийным и столбнячным токсином. Так, впервые в медицинской практике, появилось эффективное средство для лечения и профилактики дифтерии и столбняка. В 1902 году за это открытие Беринг был удостоен Нобелевской премии.

В 1885 году Бухнер и сотрудники установили, что в свежей сыворотке крови микробы не размножаются, то есть она обладает бактериостатическим и бактерицидным свойствами. Вещество, содержащееся в сыворотке, при ее нагревании и длительном хранении разрушалось. В дальнейшем Эрлих назвал это вещество комплементом.

Бельгийский ученый Ж. Борде показал, что бактерицидные свойства сыворотки определяются не только комплементом, но и специфическими антителами.

В 1896 году Грубер и Дурхем установили, что при иммунизации животных различными микробами в сыворотке образуются антитела, которые вызывают склеивание (агглютинацию) этих микробов. Эти открытия расширили представление о механизмах антибактериальной зашиты и позволили применить реакцию агглютинации для практических целей. Уже в 1895 году Видаль применил реакцию агглютинации для диагностики брюшного тифа. Несколько позже были разработаны серологические методы диагностики туляремии, бруцеллеза, сифилиса и многих других заболеваний, которые широко применяются в клинике инфекционных болезней и в настоящее время.

В 1897 году Крауз обнаружил, что кроме агглютининов, при иммунизации животных микробами образуются и преципитины, которые соединяются не только с микробными клетками, но и с продуктами их метаболизма. В результате образуются нерастворимые иммунные комплексы, которые выпадают в осадок.

В 1899 году Эрлих и Моргенрот установили, что эритроциты адсорбируют на своей поверхности специфические антитела и при добавлении к ним комплемента лизируются. Этот факт имел важное значение для понимания механизма реакции антиген-антитело.

Начало XX века ознаменовалось открытием, превратившим иммунологию из эмпирической науки в фундаментальную, и заложившим основу развития неинфекционной иммунологии. В 1902 г. австрийский ученый К. Ландштейнер разработал метод конъюгации гаптенов с носителями. Это открыло принципиально новые возможности для исследования антигенной структуры веществ и процессов синтеза антител. Ландштейнер открыл изоантигены эритроцитов человека системы АВО и группы крови. Стало понятным, что существует неоднородность антигенной структуры разных организмов (антигенная индивидуальность), и что иммунитет - биологическое явление, которое имеет прямое отношение к эволюции.

В 1902 г. французские ученые Рише и Портье открыли явление анафилаксии, на основе которого в последующем создано учение об аллергии.

В 1923 г. Глени и Рамон обнаружили возможность превращения бактериальных экзотоксинов под влиянием формалина в нетоксичные вещества - анатоксины, обладающие антигенными свойствами. Это позволило использовать анатоксины в качестве вакцинных препаратов.

Серологические методы исследования находят применение еще в одном направлении - для классификации бактерий. Используя антипневмококковые сыворотки, Гриффит в 1928 г. разделил пневмококки на 4 типа, а Ленсфильд с помощью антисывороток против группоспецифических антигенов, классифицировала все стрептококки на 17 серологических групп. По антигенным свойствам классифицированы уже многие виды бактерий и вирусов.

Новый этап развития иммунологии начался в 1953 г. с исследований английских ученых Биллинхема, Брента, Медавара и чешского ученого Гашека по воспроизведению толерантности. Исходя из идеи, высказанной в 1949 г. Бернетом и в дальнейшем развитой в гипотезе Ерне о том, что способность различить собственные и чужеродные антигены не является врожденной, а формируется в эмбриональном и постнатальном периодах, Медавар с сотрудниками в начале шестидесятых годов получили толерантность к кожным трансплантатам у мышей. Толерантность у половозрелых мышей к кожным трансплантатам доноров возникала, если им в эмбриональном периоде вводили лимфоидные клетки доноров. Такие реципиенты, став половозрелыми, не отторгали кожные трансплантаты доноров той же генетической линии. За это открытие Бернету и Медавару в 1960 г. присуждена Нобелевская премия.

