Файл: Тема 1 Введение в иммунологию как в науку. Иммунитет и классификация иммунитета.pdf

1
Тема 1: Введение в иммунологию как в науку. Иммунитет и классификация
иммунитета.
Вопросы к теме:
1. История развития иммунологии.
2. Иммунитет и классификация иммунитета.
1. История развития иммунологии
На протяжении тысячелетий человечество было совершенно беззащитным перед инфекционными болезнями. Древние письменности различных цивилизаций донесли до нас сведения об ужасных эпидемиях, опустошающих большие города и процветающие страны. Колоссальные потери несло человечество в Средние века и даже в более поздний период от чумы, оспы, холеры и других инфекционных болезней.
В основе иммунологии лежат наблюдения древних народов, так, например, уже в те времена было известно, что чумой повторно не заболевают. В Древнем Египте и
Древней Греции переболевших чумой привлекали к уходу за больными и захоронению трупов. Отсюда и родилась идея преднамеренно заражать здоровых от тех больных, у которых заболевание протекало в легкой форме. Несколько веков тому назад в Турции и на Ближнем Востоке для профилактики оспы детям в скарифицированную кожу втирали гной из пустул больных оспой людей. Такое заражение обычно вызывало заболевание оспой в легкой форме, и создавало невосприимчивость к последующему заражению.
Этот метод профилактики оспы получил название вариоляции. Однако в дальнейшем выяснилось, что метод вариоляции далеко не безопасен, так как иногда приводит к заболеванию оспой в тяжелой форме и к смерти, а привитые особи сами становятся источником инфекции.
С давних времен было известно, что люди, переболевшие коровьей оспой, которая у человека протекает всегда в легкой форме, не заболевают натуральной оспой. В конце
XVIII в. английский врач Э. Дженнер сделал новый шаг в направлении внедрения в практику оспопрививания.
В течение 25 лет многочисленными наблюдениями он проверял предположение о том, что заражение коровьей оспой предупреждает заболевание натуральной оспой, и пришел к заключению о его справедливости В 1796 г. он привил материал из гнойника женщины, заразившейся оспой от коровы, восьмилетнему мальчику. Спустя несколько дней у мальчика поднялась температура, и появился гнойник на месте введения инфекционного материала. Затем все эти явления исчезли. Спустя шесть недель ему ввели материал от оспенного больного, но он не заболел.
Этим опытом впервые была установлена возможность предупреждения заболевания оспой. Э. Дженнер доказал, что заражение коровьей оспой человека вызывает только местный воспалительный процесс и что коровью оспу можно перевивать другим лицам, создавая невосприимчивость к натуральной оспе. В 1798 г. Э. Дженнер сообщил в печати о своих наблюдениях и разработанном методе прививок оспы человеку. Метод получил широкое распространение в Англии и других странах Европы, вследствие чего резко снизилась заболеваемость оспой. Хотя Э. Дженнер оказал величайшую услугу человечеству и еще при жизни заслужил признание, разработанный им метод был эмпирическим не имел научной основы.
Научно обоснованные методы профилактики инфекционных болезней были разработаны великим французским ученым Л. Пастером. В 1880 г. он изучал куриную холеру. В одном из опытов для заражения кур Пастер использовал старую культуру возбудителя куриной холеры, хранившуюся длительное время при температуре 37ە С. При этом часть инфицированных кур выжила, хотя при заражении суспензией суточной культуры все подопытные птицы обычно погибали. Выживших кур повторно заразили уже свежей культурой холеры, но вопреки ожиданиям они не погибли. Из этого опыта Л.
Пастер сделал заключение, что микробы могут терять способность вызывать гибель

2 животных вследствие изменения их биологических свойств — снижения вирулентности, наступившей при длительном хранении культуры возбудителя.
В 1880 г. Л. Пастер сообщил об этом эксперименте в Парижской академии наук, высказав при этом гениальную догадку о возможности предупреждения инфекционных болезней ослабленными микробами. После этих наблюдений Л. Пастер приступил к изготовлению микробных препаратов для профилактики сибирской язвы. Снижение вирулентности сибиреязвенного микроба было достигнуто путем длительного выращивания его при 42,5°С. Эффективность разработанного Пастером метода публично была продемонстрирована в эксперименте на животных, предварительно дважды иммунизированных ослабленной культурой (24 подопытные овцы, шесть телят и один козел). После введения вирулентной культуры сибирской язвы все подопытные животные оставались живыми, а контрольные погибли от сибирской язвы. Л. Пастер в честь первооткрывателя предохранительных прививок против оспы Э. Дженнера назвал ослабленные куль туры возбудителей
вакциной (от лат. vacca — корова).
