И и мечников и его учение о невосприимчивости к инфекционным болезням

Медицинская микробиология оформилась в самостоятельную науку во второй половине XIX века. За короткий срок развития (100 с лишним лет) микробиология обогатила медицину блестящими достижениями и ее применение стало необходимым в разнообразных областях медицинской теории и практики. Практически нет ни одной отрасли медицины, не связанной с микробиологией, в которую, помимо бактериологии, сейчас входят вирусология и иммунология.

Последующее развитие микробиологии и становление ее как науки (физиологический период развития) связаны с именем Л. Пастера (1822—1895). Первые работы Пастер (химик по образованию) посвятил изучению асимметрии виннокислых солей и уже в этой области приобрел известность, открыв явление изомерии. Но во всем мире он получил признание благодаря изучению микробиологии, сделав ряд открытий. Так, Пастер блестяще подтвердил предсказание философа и физика XVII века Бойля о том, что природу заразных болезней постигнет тот, кто объяснит явление брожения: в 1860 г. Пастер установил природу спиртового брожения, в 1861 г. — молочнокислого, уксуснокислого и маслянокислого, открыв при этом новый тип дыхания— анаэробиоз. Затем тем же путем, перенося микроорганизмы в соответствующие, ранее стерилизованные, среды и вызывая их разложение, Пастер установил микробную природу гниения. Эти открытия явились логическим продолжением мысли гениального ученого о невозможности самопроизвольного зарождения жизни в современный период существования Земли. Приняв участие в споре, продолжавшемся в течение сотен лет, и исходя из наблюдений о вездесущности микробов, Пастер провел исследования, в которых обеспечивалось предохранение питательных сред от попадания в них микробов из окружающей среды. Доказав невозможность самопроизвольного появления живых существ в простерилизованпых средах, Пастер разрешил веками продолжавшийся спор и получил премию, присужденную Французской академией наук за решение этой важной проблемы. Сделанные им открытия были положены в основу созданных английским хирургом Д. Листером принципов и разработки методов антисептики и асептики. Следующий этап в жизни Луи Пастера — изучение болезней вина, пива и шелковичных червей и мер борьбы с ними — начало медицинской микробиологии. Суждения ученого логичны: причиной заразных болезней являются все те же живые микробы, определенные виды которых вызывают брожение или гниение. Введенный Пастером в 1877 г. метод получения чистых культур бактерий вне организма или той естественной природной среды, где микробы находятся, открыл новую эпоху в микробиологии и обеспечил ее развитие в ближайшие годы. Пастеру принадлежит честь открытия возбудителя куриной холеры, родильной горячки, септицемии, остеомиелита, одного из возбудителей газовой гангрены. Пастером были разработаны научные основы классические работы которого привели к созданию учения о фагоцитозе.

Теория фагоцитоза была доложена И. И. Мечниковым в 1883 г. на VII съезде русских естествоиспытателей и врачей в Одессе. В противовес односторонней этиологической на правленности мнения Коха и его учеников И. И. Мечников впервые научно аргументировал роль и активность самого организма в инфекционном процессе, объединив бактериологию с патологией, создав новое направление в медицине. В 1886 г. И. И. Мечников организовал и возглавил первую в России бактериологическую станцию в Одессе. Его учениками и последователями были известные отечественные ученые: Г. Н. Габричевский, А. М. Безредка, Н. Г. Савченко, П. В. Циклинская, Л. А. Тарасевич, Н. Ф. Гамалея, Н. Я. Чистович и Ф. Я. Чистович и многие другие. Общественная деятельность И. И. Мечникова навлекла на него преследования царского правительства, и в 1888 г. ученый вынужден был покинуть родину. Последние 20 лет жизни он работал в Париже в Институте Пастера, но, оставаясь русским подданным, ученый патриот часто приезжал в Россию, содействовал развитию отечественной медицинской науки. Совместно с французским микробиологом Эмилем Ру в 1903 г. И. И. Мечников разработал метод воспроизведения экспериментального сифилиса.