Резкий подъем интереса к иммунологии связан с созданием в 1959 г. клонально-селекционный теории иммунитета Ф. Бернетом исследователем, внесшим огромный вклад в развитие иммунологии. Согласно этой теории, система иммунитета осуществляет надзор за постоянством клеточного состава организма и уничтожением мутантных клеток. Клонально-селекционная теория Бернета явилась базой для построения новых гипотез и предположений.

В исследованиях Л. А.Зильбера и его сотрудников, выполненных в 1951-1956 гг., была создана вирусно-иммунологическая теория происхождения рака, по которой провирус, интегрированный в геном клетки, вызывает ее превращение в раковую клетку.

В 1959 г. английский ученый Р. Портер изучил молекулярную структуру антител и показал, что молекула гамма-глобулина состоит из двух легких и двух тяжелых полипептидных цепей, соединенных дисульфидными связями.

В дальнейшем была выяснена молекулярная структура антител, установлена последовательность аминокислот в легких и тяжелых цепях, иммуноглобулины разделены на классы и подклассы, получены важные данные об их физико-химических и биологических свойствах. За исследования по молекулярной структуре антител Р. Портеру и американскому ученому Д. Эдельману в 1972 г. присуждена Нобелевская премия.

Еще в 30-е годы А. Комза обнаружил, что удаление тимуса приводит к нарушению иммунитета. Однако истинное значение этого органа было выяснено после того, как в 1961 г. австралийский ученый Дж. Миллер произвел неонатальную тимэктомию у мышей, после которой развивался специфический синдром иммунологической недостаточности, в первую очередь, клеточного иммунитета. Многочисленные исследования показали, что тимус - центральный орган иммунитета. Интерес к тимусу особенно резко возрос после открытия в 70-х годах его гормонов, а также Т - и В-лимфоцитов.

В 1945-1955 гг. опубликован ряд работ, в которых было показано, что при удалении у птиц лимфоэпителиального органа, именуемого сумкой Фабрициуса, снижается способность вырабатывать антитела. Таким образом, выяснилось, что существует две части иммунной системы - тимусзависимая, отвечающая за реакции клеточного иммунитета, и зависимая от сумки Фабрициуса, влияющая на синтез антител. Дж. Миллер и английский исследователь Г. Кламан в 70-е годы впервые показали, что в иммунологических реакциях клетки этих двух систем вступают в кооперативное взаимодействие между собой. Изучение клеточных коопераций является одним из центральных направлений современной иммунологии.

В 1948 г. А. Фагреус установила, что антитела синтезируют плазматические клетки, а Дж. Гоуенс путем переноса лимфоцитов в 1959 г. доказал роль лимфоцитов в иммунном ответе.

В 1956 г. Жан Доссе с сотрудниками открыли систему антигенов гистосовместимости HLA у человека, что позволило производить типирование тканей.

Мак Деввит в 1965 г. доказал, что гены иммунологической реактивности (Ir-гены), от которых зависит способность реагировать на чужеродные антигены, принадлежат к главному комплексу гистосовместимости. В 1974 г. П. Цинкернагель и Р. Догерти показали, что антигены главного комплекса гистосовместимости являются объектом первичного иммунологического распознавания в реакциях Т-лимфоцитов на различные антигены.

Важное значение для понимания механизмов регуляции деятельности иммунокомпетентных клеток и их взаимодействий со вспомогательными клетками имело открытие в 1969 г. Д. Дюмондом лимфокинов, продуцируемых лимфоцитами, и создание Н. Ерне в 1974 г. теории иммунорегуляторной сети «идиотип-антиидиотип».

Огромное значение для развития иммунологии, наряду с полученными фундаментальными данными, имели новые методы исследований. К ним относятся методы культивирования лимфоцитов (П. Новелл), количественного определения антителообразующих клеток (Н. Ерне, А. Нордин), колониеобразующих клеток (Мак Куллоч), методы культивирования лимфоидных клеток (Т. Мейкинодан), обнаружения рецепторов на мембранах лимфоцитов. Возможности использования иммунологических методов исследований и повышение их чувствительности значительно увеличилось в связи с внедрением в практику радиоиммунологического метода. За разработку этого метода американской исследовательнице Р. Ялоу в 1978 г. присуждена Нобелевская премия.

