Содержание:

1. История развития иммунологии как науки.

2. Предмет и задачи иммунологии.

3. Достижения иммунологии.

4. Строение и роль костного мозга в деятельности иммунологии системы.

5. Строение и роль тимуса в деятельности иммунной системы.

6. Строение и роль селезенки в деятельности иммунной системы.

7. Строение и роль лимфатических узлов в деятельности иммунной системы.

8. Строение и роль лимфоидной ткани в деятельности иммунной системы.

9. Происхождение, основные этапы дифференцировки и виды иммунокомпетентных клеток.

1. История развития 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).

Представление о болезни как о наказании содержало в скрытом виде теорию иммунитета. Если болезнь есть кара за грех, то быть незатронутым ею в разгар эпидемии (то есть обладать естественным иммунитетом) автоматически воспринималось как свидетельство благочестивой жизни. Во времена раннего христианства эти представления заметно изменились. Теперь болезнь — искупление и очищение, а выздоровевший, искупивший грехи человек не подлежит новому наказанию, когда чума (болезнь) повторится (приобретенный иммунитет).

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).

По сохранившимся документам, в Константинополе начали прививать оспу с 1701 года. Прививки не всегда заканчивались добром, но в случае эпидемии смертность составляла 15—20 процентов. Переболевшие оспой оставались с некрасивыми щербинами на коже, в том числе и на лице. Поэтому сторонники прививок уговаривали людей решаться на них хотя бы ради красоты лица своих дочерей (как, например, Вольтер в “Философских тетрадях” и Жан Жак Руссо в романе “НоваяЭлоиза”). Из Константинополя в Англию идею и материал для прививки оспы привезла леди Магу Montague. Она сделала вариоляцию своим сыну и дочери и убедила привить детей принцессу Уэльскую. Но прежде чем подвергнуть риску детей из королевской семьи, прививку сделали шести заключенным, пообещав им освобождение, если они хорошо перенесут вариоляцию. Заключенные не заболели, и в 1722 году принц и принцесса Уэльские привили оспу двум своим дочерям, чем подали монарший пример жителям Англии.

В Лондоне в 1746 году был открыт специальный госпиталь Святого Панкраса, в котором желающим прививали оспу. С 1756 года практика вариоляции, также добровольная, имела место и в России. А вот практика карантинов на территориях, охваченных известными тогда заразными болезнями людей и сельскохозяйственных животных, в России существовала на протяжении нескольких столетий, и отнюдь не добровольная, а весьма жесткая. И в этом выражалась забота государства о здоровье еще не зараженного населения и страны в целом.

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 (Bacillusanthracis). 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.

Эмиль Роукс и Л. Пастер показали, что различные штаммы одного и того же микроорганизма проявляют различную патогенность, то есть вызывают клинические симптомы разной степени тяжести. Ими разработаны методы аттенуации микроорганизмов и приготовлены аттенуированные вакцинные штаммы возбудителей куриной холеры, бешенства и антракса. Вакцину от бешенства Л. Пастер испытал на мальчике, которого укусила больная собака. Мальчик не заболел, что было расценено как выдающийся успех. В странах Европы, и ранее всего в России (в Одессе И.И. Мечников), стали открывать так называемые пастеровские станции, где людям, укушенным животными, делали прививки от бешенства.

В истории иммунологии последних 120 лет можно выделить три смены концепций во времени:

I. В конце XIX — начале XX века иммунология выросла из медицинской бактериологии, в первую очередь развивалась серология, ее клинические приложения. В это время (и по сегодняшний день) иммунология сопряжена также с патологической физиологией в исследованиях аллергических реакций, анафилаксии и воспаления в любом его проявлении.

II. Со времени Первой мировой войны в иммунологии набирают силу химические идеи, и до середины 60-х годов XX века преобладает методически и теоретически иммунохимия.

III. С 60-х годов XX века и по настоящее время иммунология все больше превращается в системную дисциплину — иммунобиологию. Идеи и методы иммунологии проникли во все без исключения, в том числе самые частные, медицинские специальности. На сегодня по объему добытых знаний иммунологию признают наиболее разработанной областью биологии и медицины среди всех прочих разделов науки о живом.

В первой половине XX века удалось создать более или менее действенные вакцины против оспы, куриной холеры, сибирской язвы, бешенства и чумы. Но постоянно растет список инфекций, против которых не удается создать эффективных вакцин (туберкулез, лепра, холера, сифилис, большинство вирусных и паразитарных инфекций).