Учение о фагоцитозе явилось основой для понимания сущности воспаления как активной реакции организма против микробов, в которой фагоцитарная активность клеток организма обеспечивает устойчивость, сформировавшуюся в процессе эволюционного развития человека. Одновременно с И. И. Мечниковым невосприимчивость к инфекционным болезням исследовал Пауль Эрлих (1854—1915), создавший гуморальную теорию иммунитета (от humor — жидкость). Эта теория основывалась на накапливающихся фактах, свидетельствующих о защитной роли сыворотки крови, которая содержит особые вещества — антитела. Были получены антитоксические сыворотки против ядов дифтерийной, столбнячной палочки, возбудителя ботулизма и др., примененные в лечении соответствующих заболеваний. Длительная и упорная борьба мнений между сторонниками клеточной и гуморальной теорий иммунитета стимулировала проведение большого числа исследований, результатом которых явились создание более совершенных лабораторных методов диагностики инфекционных болезней, получение вакцин для профилактики и другие полезные для практики предложения, а главное — установление общепризнанного теперь факта, что невосприимчивость к инфекционным заболеваниям зависит как от клеточного (фагоцитарного), так и от гуморального факторов. За разработку учения об иммунитете И. И. Мечников и П. Эрлих в 1908 г. были удостоены Нобелевской премии. Современная иммунология родилась как учение о невосприимчивости к инфекционным заболеваниям.

Русскому ученому Д. И. Ивановскому принадлежит честь открытия фильтрующихся вирусов (1892). Опыты Д. И. Ивановского по методу выполнения были простыми: сок, выжатый из листьев табака, пораженных мозаичной болезнью, фильтровался через специальные каолиновые фильтры и фильтратом заражались свежие листья, в результате чего у растения развивалось заболевание. Год описания этих опытов (1892) считают годом открытия вирусов, а Д. И. Ивановского — первооткрывателем их и основоположником вирусологии, которая сейчас сформировалась в самостоятельную науку. Вслед за установленнием Д. И. Ивановским вирусной природы болезней растений были открыты вирусы, патогенные для животных и человека. Вирусы — враги не только человека, животных и растений; они являются также невидимыми противниками бактерий. По своим размерам вирусные частицы занимают место между наименьшими живыми клетками и самыми крупными молекулами химических соединений. К настоящему времени вирусологи открыли уже несколько сотен вирусов.

Дата публикования: 2015-02-03 ; Прочитано: 2179 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2020 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

Илья Мечников и Пауль Эрлих

Можно ли день доклада считать днем рождения первой научно обоснованной теории, объясняющей механизмы невосприимчивости к инфекционным болезням?

Конечно, нет. Доклад уже формулировал мысли, родившиеся в голове ученого много раньше, во время работы. Отдельные элементы теории были опубликованы раньше в статьях и докладах.

Но назвать эту дату днем рождения великой иммунологической дискуссии можно.

Эта дискуссия длилась 15 лет. Жестокая война, в которой цвета одной точки зрения были на знамени, поднятом И.И. Мечниковым. Цвета другого знамени защищали такие великие рыцари бактериологии, как Беринг, Пфейффер, Кох, Эммерих. Возглавлял их в этой борьбе Пауль Эрлих — автор принципиально иной теории иммунитета. Удары-эксперименты, опровергающие, уточняющие, подтверждающие, следовали с обеих сторон, как в ответ на удар, так и предупреждая очередной. Воины не искали выгод для себя. Они не искали территорий, контрибуций, не распространяли власть. Их война не уносила человеческие жизни.

Они искали решение одного вопроса. Они хотели раскрыть еще одну тайну природы.

Они боролись со смертью, за жизнь многих людей, не теряя при этом жизни сражающихся, лишь иногда рискуя только собственной. Это настоящая, справедливая война, и притом для обеих сражающихся сторон.

Теории Мечникова и Эрлиха исключали одна другую. Спор велся не за закрытой дверью, а перед лицом всего мира. На конференциях и съездах, на страницах журналов и книг — всюду скрещивали оружие очередные экспериментальные выпады и контрвыпады оппонентов. Оружием были факты. Только факты.