В дальнейшем Л. Пастер совместно с Э. Ру получил ослабленный вирус бешенства путем перевивки инфекционного материала от больных бешенством собак кроликам и от кроликов кроликам. Такой вирус был назван фиксированным вирусом бешенства. Л.
Пастер применил вакцину для лечения мальчика, которого укусила больная собака. После проведения курса вакцинации мальчик выжил. Это был первый в истории человечества случай спасения от бешенства.
Разработанные Л. Пастером принципы получения вакцин и методы их применения для профилактики инфекционных болезней успешно используют уже на протяжении более 100 лет.
Основу иммунологии как науки заложили работы И. И. Мечникова. На основании широких исследований реакции организма на чужеродные вещества И. И. Мечников разработал фагоцитарную теорию иммунитета, согласно которой защита организма от проникших в него микробов осуществляется при помощи фагоцитов — подвижных клеток мезенхимального происхождения, захватывающих чужеродные вещества и переваривающих их.
Фагоцитоз при инфекции И. И. Мечников рассматривал не как специфическую реакцию, а как частное проявление трофической функции. Это была первая экспериментально обоснованная теория иммунитета, когда И. И. Мечников ввел понятие
«клеточный иммунитет».
К 1885 г. в учении об иммунитете определилось два противоборствующих направления. Одно из них возглавлял И. И. Мечников. Он развивал теорию клеточного иммунитета и рассматривал фагоцитоз как основной фактор защиты организма от инфекции. Второе направление представлял немецкий ученый П. Эрлих, который считал, что основным защитным механизмом от инфекции являются гуморальные факторы сыворотки крови.
К концу XIX в. выяснилось, что эти две точки зрения дополняют друг друга, а не взаимоисключают. Представители обоих направлений внесли существенный вклад в развитие иммунологии. В 1908 г. за развитие учения об иммунитете И. И. Мечников и П.
Эрлих были удостоены Нобелевской премии.
Созданная И. И. Мечниковым фагоцитарная теория иммунитета и разработанные
Л. Пастером принципы получения и применения вакцин заложили фундамент иммунологии. Таким образом, Л. Пастер и И. И. Мечников явились основоположниками иммунологии.
В дореволюционной России противомикробный иммунитет изучали ученые, беззаветно служившие делу науки. Им принадлежит большая заслуга в области изучения иммунитета животных при особо опасных инфекциях: сибирской язве, сапе, чуме и

3 перипневмонии крупного рогатого скота. В 1883 г. Л. С. Ценковский вслед за Л. Пастером создал отечественные вакцины (I и II) против сибирской язвы. В 1891 г. впервые в истории науки X. И. Гельман совместно с О. И. Кальнингом приготовили маллеин для диагностики сапа лошадей.
Становлению и дальнейшему изучению противомикробного иммунитета способствовали труды С. Н. Вышелесского, Н. А. Михина, М. В. Рево, Я. Р. Коваленко, В.
В. Никольского, П. М. Базылева, С. Г. Колесова, X.Г. Гизатуллина, X. X. Абдуллина и др.
Удостоены Государственной премии СССР исследователи, достигшие больших успехов в создании оригинальных высокоэффективных иммунных препаратов, среди них: Н. В.
Лихачев, А. А. Волкова, С. Я. Любашенко, И. И. Кулеско, А. X. Саркисов и др.
Основные задачи практической иммунологии включают в себя:
1) изучение закономерностей формирования устойчивости макроорганизма к инфекционным болезням (иммунитет);
2) разработку и совершенствование методов серологической и аллергической диагностики инфекционных болезней;
3) изыскание и применение биопрепаратов (вакцины, иммунные сыворотки, гамма_глобулины, бактериофаги) для специфической профилактики и лечения инфекционных болезней животных.
2. Иммунитет и классификация иммунитета
Иммунитет (от лат. immunitas — освобождение или избавление от чего-либо) — состояние невосприимчивости организма к воздействию патогенных микробов, их токсинов и других чужеродных веществ биологической природы.
