Лекція №9 Введение в иммунологию

1. Предмет и основные вехи развития иммунологии.

2. Понятие об иммунитете. Виды иммунитета.

3. Неспецифические факторы защиты организма.

1. Иммунология – наука об иммунитете. Она изучает проявление,

механизмы и способы управления иммунитетом, а также разрабатывает иммунологические методы диагностики, лечения и профилактики болезней животных и человека. 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 годы она стала обширной, самостоятельной фундаментальной, биологической наукой.

Принято считать, что начало новой науке положили знаменитые опыты английского врача Э.Дженнера (1749-1823). С давних времен люди знали, что больные, перенесшие коровью оспу, не заболевают натуральной. В течение 25 лет Э.Дженнер многочисленными исследованиями проверял эти данные и пришел к заключению, что заражение коровьей оспой предупреждает заболевание натуральной оспой. В 1796 году он привил материал из оспенного гнойника женщины, зараженной коровьей оспой, восьмилетнему мальчику, а спустя 6 недель ему же ввели материал пустул от больного натуральной оспой. Мальчик не заболел. Однако Дженнер не увидел в открытом им способе борьбы с оспой принципа предохранения от других инфекционных болезней. Его открытие дало человечеству лишь способ предупреждения оспы.

Научно обоснованные методы профилактики инфекционных болезней были разработаны великим французским ученым Л.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 37⁰С. Часть зараженных кур выжила, и после повторного заражения свежей культурой куры не погибли. Сопоставив свои опыты с наблюдениями Дженнера, Пастер сформулировал основной принцип создания вакцин из живых микроорганизмов с ослабленной вирулентностью, как способ предохранения от инфекционных заболеваний, т.е. способ искусственной иммунизации. Ослабленные культуры получили название вакцины (Vасса – корова), а метод профилактики – вакцинации. В дальнейшем Пастером были получены вакцины против сибирской язвы и бешенства и другие.

В последствии было установлено, что иммунитет можно создать при вакцинации убитыми микроорганизмами, а также токсинами, выделяемыми микроорганизмами.

К концу Х1Х и в начале ХХ столетия были сделаны многие открытия, создавшие научный фундамент иммунологии. К 1890 году благодаря работам Э.Беринга стало известно, что в ответ на внедрение микробов и их токсинов в организме вырабатываются защитные вещества – антитела. Вскоре П.Эрлих предлагает гуморальную теорию иммунитета, а И.И.Мечников устанавливает феномен фагоцитоза и создает клеточную (фагоцитарную) теорию иммунитета. Затем в 1898-1899 гг. Ж.Борде и Н.Н.Чистович выявили, что не только микробы стимулируют образование антител. В опытах на кроликах они обнаружили, что при введении животным эритроцитов барана или чужеродной сыворотки также вырабатываются антитела. Этот факт послужил отправной точкой для изучения тканей животных разных видов на предмет их способности вызывать образование антител. В результате возникла иммуноморфология и неинфекционная иммунология. Вещества, стимулирующие образование антител, получили название антигенов.

В 1900 году К.Ландштайнер открыл группы крови (А, В, 0) у человека; в 1902 году Ш.Рише установил феномен анафилаксии; в 1905 году К.Пирке ввел понятие “аллергия”; в 1953 году П.Медовар и М.Гашек независимо друг от друга открыли феномен иммунологической толерантности; в 1958 году Ф.Бернет предложил клонально-селекционную теорию иммунитета; в 1959 году Ж.Доссе с соавторами открыли систему антигенов гистосовместимости человека; в 1962 году Ж.Миллер установил роль тимуса как первичного лимфоидного органа; в 1963 году Б.Бенацерраф установил гены иммунореактивности, получивших название Iч генов; в 1975 году Ц.Мильстайн и Д.Кехлер предложили методику получения моноклональных антител. Крупнейшим обобщением последних лет явилось выделение двух независимых, но совместно функционирующих клеточных популяций в иммунном ответе Т- и В-лимфоцитов.

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. Знание механизмов иммунорегуляции является предпосылкой целенаправленного воздействия на иммунный ответ.