Он обнаружил их у самых разных животных. У морской звезды и у червей, у лягушек и кроликов и, конечно, у человека. У всех представителей царства животных в тканях и в крови присутствуют специализированные клетки — фагоциты.

Самое интересное — это, конечно, фагоцитоз бактерий.

Вот ученый вводит в ткани лягушки возбудителей сибирской язвы. К месту введения микробов стекаются фагоциты. Каждый фагоцит захватывает одну, две, а то и десяток бацилл. Клетки пожирают эти палочки и переваривают их: внутри они растворяются.

Так вот он, таинственный механизм невосприимчивости! Вот как идет борьба с возбудителями заразных болезней. Теперь понятно, почему один человек заболевает во время эпидемии холеры (да и не только холеры!), а другой нет. Значит, главное — это количество и активность фагоцитов.

А в то же самое время в начале восьмидесятых годов ученые Европы, особенно в Германии, несколько по-иному — вернее, совсем по-иному — расшифровывали механизм иммунитета. Они считали, что микробы, оказавшиеся в организме, уничтожаются вовсе не клетками, а специальными веществами, находящимися в крови и других жидкостях организма. Концепция получила название гуморальной, то есть жидкостной.

Что делает Мечников?

Он не ругает оппонента, не пишет памфлетов. Свою фагоцитарную теорию он сформулировал до того, как увидел пожирание клетками именно микробов краснухи. Он не призывает на помощь авторитеты. Он воспроизводит опыт Эммериха. Мюнхенский коллега ошибся. Даже через 4 часа микробы еще живы. Мечников сообщает результаты своих опытов Эммериху.

Что делает Эммерих?

Он снова повторяет свои эксперименты и убеждается в своей ошибке. Он убеждается, что микробы краснухи гибнут через 8—10 часов. А это как раз то время, которое и нужно фагоцитам для своей работы. В 1891 году Эммерих сам публикует опровергающие себя работы.

1891 год. Очередной Международный гигиенический конгресс. Теперь он собрался в Лондоне. В дискуссию вступает Эмиль Адольф Беринг — также немецкий бактериолог, Имя Беринга навсегда останется в памяти людей. Имя это связано с открытием, спасшим миллионы людских жизней. Беринг — создатель противодифтерийной сыворотки.

Последователь гуморальной теории иммунитета, Беринг сделал очень логичное предположение. Если животное перенесло в прошлом какую-нибудь заразную болезнь и у него, у этого животного, создался иммунитет, то и сыворотка крови, то есть бесклеточная часть крови, должна повысить свою бактериоубийственную силу. Если это так, то можно искусственно вводить животным микробы, ослабленные или малые количества. Можно искусственно получить такой иммунитет. И сыворотка этого животного должна убивать соответствующие микробы. Предположение подтвердилось, и к Лондонскому конгрессу Беринг создал противостолбнячную сыворотку. Чтобы ее получить, он вводил кроликам яд столбнячных бацилл, постепенно увеличивая дозу его. А теперь надо проверить силу этой сыворотки против столбнячных палочек. Надо крысу, кролика или мышь заразить столбняком, а потом ввести противостолбнячную сыворотку, то есть сыворотку крови иммунизированного кролика. Болезнь не развивалась. Животные оставались живыми. То же самое Беринг проделал и с дифтерийными палочками. И именно так ее стали лечить у детей и лечат до сих пор, используя сыворотку заранее иммунизированных лошадей. В 1901 году Беринг за это получил Нобелевскую премию.

Но при чем здесь клетки-пожиратели? Вводили сыворотку крови. Вводили ту часть крови, где нет клеток. И эта сыворотка помогла бороться с микробами. Значит, дело не в клетках. Никакие клетки, никакие фагоциты в организм не вводили, и тем не менее он получает какое-то оружие против микробов. Значит, клетки ни при чем. Что-то есть в бесклеточной части крови. Значит, верна теория гуморальная. Значит, фагоцитарная теория не верна.