Организм человека и животных весьма точно дифференцирует «свое» и «чужое», обеспечивая таким образом, защиту от внедрения не только патогенных микробов, но и чужеродных веществ. Следовательно, главное назначение иммунитета состоит в распознавании «своего» и «чужого», что жизненно важно. Поступление во внутреннюю среду организма веществ с признаками чужеродной информации (макромолекул белков, полисахаридов и др.) грозит нарушением структурного и химического состава этого организма. Количественное и качественное «постоянство» внутренней среды, называемое
гомеостазом, обеспечивают процессы саморегулирования во всех живых системах.
Иммунитет — одно из проявлений гомеостаза. В этой связи иммунитет является свойством всего живого: человека, животных, растений и даже бактерий.
Система органов и клеток, осуществляющая реагирование против чужеродных субстанций, получила название иммунной системы организма. Она распределена по всему организму, ее клетки постоянно циркулируют по всему телу через кровоток, она обладает способностью вырабатывать сугубо специфические молекулы антител, различные по своей специфике в отношении каждого антигена.
По происхождению различают два вида иммунитета: врожденный и
приобретенный.
Врожденный иммунитет (естественный, видовой, наследственный, генетический)
— это невосприимчивость к инфекционным агентам, детерминированная в геноме и проявляемая количеством и порядком расположения ганглиозитов определенного типа на поверхности мембран клеток. Этот вид иммунитета свойствен животным определенного вида к определенному возбудителю инфекции и передается из поколения в поколение.
Например, лошади не болеют ящуром; крупный рогатый скот — сапом; собаки — чумой свиней 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, т. е. наличие веществ, блокирующих размножение патогенных микробов. Последние не могут размножаться в организме, и заболевание не возникает. Например, бруцеллы могут размножаться в плаценте только тех видов животных, которые содержат углевод и эритритол.

4
Врожденный иммунитет весьма прочный, но не абсолютный. Так, в естественных условиях куры не болеют сибирской язвой, однако Л. Пастер заразил кур сибиреязвенной бациллой после искусственного переохлаждения, погружая их конечности в холодную воду. И. И. Мечникову удалось вызвать экспериментальный столбняк у лягушки (весьма устойчивой к столбнячному токсину) при перенагревании ее в термостате. Врожденной резистентностью в основном обладают взрослые животные, у новорожденных же во многих случаях видовая устойчивость отсутствует. Например, кролики-сосуны и мышата чувствительны к заражению вирусом ящура.
Весьма чувствительны к вирусам и бактериям развивающиеся куриные эмбрионы, что на практике используют для получения вакцин. Следует учитывать, что животные, не заболевая определенной инфекционной болезнью, могут быть носителями возбудителя и представлять опасность для других видов. Например, человек может быть носителем вируса чумы собак.
Важно отметить, что естественная невосприимчивость — это не только видовой признак, так как среди восприимчивых к определенным видам микробов существуют породы, популяции и линии животных, отличающиеся высокой устойчивостью к данному возбудителю. Так, при высокой чувствительности овец к сибирской язве алжирские овцы отличаются высокой к ней устойчивостью. Свиньи йоркширской породы по сравнению с другими породами устойчивее к роже свиней. Куры породы белый леггорн более устойчивы к пуллорозу, чем птицы других пород.
Приобретенный иммунитет (специфический) — это устойчивость организма только к определенному возбудителю болезни, его характерной особенностью является специфичность. Приобретенный иммунитет подразделяют на естественный и искусственный.
Естественно приобретенный иммунитет делят на активный и пассивный.
Активный
(постинфекционный) иммунитет появляется после естественного переболевания животного.
Естественно приобретенный иммунитет возникает у животных, переболевших без клинически выраженных симптомов. Во многих случаях в организм животного систематически попадают дозы возбудителя меньше той, которая может вызвать заболевание. В этом случае происходит скрытая иммунизация, которая у животных, достигших определенного возраста, создает активный иммунитет к определенному возбудителю. Такое явление называют иммунизирующей субинфекцией.