2. Иммунитет (от лат. immunitas – освобождение, избавление). Он представляет собой сложный комплекс физиологических приспособлений, которые сохраняют относительное постоянство внутренней среды (гомеостаз) и предохраняют организм от проникновения в него живых тел и веществ, несущих в себе признаки генетически чужеродной информации.

По происхождению иммунитет подразделяется на наследственный и приобретенный. Наследственный (врожденный) или генетический иммунитет передается по наследству. Этот иммунитет вырабатывается в процессе длительной эволюции как универсальный механизм защиты против разнообразных микроорганизмов и чужеродных агентов внешней среды. Этот вид иммунитета свойственен животным определенного вида к определенному возбудителю инфекции и передается из поколения в поколение. Например, лошади не болеют ящуром; кр.рог.скот – сапом; животные – сифилисом и т.д. В основе механизмов врожденного иммунитета к определенным возбудителям лежит отсутствие в клетках организма рецепторов и субстратов, необходимых для адгезии и размножения возбудителя, наличие веществ, блокирующих размножение патогенных микробов.

Приобретенный иммунитет возникает в течение жизни. Он бывает естественным и искусственным, каждый из которых может быть активным и пассивным. Естественный активный иммунитет появляется в результате контакта с возбудителем (после перенесенного заболевания или после скрытого контакта без проявления симптомов болезни). Естественный пассивный иммунитет возникает в результате передачи от матери к плоду через плаценту (трансплацентарный), либо уже после рождения через кишечник с молозивом (колостральный или молозивный). У птиц (напр, кур) материнские антитела передаются с лецитиновой фракцией желтка (трансвариальный).

Естественно приобретенный активный иммунитет может сохраняться 1-2 года, в некоторых случаях – пожизненно (напр., у собак, переболевших чумой; у овец, переболевших оспой). Естественно приобретенный (пассивный) – от нескольких недель до нескольких месяцев.

Искусственный активный иммунитет индуцируется после введения в организм вакцин, содержащих микроорганизмы или их субстанции – антигены. Поствакциональный иммунитет создает невосприимчивость через 10-14 дней и продолжается в зависимости откачества вакцины и индивидуальных особенностей организма от нескольких месяцев до нескольких лет и на всю жизнь. Искусственный пассивный иммунитет возникает в организме в зависимости от путей введения сывороток и гамма-глобулинов через несколько часов, самое позднее спустя сутки и продолжается в течение, как правило, 2-3 недель. Пассивная иммунизация применяется главным образом с лечебной целью.

По реагирующим системам различают местный и общий иммунитет. В местном иммунитете участвуют неспецифические факторы защиты, а также секреторные иммуноглобулины, которые находятся на слизистых оболочках кишечника, бронхов, носовой полости и т.д.

Различают также противоинфекционный и неинфекционный иммунитет.

Противоинфекционный иммунитет – совокупность реакций системы иммунитета, направленных на удаление инфекционного агента – возбудителя заболевания. В зависимости от вида инфекционного агента различают:

1. Антибактериальный, который может быть стерильным и не стерильным. При стерильном - микроорганизмы из организма удаляются, а иммунитет сохраняется. При не стерильном - для поддержания иммунитета необходимо присутствие в организме небольшого количества микроорганизмов (туберкулез, бруцеллез, сифилис);

2. Антитоксический;

3. Противовирусный;

4. Противогрибковый;

5. Противопаразитарный.

Неинфекционный иммунитет – совокупность реакций систем

иммунитет, направленных на неинфекционных биологически активные агенты – антигены. В зависимости от природы этих антигенов различают:

1. Аутоиммунитет – на собственные антитела (белки, липопротеиды, гликопротеиды):

2. Трансплатационный – при пересадке органов и тканей;

3. Противоопухолевый;

4. Репродуктивный – в системе « мать-плод» на антигены плоды, т.к. он отличается по ним за счет генов, полученных от отца.