Вакцинные “победы” стали скромнее и даются все с большим трудом. За протективную вакцину против вируса желтой лихорадки Макс Тэйлер получил в 1951 году Нобелевскую премию. Пассивная серотерапия ограничилась дифтерией и столбняком (с использованием лошадиныхантисывороток) и в настоящее время ушла в прошлое. Сейчас клиническое применение имеет только пассивная серотерапия резус-конфликта матери и плода, а также антисыворотки против сильнодействующих ядов. Нильс Йерне, входит в пятерку (если не в тройку) великих иммунологов современности. В 1955 году он сформулировал первую теорию биологической селекции применительно к иммунитету, названную им “naturalselection”. Клональность лимфоцитов — главная теорема иммунологии и по сей день.

Но кроме этого, Н. Йерне предсказал, что распознавание лиганда рецепторами лимфоцитов наследственно связано с главным комплексом гистосовместимости. До недавнего времени количество антителообразующих клеток подсчитывали по методу Н. Йерне.

С его именем связана гипотеза об иммунологической сети — идиотип — антиидиотипические взаимодействия антител с антиантителами (1974г.). В последние годы эту идею вспоминают редко, хотя именно за теорию иммунологической сети Н. Йерне был удостоен Нобелевской премии. Мы не исключаем, что представления об иммунологической сети вновь будут активированы, уже на новом фактическом материале, при попытках понять недостаточно объясненные пока явления толерантности лимфоцитов в процессе постоянных иммунных ответов и многих других неразгаданных загадок иммунитета.

Понятие, “клонально-селекционная теория иммунитета”, принадлежит Ф. Бернету, он пропагандировал и развивал эту теорию, но в вопросах авторства сам ссылался на Н. Йерне.

В 1945 году Рэй Оуэн описал дизиготных телят-близнецов, которые не отторгали трансплантаты друг от друга, связывая это с их эмбриональным парабиозом. Отсюда следовало, что способность к развитию иммунного ответа на конкретные антигены возникает в эмбриональном периоде онтогенеза и зависит от наличия во внутренней среде этих конкретных антигенов. Существование иммунологической толерантности, подтвердил экспериментально Питер Медавар. Он разработал модель искусственной индукции иммунологической толерантности путем инъекции новорожденным мышатам кроветворных клеток от аллогенного донора. В работах 40-х годов ученый “переоткрыл” законы трансплантации и показал, что отторжение трансплантата — это иммунологический феномен, и антитела не являются инструментом отторжения.

Ф. Бернет, объединив мысли и находки нескольких ученых, сформулировал “теорию селекции клонов”:

1) естественные антитела представлены в виде рецепторов на поверхности неких мезенхимальных клеток;

2) антигены при попадании в организм связывают эти рецепторы;

3) наступает пролиферация клона клеток, рецепторы которых связались с антигеном;

4) часть клеток клона становится клетками-памяти;

5) иммунологическая толерантность — результат “выброса клона” (“clonalabortion”), что происходит в определенные критические периоды эмбрионального развития.

Ф. Бернет и П. Медавар удостоены Нобелевской премии за открытие и исследование феномена индуцированной иммунологической толерантности и за понимание того, что толерантность есть свойство клеток иммунной системы, в естественных условиях развивающееся во время эмбриогенеза. Эксперименты Дэвида Талмаджа и ДжошуаЛедерберга в 60-х годах XX века поддержали клеточную селективную теорию иммунитета. Д. Талмадж пришел к выводу (который современные иммунологи подтвердили только в работах в 2000 году и далеко не все принимают это до сих пор), что ограниченное число антител (клонотипов, по терминологии автора) способно связывать гораздо большее множество разнообразных антигенов. Ледерберг сосредоточился на генетике и подошел к мысли о том, что разнообразие антител определяется высокой скоростью соматических мутаций в “иммуноглобулиновом гене” (фактически это предсказание соматической рекомбинации ДНК иммуноглобулиновых генов).

Развивая клеточную клональную теорию, Ф. Бернет полагал:все, что требуется для начала иммунного ответа, — это чтобы мезенхимальные клетки (как потом стало известно, лимфоциты) определенного клона связали свой антиген (singlesignal — единственный сигнал). Авторитет Ф. Бернета был настолько высок, а его представления настолько просты, что на многие годы эта мысль стала общепринятой. Но действительность опять оказалась не так проста. Чем дальше, тем больше накапливалось фактов, показывающих, что лимфоциту, дабы начать иммунный ответ, обязательно нужно получить из внешней для него среды и другие сигналы, кроме связывания антигена. Предсказали 2-сигнальную модель (two-signal), а затем и работали наряду с другими исследователями в ее фактическом доказательстве в 1969 году П. Бретчер и М. Кон, немного позже к ним присоединился Р. Лангман. Им принадлежит термин Т-лимфоциты-хелперы для антителопродуцирующих В-лимфоцитов. В 1972 году К. Лафферти и А. Каннингам показали, что и активация самих Т-лимфоцитов требует двух (с точки зрения того времени) сигналов:1) антигена и 2) обязательного костимуляторного сигнала.