В результате такого удара ученый получает толчок к новой работе, к новым исследованиям. Начинается… вернее, продолжается поиск, и, естественно, Мечников опять отвечает экспериментами. В результате выясняется — не сыворотка убивает возбудителей дифтерии и столбняка. Она обезвреживает выделяемые ими токсины, то есть яды, и стимулирует фагоцитоз в десятки раз. Активизированные сывороткой фагоциты легко расправляются с обезоруженными бактериями, чьи ядовитые выделения нейтрализованы находящимися в той же сыворотке антитоксинами, то есть антиядами.

Две теории начинают сближаться. Мечников по-прежнему убедительно доказывает, что в борьбе с микробами главная роль отводится фагоциту. Ведь в конце концов все равно фагоцит делает решающий шаг и пожирает микроб. Тем не менее и Мечников вынужден принять некоторые элементы гуморальной теории.

Гуморальные механизмы в борьбе с микробами все же действуют, они все-таки есть. После беринговских исследований приходится согласиться, что контакт организма с микробными телами приводит к накоплению циркулирующих в крови антител. (Появилось новое понятие — антитело; подробнее об антителах будет дальше.) Некоторые микробы, например холерные вибрионы, под влиянием антител гибнут и растворяются.

Отменяет ли это клеточную теорию?

Ни в коем случае. Ведь антитела должны вырабатываться, как и все в организме, клетками. И конечно же, на фагоцитах все равно основная работа по захвату и уничтожению бактерий.

1894 год. Будапешт. Очередной международный конгресс.

И опять страстная полемика все того же Мечникова, но на этот раз с Пфейффером, и все на ту же тему.

Менялись города, менялись темы, обсуждаемые в споре. Дискуссия уводила ученых все дальше в глубины сложных отношений животных с микробами.

Сила спора, страсть и накал полемики оставались прежними. Через 10 лет, на юбилее Ильи Ильича Мечникова, Эмиль Ру вспоминал эти дни:

Таков был спор. Кто победил в нем? Все!

Мечниковская теория стала стройной и всеобъемлющей. Гуморальная теория нашла свои главные действующие факторы — антитела. Пауль Эрлих, объединив и проанализировав данные гуморальной теории, создал в 1901 году теорию образования антител.

15 лет спора. 15 лет взаимных опровержений и уточнений. 15 лет спора и взаимопомощи.

1908 год. Высшее признание для ученого — Нобелевская премия присуждена одновременно двум ученым: Илье Мечникову — создателю фагоцитарной теории и Паулю Эрлиху — создателю теории образования антител, то есть гуморальной части общей теории иммунитета. Противники всю войну шли вперед в одном направлении. Такая война — хорошо!

Мечников и Эрлих создали теорию иммунитета. Они спорили. Победили. Все оказались правы, даже те, кто, казалось, прав не был. Выиграла наука. Выиграло человечество. В научном споре побеждают все!

Похожие главы из других книг:

Похожие темы научных работ по истории и археологии , автор научной работы — Лян Н.А.

ИЛЬЯ ИЛЬИЧ МЕЧНИКОВ

3 (15) мая 2015 года исполнилось 170 лет со дня рождения Ильи Ильича Мечникова -российского и французского биолога, одного из основоположников эволюционной эмбриологии, первооткрывателя фагоцитоза и внутриклеточного пищеварения, создателя сравнительной патологии воспаления, фагоцитарной теории иммунитета, основателя научной геронтологии.

Несомненно, Илья Ильич Мечников был ученым мирового уровня, а наука была его религией и делом всей жизни. И.И. Мечников был разносторонним ученым, который внес существенный вклад в такие науки, как зоология, микробиология, эволюционное учение, гигиена, антропология и другие отрасли знания. Многие открытия XX века были им предсказаны или намечены. Его следует считать первым автором современной концепции иммунологического надзора. Также он может считаться предтечей другого нобелевского лауреата -Ганса Селье, который создал теорию стресса, изучая изменения иммунной системы крыс в форс-мажорных обстоятельствах при участии гипоталамуса. А за 50 лет до этого И.И. Мечников ввел представление о регу-ляторной роли нервных процессов и гипоталамуса в иммунной защите и воспалении с помощью нейромедиаторов.