На развитие иммунологии, генетики и общей биологии оказала важное воздействие гипотеза, высказанная в 1965 г. В. Дрейером и Дж. Беннетом, о том, что легкая цепь иммуноглобулинов кодируется не одним, а двумя разными генами. До этого общепринятой была гипотеза Ф Жакоба и Ж. Моно, согласно которой синтез каждой молекулы белка кодируется отдельным геном.

Очередным этапом развития иммунологии явилось изучение субпопуляций лимфоцитов и гормонов тимуса, оказывающих как стимулирующее, так и ингибирующее влияние на иммунный процесс.

К периоду последних двух десятилетий относится доказательство существования в костном мозге стволовых клеток, способных трансформироваться в иммунокомпетентные клетки.

Достижения иммунологии за последние 20 лет подтвердили идею Бернета о том, что иммунитет - явление гомеостатического порядка и по своей природе направлено, в первую очередь, против клеток-мутантов и аутоантигенов, появляющихся в организме, а антимикробное действие - частное проявление иммунитета. Таким образом, инфекционная иммунология, долгое время развивающаяся как одно из направлений микробиологии, явилась базой возникновения новой области научных знаний - неинфекционной иммунологии.

Главной задачей современной иммунологии является выявление биологических механизмов иммуногенеза на клеточном и молекулярном уровнях. Исследуются структура и функции лимфоидных клеток, свойства и характер физико-химических процессов, протекающих на их мембранах, в цитоплазме и органоидах. В результате этих исследований сегодня иммунология близко подошла к познанию интимных механизмов распознавания, синтеза антител, их структуры и функций. Значительные успехи достигнуты в изучении рецепторов Т-лимфоцитов, клеточных коопераций и механизмов клеточных иммунных реакций.

Развитие иммунологии привело к выделению в ней ряда самостоятельных направлений: общей иммунологии, иммунотолерантности, иммунохимии, иммуноморфологии, иммуногенетики, иммунологии опухолей, трансплантационной иммунологии, иммунологии эмбриогенеза, аутоиммунных процессов, радиоиммунной иммунологии, аллергии, иммунобиотехнологии, экологической иммунологии и др..

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГБОУ ВПО « Башкирский государственный медицинский университет»

Минздрав России

Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии

Зав. кафедрой, д.м.н

Профессор З.Г. Габидуллин

По микробиологии на тему: «Этапы формирования иммунологии»

Выполнил студент 2 курса

Лечебного факультета гр. Л-306А

Афанасьев В.А.

Введение

Иммунология возникла как часть микробиологии в результате ее практического применения для лечения инфекционных болезней, поэтому на первом этапе развивалась инфекционная иммунология.

С момента возникновения иммунология тесно взаимодействовала с другими науками: генетикой, физиологией, биохимией, цитологией. За последние 30 лет она стала обширной, самостоятельной фундаментальной биологической наукой. Медицинская иммунология практически решает большинство вопросов диагностики и лечения болезней и в этом отношении занимает центральное место в медицине.

У истоков иммунологии лежат наблюдения древних народов. В Египте и в Греции было известно, что люди не болеют чумой повторно и поэтому переболевших привлекали к уходу за больными. Несколько веков назад в Турции, на Ближнем Востоке, в Китае для профилактики оспы втирали в кожу или слизистые оболочки носа гной из подсохших оспенных гнойников. Такое инфицирование обычно вызывало заболевание оспой в легкой форме и создавало невосприимчивость к повторному заражению. Этот метод профилактики оспы получил название вариоляции. Однако позже выяснилось, что этот метод далеко не безопасен, так как иногда приводит к заболеванию оспой в тяжелой форме и к смерти.

Иммунология в древности

С давних времен люди знали, что больные, перенесшие коровью оспу, не заболевают натуральной. В течение 25 лет англйский врач Э. Дженнер многочисленными исследованиями проверял эти данные и пришел к заключению, что заражение коровьей оспой предупреждает заболевание натуральной оспой. В 1796 году Дженнер привил материал из оспенного гнойника женщины, зараженной коровьей оспой, восьмилетнему мальчику. Через несколько дней у мальчика повысилась температура и появились гнойники в месте введения инфекционного материала. Затем эти явления исчезли. Через 6 недель ему ввели материал пустул от больного натуральной оспой, но мальчик не заболел. Этим опытом Дженнер впервые установил возможность предупредить заболевание оспой. Метод получил широкое распространение в Европе, вследствие чего резко снизилась заболеваемость оспой.