Естественно приобретенный пассивный иммунитет — это иммунитет новорожденных, приобретенный при поступлении материнских антител через плаценту
(трансплацентарный) либо после рождения через кишечник с молозивом (колостральный или молозивный). У птиц материнские антитела передаются с фракцией желтка
(трансовариальный). Важно отметить, что насыщение кровотока новорожденных животных (жвачных, лошадей, свиней) иммунными фракциями происходит в основном колостральным путем. В связи с этим различают естественно и искусственно вызванный
колостральный иммунитет. Естественный колостральный иммунитет обусловлен антителами, выработанными в организме матери под воздействием различных антигенов окружающей среды, искусственный— специфическими антителами, выработанными при искусственной иммунизации организма матери определенными антигенами (вакцинами) против определенного возбудителя болезни.
Молозиво неиммунизированных коров обладает бактериостатическим и антитоксическим свойствами в отношении многих патогенных микроорганизмов — кишечной палочки, сальмонелл, стафилококков и др. Воспринятые с молозивом ммуноглобулины (антитела) в кишечнике, например новорожденных телят, адсорбируются и неизмененными проходят через стенку кишечника в лимфатическую систему, а затем в кровеносное русло. Следует знать, что у домашних животных

5 кишечник проницаем для молозивных антител лишь в течение первых 24–36 ч, поэтому молозиво новорожденный должен получить как можно раньше и больше с момента рождения. Естественно приобретенный активный иммунитет может сохраняться 1–2 года, но в некоторых случаях и пожизненно (например, у собак, переболевших чумой; у овец, переболевших оспой). Естественно приобретенный пассивный иммунитет обеспечивает состояние невосприимчивости от 2 до 3 х недель.
Искусственно приобретенный иммунитет, в свою очередь также подразделяют на активный и пассивный. Активный (поствакцинальный) возникает в результате иммунизации животных вакцинами. Он развивается в организме в течение 7–14 сут. после вакцинации и сохраняется от нескольких месяцев до одного года и более. Пассивный иммунитет создается при введении в организм иммунной сыворотки, содержащей специфические антитела против определенного возбудителя болезни. Такой иммунитет можно создать и при введении сывороток крови животных_реконвалесцентов
(переболевших данной болезнью), например при ящуре. Пассивный иммунитет, как правило, длится не более 15 сут.
Иммунитет также принято классифицировать по направленности действия защитных механизмов организма на микроорганизмы и их продукты жизнедеятельности
— токсины:
антибактериальный иммунитет: защитные механизмы направлены против патогенного микроба, в результате предотвращается размножение и распространение в нем микроба;
противовирусный
иммунитет:
обусловлен выработкой организмом противовирусных антител и механизмами клеточной защиты;
антитоксический иммунитет: бактерии не разрушаются, но организм больного животного вырабатывает антитела, эффективно нейтрализующие токсины;
иммунитет при протозойных и гельминтозных заболеваниях направлен на обезвреживание и уничтожение возбудителей болезней.
Существует также местный (локальный) иммунитет. Данное понятие было предложено А. М. Безредка в 1925 г. Логическим выводом из теории местного иммунитета послужило изыскание методов локальной иммунизации тканей и органов, представляющих собой ворота инфекции, т. е. первого защитного барьера против инфекционного агента. В связи с этим в практической деятельности стали широко применять аэрогенный и пероральный способы иммунизации.
Если после перенесенной болезни организм освобождается от возбудителя, сохраняя при этом состояние невосприимчивости, то такой иммунитет называют
стерильным. Однако при многих инфекциях иммунитет сохраняется только до тех пор, пока в организме находится возбудитель болезни. В этом случае говорят об
инфекционном или нестерильном иммунитете.
В зависимости от механизмов защиты организма различают гуморальный и
клеточный иммунитеты.
Гуморальный иммунитет — одна из форм приобретенного иммунитета. Он играет важную роль в противоинфекционной защите организма и обусловливается специфическими антителами, выработанными в ответ на чужеродный антиген. При гуморальном иммунитете в крови присутствуют специфические антитела, что наиболее ярко проявляется в нейтрализации бактериальных токсинов антитоксинами (при столбняке, ботулизме, анаэробных инфекциях), в реакции нейтрализации вирусов вируснейтрализующими антителами, в сенсибилизации бактерий к фагоцитозу.
Гуморальный иммунитет включает в себя реакции и механизмы иммунного ответа, обусловленные выработкой в зараженном организме специфических антител. Также считается, что патогенные микроорганизмы, размножающиеся в организме внеклеточно, определяют гуморальный иммунитет.