Но особенно ярко гений И.И. Мечникова проявился в главном достижении его жизни - открытии иммунитета. Здесь он проявил такое важное для ученого качество, как готовность идти против общепризнанных взглядов, если его собственные идеи и факты свидетельствуют об ином.

Вопрос защиты организма от неблагоприятных условий интересовал человека всегда, поэтому сложно установить, когда впервые появилась иммунология.

В конце XIX века, благодаря работе Луи Пас-тера, происходит прорыв в развитии иммунологии. В 1881 году

ему удалось выполнить вакцинацию животных против сибирской язвы, но в его теории нехватало приемлемого научного обоснования. В это же время немец Эмиль фон Беринг доказывает образование антитоксинов у людей, переболевших столбняком или дифтерией, а также эффективность переливания крови от таких людей для образования иммунитета у здоровых людей. Беринг также исследовал механизмы сывороточной терапии, и его труды положили начало исследованию теории гуморального иммунитета. Однако ни Пастер, ни Беринг не смогли предложить достаточно обоснованной теории, описывающей механизмы иммунитета. Основы современного научного подхода к изучению иммунитета были заложены русским ученым Ильей Мечниковым, положившим начало фагоцитарной теории иммунитета. За исследования невосприимчивости к инфекционным болезням в 1908 году Мечникова удостоили Нобелевской премии, правда, совместно с П. Эрлихом (автором гуморальной теории иммунитета).

Однажды, когда Илья Ильич наблюдал под микроскопом за подвижными клетками (амёбоцитами) личинки морской звезды, ему пришла в голову мысль, что эти клетки, захватывающие и переваривающие органические частицы, не только участвуют в пищеварении, но и выполняют в организме защитную функцию. Это предположение И.И. Мечников подтвердил простым и убе-

Мечников изучал, как ведут себя различные возбудители в лейкоцитах (защитных клетках крови) человека и обезьян. Многочисленные опыты стали основой для создания теории фагоцитоза, предложенной учёным.

Согласно теории, все клетки человеческого организма, которые участвуют в фагоцитозе, можно разделить на макрофаги и микрофаги.

К микрофагам относятся гранулярные лейкоциты (базофилы, нейтрофилы), это клетки крови. Макрофаги - это подвижные лейкоциты (клетки селезенки, лимфы, моноциты) и неподвижные (эпителиальные клетки, выстилающие изнутри стенки сосудов, клетки пульпы селезенки).

В основу фагоцитарной теории Мечников положил три основных свойства фагоцитов:

• Фагоциты способны защищать и очищать от токсинов, от инфекций, от продуктов распада тканей.

• Фагоциты представляют (располагают) антигены на мембране клетки.

• Фагоциты обладают способностью сек-ретировать ферменты и биологически активные вещества.

Обращаясь впоследствии к вопросам патологии человека, И.И. Мечников убедился в том, что заноза, введенная под кожу, вызывает воспалительную реакцию, а нередко и нагноение, причем к очагу воспаления устремляется огромное количество подвижных клеток, преимущественно лейкоцитов. И поскольку воспаление связано с проникновением в организм патогенных микробов, а сама воспалительная реакция протекает при непременном участии лейкоцитов и других подвижных клеток, из этого следует вывод, что воспаление - это своего

рода защитная фагоцитарная реакция организма.

Фагоцитарные клетки выполняют функцию защитников организма от патогенных микробов, благодаря чему воспаление носит характер защитной реакции. Эти данные, полученные И.И. Мечниковым, имели огромное значение для общей патологии. Течение инфекционной болезни, ее исход зависят от того, насколько энергично и успешно фагоциты преодолевают деятельность патогенных микробов, проникших в организм. С помощью многочисленных, тщательно продуманных экспериментов И.И. Мечников обосновал положение, что степенью фагоцитарной активности лейкоцитов и неподвижных клеток организма, находящихся в костном мозгу, печени, селезенке и в соединительной ткани, определяется состояние невосприимчивости (иммунитет) организма к инфекциям.