Основные имена в микробиологии и иммунологии

Научно обоснованные методы профилактики инфекционных болезней были разработаны великим французским ученым Луи Пастером. В 1880 году Пастер изучал куриную холеру. В одном из опытов для заражения кур он использовал старую культуру возбудителя куриной холеры, хранившуюся длительное время при температуре 37° С. Часть зараженных кур выжила, и после повторного заражения свежей культурой куры не погибли. Пастер сделал сообщение об этом эксперименте в Парижской Академии наук и высказал предположение, что ослабленные микробы можно использовать для предупреждения инфекционных болезней. Ослабленные культуры получили название вакцины (Vacca - корова), а метод профилактики - вакцинации. В дальнейшем Пастером были получены вакцины против сибирской язвы и бешенства. Разработанные этим ученым принципы получения вакцин и методы их применения успешно используются на протяжении 100 лет для профилактики инфекционных болезней. Однако о том, как создается иммунитет, долгое время не было известно.

Развитию иммунологии как науки в значительной мере способствовали исследования И. И.Мечникова. По образованию И. И.Мечников был зоологом, работал в Одессе, затем в Италии и во Франции, в институте Пастера. Работая в Италии, он проводил эксперименты с личинками морских звезд, которым вводил шипы розы. При этом он наблюдал, что вокруг шипов скапливаются подвижные клетки, обволакивающие и захватывающие их. И. И.Мечников разработал фагоцитарную теорию иммунитета, согласно которой освобождение организма от микробов происходит при помощи фагоцитов.

Второе направление в развитии иммунологии представлял немецкий ученый П. Эрлих. Он считал, что основным защитным механизмом от инфекции являются гуморальные факторы сыворотки крови - антитела. К концу XIX века выяснилось, что эти две точки зрения не исключают, а взаимно дополняют друг друга. В 1908 году за развитие учения об иммунитете И. И.Мечников и П. Эрлих были удостоены Нобелевской премии.

Последние два десятилетия XIX века ознаменовались выдающимися открытиями в области медицинской микробиологии и иммунологии. Были получены антитоксические противостолбнячные и противодифтерийные сыворотки путем иммунизации кроликов дифтерийным и столбнячным токсином. Так, впервые в медицинской практике, появилось эффективное средство для лечения и профилактики дифтерии и столбняка. В 1902 году за это открытие Беринг был удостоен Нобелевской премии.

В 1885 году Бухнер и сотрудники установили, что в свежей сыворотке крови микробы не размножаются, то есть она обладает бактериостатическим и бактерицидным свойствами. Вещество, содержащееся в сыворотке, при ее нагревании и длительном хранении разрушалось. В дальнейшем Эрлих назвал это вещество комплементом.

Бельгийский ученый Ж. Борде показал, что бактерицидные свойства сыворотки определяются не только комплементом, но и специфическими антителами.

В 1896 году Грубер и Дурхем установили, что при иммунизации животных различными микробами в сыворотке образуются антитела, которые вызывают склеивание (агглютинацию) этих микробов. Эти открытия расширили представление о механизмах антибактериальной зашиты и позволили применить реакцию агглютинации для практических целей. Уже в 1895 году Видаль применил реакцию агглютинации для диагностики брюшного тифа. Несколько позже были разработаны серологические методы диагностики туляремии, бруцеллеза, сифилиса и многих других заболеваний, которые широко применяются в клинике инфекционных болезней и в настоящее время.

В 1897 году Крауз обнаружил, что кроме агглютининов, при иммунизации животных микробами образуются и преципитины, которые соединяются не только с микробными клетками, но и с продуктами их метаболизма. В результате образуются нерастворимые иммунные комплексы, которые выпадают в осадок.