3. Под неспецифическими факторами защиты понимают врожденные

внутренние механизмы поддержания генетического постоянства организма, обладающие широким диапазоном противомикробного действия и именно они вступают в качестве первого защитного барьера на пути внедрения инфекционного агента. К ним относят естественную неспецифическую резистентность организма и неспецифические факторы истинного иммунитета. К неспецифической резистентности относят: ареактивность клеток обусловленную генотипом (по сути дела служащую основой видового иммунитета), наружные покровы (кожа, слизистые оболочки), механические факторы (слущивание эпителия, движение ресничек и секретов, чихание, кашель), физические факторы (температура), химические вещества (бактерицидное действие соляной, молочной, жирных кислот, ряда ферментов), микробы-антогонисты.

Неспецифические факторы истинного иммунитета включают клетки и гуморальные факторы. Клеточные факторы - это фагоциты, которые обычно делят на две основные категории: микрофаги – полиморфноядерные лейкоциты (в основном нейтрофилы) и макрофаги – моноциты (циркулирующие клетки периферической крови) и клетки ретикулоэндотелиальной системы, объединяющей мигрирующие и фиксированные фагоциты тканей: гистиоциты, полибласты, клетки селезенки, печени, костного мозга, ретикулярные, эндотелиальные и другие). Данные виды клеток способны осуществлять поглощение и переваривание микробов. Завершенный фагоцитоз заканчивается разрушением микроба. При незавершенном – микробные клетки остаются жизнеспособными (при туберкулезе, вирусных и грибковых инфекциях). Макрофаги кроме фагоцитоза выполняют регуляторные и эффекторные функции, кооперативно взаимодействуя с лимфоцитами в ходе специфического иммунного ответа.

К гуморальным факторам относят: неспецифические глобулины, лизоцим, комплемент, пропердин, интерферон, ингибиторы сыворотки крови, С-реактивный белок и другие.

Нормальные антитела вырабатываются в организме как любой белок. Они высокоэффективны, способны фиксировать некоторые вещества (бактерии, продукты клеточного распада, гормоны, ферменты) и нейтрализовать их вредное действие, повышать активность фагоцитоза, выполняя роль опсонинов.

Лизоцим. Лизосомальный фермент, содержащийся в слезах, слюне, носовой слизи, сыворотке крови, молоке, секрете слизистых оболочек, белке яиц кур. Лизоцим устойчив к нагреванию (инактивируется при кипячении), обладает свойством лизировать живые и убитые, в основном грам “+” микроорганизмы.

Комплемент. Сложная система белков, включающая около 30 различных белков сыворотки крови, получивших обозначение от С1, С2, С3 и т.д. В крови система комплемента циркулирует в виде инертных предшественников. Существует два пути активации системы комплемента – классический и альтернативный, различающиеся пусковыми механизмами. При классическом пути происходит связывание первого компонента комплемента С1 с иммунными комплексами (антиген + антитело), затем последовательно включаются остальные фракции комплемента. При альтернативном пути активации комплемента активаторами служат непосредственно сами вирусы, бактерии или экзотоксины при участии белка сыворотки крови – пропердина. В альтернативном пути не участвуют компоненты С1, С2, С4.

Действуя на микробы как литический фактор, комплемент повышает бактерицидную активность сыворотки крови, усиливает фагоцитоз, способен лизировать клетки особочувствительных бактерий (вибрионы, сальмонеллы, эшерихии), а также тканевые клетки (гемолиз эритроцитов), участвует в иммунологических реакциях.

Интерферон. Группа белковых веществ, принимающих участие в регуляции различных механизмов иммунного ответа: усиливает цитотоксическое действие сенсибилизированных лимфоцитов и К-клеток, оказывает антипролиферативное и противоопухолевое действие и др. Индукторами образования интерферона являются вирусы, бактерии, токсины, митогены и др., вырабатываемые различными клетками, а отсюда и названия: -интерферон-лейкоцитарный; -интерферон-фибробластный; -интерферон-иммунный – лимфоцитами и макрофагами.

С-реактивный белок – белок острой фазы воспаления. При участии ионов Са он неспецифично связывается с микроорганизмами и активирует систему комплемента по классическому пути (если у микроорганизмов есть фосфорилхолин).