В этой борьбе между фагоцитами организма и поступившими извне микробами и в сопровождающем эту борьбу воспалении Мечников усмотрел суть любой болезни, ее философию, если угодно. Эксперименты биолога были гениальными в своей простоте. Искусственно вводя в тело личинки инородные тела (например, шип розы), ученый демонстрировал их захват, изоляцию или уничтожение фагоцитами. Достаточно прозрачные (как морская звезда) доводы русского ученого хоть и взбудоражили научную общественность, но и настроили ее против данной трактовки заболевания организма. Ученые того времени были уверены в негативной роли лейкоцитов, и полагали, что эти клетки, поглощая живых возбудителей, только способствуют разносу инфекции по организму.

Не испугавшись жесткой критики со стороны оппонентов, И.И. Мечников убедительно доказал, что лейкоциты, наоборот, очень полезны. В то время многие биологи (особенно немецкие - Р. Кох, Г. Бухнер, Э. Беринг, Р. Пфейфер) были приверженцами возникшей в то же время так называемой гуморальной теории иммунитета, согласно которой чужеродные тела уничтожаются не

лейкоцитами, а другими веществами крови -антителами и антитоксинами. Как оказалось, этот подход правомерен и согласуется с фагоцитарной теорией.

Несмотря на значительный прорыв в исследованиях строения и взаимодействия клеток организма, предложенная Мечниковым фагоцитарная теория остается главной основой современной иммунологии.

В 1937 году начались работы по электрофорезу белков крови, положившие начало изучению иммуноглобулинов, вскоре были открыты основные классы антител (иммуноглобулинов), способных идентифицировать и нейтрализовать чужеродные элементы. Все эти исследования лишь развивают теорию, предложенную Мечниковым, исследуя ее механизмы на более детальном уровне. Основными вызовами, на которые

фагоцитарная теория должна найти ответ, являются вопросы иммунодефицита, лечение онкологических заболеваний, разработка новых вакцин и антиаллергенов. Перспективным направлением является изучение механизмов ответной реакции инфекционных микроорганизмов на средства борьбы с ними. Что запускает их модификации, как происходит этот процесс на биохимическом уровне, каким образом на механизмы иммунитета влияют психическое и эмоциональное состояние и другие дополнительные факторы - эти и другие вопросы остаются пока малоизученными и ждут своих исследователей.

1. Самин Д.К. 100 великих ученых. - М.: Вече, 2000

2. Зверев В. Вакцины: от Дженнера и Пастера до наших дней // Наука и жизнь. - 2006. № 3.

3. Тимирязев К. Луи Пастер. - M., 1896.

4. Биографии великих химиков. Пер. с нем. под ред. Г.В. Быкова - М.: Мир, 1981. - 320 с.

5. Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. - М.: Высшая школа, 1991. - 656 с.

6. Шлегель Г.Г. История микробиологии. - М.: изд-во УРСС, 2002.

Информация подготовлена заместителем главного редактора, канд. мед. наук Н.А. Лян ■

Дендритные клетки: основные представления

Научно-клинический консультативный центр аллергологии и иммунологии, г. Москва

Dendritic cells: basic concepts

Dendritic cells are widely represented in organs and tissues, but their quantity is small (less than 1-2%). Despite the small numbers, the dendritic cells are extraordinarily high-efficiency. They play a central role in the initiation of the innate and adaptive immune response, as well as in the differentiation of regulatory T-cells required for tolerance to its own cells. Dendritic cells are the main "professional" antigen-presenting cells.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ДЕНДРИТНЫХ КЛЕТОК (ДК)

Клетки Лангерганса в виде отростчатых клеток эпидермиса были описаны в 1868 году в Германии студентом-медиком Паулем Лангергансом как часть нервной системы, но их природа и связь с иммунными процессами были установлены только в результате их изучения как ДК [1- 3].

Уже в начале 60-х годов XX века стало понятным, что макрофаги не являются

единственным типом антигенпрезентирую-щих клеток (АПК). Было сформулировано представление об А-клетках - малочисленных адгезивных клетках, обладающих высокой способностью обрабатывать антиген, делая его пригодным для стимуляции Т-лимфоцитов [2].