В 1899 году Эрлих и Моргенрот установили, что эритроциты адсорбируют на своей поверхности специфические антитела и при добавлении к ним комплемента лизируются. Этот факт имел важное значение для понимания механизма реакции антиген-антитело.

Иммунология как фундаментальная наука

Начало XX века ознаменовалось открытием, превратившим иммунологию из эмпирической науки в фундаментальную, и заложившим основу развития неинфекционной иммунологии. В 1902 г. австрийский ученый К. Ландштейнер разработал метод конъюгации гаптенов с носителями. Это открыло принципиально новые возможности для исследования антигенной структуры веществ и процессов синтеза антител. Ландштейнер открыл изоантигены эритроцитов человека системы АВО и группы крови. Стало понятным, что существует неоднородность антигенной структуры разных организмов (антигенная индивидуальность), и что иммунитет - биологическое явление, которое имеет прямое отношение к эволюции.

В 1902 г. французские ученые Рише и Портье открыли явление анафилаксии, на основе которого в последующем создано учение об аллергии.

В 1923 г. Глени и Рамон обнаружили возможность превращения бактериальных экзотоксинов под влиянием формалина в нетоксичные вещества - анатоксины, обладающие антигенными свойствами. Это позволило использовать анатоксины в качестве вакцинных препаратов.

Серологические методы исследования находят применение еще в одном направлении - для классификации бактерий. Используя антипневмококковые сыворотки, Гриффит в 1928 г. разделил пневмококки на 4 типа, а Ленсфильд с помощью антисывороток против группоспецифических антигенов, классифицировала все стрептококки на 17 серологических групп. По антигенным свойствам классифицированы уже многие виды бактерий и вирусов.

Новый этап развития иммунологии начался в 1953 г. с исследований английских ученых Биллинхема, Брента, Медавара и чешского ученого Гашека по воспроизведению толерантности. Исходя из идеи, высказанной в 1949 г. Бернетом и в дальнейшем развитой в гипотезе Ерне о том, что способность различить собственные и чужеродные антигены не является врожденной, а формируется в эмбриональном и постнатальном периодах, Медавар с сотрудниками в начале шестидесятых годов получили толерантность к кожным трансплантатам у мышей. Толерантность у половозрелых мышей к кожным трансплантатам доноров возникала, если им в эмбриональном периоде вводили лимфоидные клетки доноров. Такие реципиенты, став половозрелыми, не отторгали кожные трансплантаты доноров той же генетической линии. За это открытие Бернету и Медавару в 1960 г. присуждена Нобелевская премия.

Резкий подъем интереса к иммунологии связан с созданием в 1959 г. клонально-селекционный теории иммунитета Ф. Бернетом исследователем, внесшим огромный вклад в развитие иммунологии. Согласно этой теории, система иммунитета осуществляет надзор за постоянством клеточного состава организма и уничтожением мутантных клеток. Клонально-селекционная теория Бернета явилась базой для построения новых гипотез и предположений.

В исследованиях Л. А.Зильбера и его сотрудников, выполненных в 1951-1956 гг., была создана вирусно-иммунологическая теория происхождения рака, по которой провирус, интегрированный в геном клетки, вызывает ее превращение в раковую клетку.

В 1959 г. английский ученый Р. Портер изучил молекулярную структуру антител и показал, что молекула гамма-глобулина состоит из двух легких и двух тяжелых полипептидных цепей, соединенных дисульфидными связями.

В дальнейшем была выяснена молекулярная структура антител, установлена последовательность аминокислот в легких и тяжелых цепях, иммуноглобулины разделены на классы и подклассы, получены важные данные об их физико-химических и биологических свойствах. За исследования по молекулярной структуре антител Р. Портеру и американскому ученому Д. Эдельману в 1972 г. присуждена Нобелевская премия.

Еще в 30-е годы А. Комза обнаружил, что удаление тимуса приводит к нарушению иммунитета. Однако истинное значение этого органа было выяснено после того, как в 1961 г. австралийский ученый Дж. Миллер произвел неонатальную тимэктомию у мышей, после которой развивался специфический синдром иммунологической недостаточности, в первую очередь, клеточного иммунитета. Многочисленные исследования показали, что тимус - центральный орган иммунитета. Интерес к тимусу особенно резко возрос после открытия в 70-х годах его гормонов, а также Т - и В-лимфоцитов.

В 1945-1955 гг. опубликован ряд работ, в которых было показано, что при удалении у птиц лимфоэпителиального органа, именуемого сумкой Фабрициуса, снижается способность вырабатывать антитела. Таким образом, выяснилось, что существует две части иммунной системы - тимусзависимая, отвечающая за реакции клеточного иммунитета, и зависимая от сумки Фабрициуса, влияющая на синтез антител. Дж. Миллер и английский исследователь Г. Кламан в 70-е годы впервые показали, что в иммунологических реакциях клетки этих двух систем вступают в кооперативное взаимодействие между собой. Изучение клеточных коопераций является одним из центральных направлений современной иммунологии.

В 1948 г. А. Фагреус установила, что антитела синтезируют плазматические клетки, а Дж. Гоуенс путем переноса лимфоцитов в 1959 г. доказал роль лимфоцитов в иммунном ответе.

В 1956 г. Жан Доссе с сотрудниками открыли систему антигенов гистосовместимости HLA у человека, что позволило производить типирование тканей.

Мак Деввит в 1965 г. доказал, что гены иммунологической реактивности (Ir-гены), от которых зависит способность реагировать на чужеродные антигены, принадлежат к главному комплексу гистосовместимости. В 1974 г. П. Цинкернагель и Р. Догерти показали, что антигены главного комплекса гистосовместимости являются объектом первичного иммунологического распознавания в реакциях Т-лимфоцитов на различные антигены.

Важное значение для понимания механизмов регуляции деятельности иммунокомпетентных клеток и их взаимодействий со вспомогательными клетками имело открытие в 1969 г. Д. Дюмондом лимфокинов, продуцируемых лимфоцитами, и создание Н. Ерне в 1974 г. теории иммунорегуляторной сети «идиотип-антиидиотип».

Огромное значение для развития иммунологии, наряду с полученными фундаментальными данными, имели новые методы исследований. К ним относятся методы культивирования лимфоцитов (П. Новелл), количественного определения антителообразующих клеток (Н. Ерне, А. Нордин), колониеобразующих клеток (Мак Куллоч), методы культивирования лимфоидных клеток (Т. Мейкинодан), обнаружения рецепторов на мембранах лимфоцитов. Возможности использования иммунологических методов исследований и повышение их чувствительности значительно увеличилось в связи с внедрением в практику радиоиммунологического метода. За разработку этого метода американской исследовательнице Р. Ялоу в 1978 г. присуждена Нобелевская премия.

На развитие иммунологии, генетики и общей биологии оказала важное воздействие гипотеза, высказанная в 1965 г. В. Дрейером и Дж. Беннетом, о том, что легкая цепь иммуноглобулинов кодируется не одним, а двумя разными генами. До этого общепринятой была гипотеза Ф Жакоба и Ж. Моно, согласно которой синтез каждой молекулы белка кодируется отдельным геном.

Период изучения субпопуляций лимфоцитов и гормонов тимуса

Очередным этапом развития иммунологии явилось изучение субпопуляций лимфоцитов и гормонов тимуса, оказывающих как стимулирующее, так и ингибирующее влияние на иммунный процесс.

К периоду последних двух десятилетий относится доказательство существования в костном мозге стволовых клеток, способных трансформироваться в иммунокомпетентные клетки.

Достижения иммунологии за последние 20 лет подтвердили идею Бернета о том, что иммунитет - явление гомеостатического порядка и по своей природе направлено, в первую очередь, против клеток-мутантов и аутоантигенов, появляющихся в организме, а антимикробное действие - частное проявление иммунитета. Таким образом, инфекционная иммунология, долгое время развивающаяся как одно из направлений микробиологии, явилась базой возникновения новой области научных знаний - неинфекционной иммунологии.

Современная иммунология

Главной задачей современной иммунологии является выявление биологических механизмов иммуногенеза на клеточном и молекулярном уровнях. Исследуются структура и функции лимфоидных клеток, свойства и характер физико-химических процессов, протекающих на их мембранах, в цитоплазме и органоидах. В результате этих исследований сегодня иммунология близко подошла к познанию интимных механизмов распознавания, синтеза антител, их структуры и функций. Значительные успехи достигнуты в изучении рецепторов Т-лимфоцитов, клеточных коопераций и механизмов клеточных иммунных реакций.

Заключение

иммунология наука гормон микробиология

Развитие иммунологии привело к выделению в ней ряда самостоятельных направлений: общей иммунологии, иммунотолерантности, иммунохимии, иммуноморфологии, иммуногенетики, иммунологии опухолей, трансплантационной иммунологии, иммунологии эмбриогенеза, аутоиммунных процессов, радиоиммунной иммунологии, аллергии, иммунобиотехнологии, экологической иммунологии и др..

Список используемой литературы

1. Воробьев А.А. «Микробиология». Учебник для студентов мед. ВУЗов, 1994.

2. Коротяев А.И. «Медицинская микробиология, вирусологи

3. Покровский В.И. «Медицинская микробиология, иммунология, вирусология». Учебник для студентов фарм. ВУЗов, 2002.

4. Борисов Л.Б. «Медицинская микробиология, вирусология и иммунология». Учебник для студентов мед. ВУЗов, 1994.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Задачи медицинской микробиологии, вирусологии, иммунологии и бактериологии. История развития микробиологии на мировом уровне. Изобретение микроскопа А. Левенгуком. Зарождение отечественной бактериологии и иммунологии. Работы отечественных микробиологов.

реферат , добавлен 16.04.2017


Микроорганизмы как важный фактор естественного отбора в человеческой популяции. Их влияние на круговорот веществ в природе, нормальное существование и патологии растений, животных, человека. Основные этапы развития микробиологии, вирусологии, иммунологии.

реферат , добавлен 21.01.2010


Состав и направления деятельности кафедры микробиологии и иммунологии. Принципы работы в микробиологической лаборатории. Подготовка посуды и инструментов. Техника отбора проб, посева и приготовления питательных сред. Методы идентификации микроорганизмов.

отчет по практике , добавлен 19.10.2015


Основные типы лимфоцитов по функциональным и морфологическим признакам как клеток иммунной системы и ее ключевого звена. Дезоксирибонуклеазы секреторных гранул лимфоцитов периферической крови пациентов с АБА. Методы выделения и изучения лимфоцитов.

курсовая работа , добавлен 07.12.2013


Наука, изучающая микроорганизмы, их систематику, морфологию, физиологию, наследственность и изменчивость. Методы и цели микробиологии, этапы становления. Ученые, внесшие существенный вклад в развитии микробиологии, ее практическое значение и достижения.

презентация , добавлен 14.12.2017


Общая характеристика B-лимфоцитов. Характеристика субпопуляций, рецепторы и маркеры В-лимфоцитов. Антигенраспознающие рецепторы B-клеток: общая характеристика. Субпопуляции В-лимфоцитов, распознание антигенов рецепторами иммуноглобулиновой природы.

реферат , добавлен 02.10.2014


Система иммунитета организма и ее функции. Виды клеток иммунной системы (лимфоциты, фагоциты, гранулярные лейкоциты, тучные клетки, некоторые эпителиальные и ретикулярные клетки). Селезенка как фильтр крови. Клетки-убийцы как мощное оружие иммунитета.

презентация , добавлен 13.12.2015


Жизненный и творческий путь Ильи Ильича Мечникова – выдающегося русского ученого-биолога. Вклад Мечникова в развитие иммунологии. Фагоцитарная теория иммунитета. Развитие идей И.И. Мечникова в России и за рубежом, их практическое воплощение в жизнь.

реферат , добавлен 25.05.2017


Определение понятия "гормон". Ознакомление с историей изучения эндокринных желез и гормонов, составлением их общей классификации. Рассмотрение специфических особенностей биологического действия гормонов. Описание роли рецепторов в данном процессе.

презентация , добавлен 23.11.2015


Возникновение микробиологии как науки. Изобретение микроскопа Левенгуком. Изучение природы брожения. Заслуги Р. Коха в изучении микроорганизмов как возбудителей заразных болезней. Исследование инфекции и иммунитета. Развитие ветеринарной микробиологии.