Podwaliny immunologii położyło wynalezienie mikroskopu, dzięki któremu możliwe było wykrycie pierwszej grupy mikroorganizmów – bakterii chorobotwórczych.
Pod koniec XVIII wieku angielski lekarz wiejski Edward Jenner doniósł o pierwszej udanej próbie zapobiegania chorobie poprzez szczepienia. Jego podejście wyrosło z obserwacji ciekawego zjawiska: dojarki często zarażały się ospą krowią i później nie chorowały na ospę. Jenner wstrzyknął chłopcu ropę pobraną z krosty (ropnia) ospy krowiej i był przekonany, że chłopiec jest odporny na ospę.
Praca Jennera dała początek badaniom teorii chorób zarazków w XIX wieku przez Pasteura we Francji i Kocha w Niemczech. Odkryli czynniki antybakteryjne we krwi zwierząt uodpornionych komórkami drobnoustrojów.
Louis Pasteur z powodzeniem hodował w laboratorium różne drobnoustroje. Jak to często w nauce bywa, odkrycia dokonano przez przypadek podczas hodowli patogenów cholery drobiowej. W trakcie pracy zapomniano o jednym z kubków z drobnoustrojami na stole laboratoryjnym. To było lato. Mikroorganizmy w kubku zostały kilkakrotnie podgrzane przez promienie słoneczne, wyschły i utraciły zdolność wywoływania chorób. Jednakże kurczęta, które otrzymały te wadliwe komórki, były chronione przed świeżą kulturą bakterii cholery. Osłabione bakterie nie tylko nie powodowały chorób, ale wręcz przeciwnie, zapewniały odporność.
W 1881 roku rozwinął się Ludwik Pasteur zasady tworzenia szczepionek z osłabionych mikroorganizmów, aby zapobiec rozwojowi chorób zakaźnych.
W 1908 roku Ilja Iljicz Miecznikow i Paweł Ehrlich otrzymali Nagrodę Nobla za pracę nad teorią odporności.
I. Mechnikov stworzył komórkową (fagocytarną) teorię odporności, zgodnie z którą decydującą rolę w odporności przeciwbakteryjnej odgrywa fagocytoza.
Najpierw I. I. Mechnikov jako zoolog badał eksperymentalnie bezkręgowce morskie fauny Morza Czarnego w Odessie i zwrócił uwagę na fakt, że niektóre komórki (koelomocyty) tych zwierząt pochłaniają wszystkie obce cząstki (w tym bakterie), które przedostają się do środowiska wewnętrznego . Następnie dostrzegł analogię między tym zjawiskiem a wchłanianiem ciał drobnoustrojów przez białe krwinki kręgowców. I. I. Mechnikov zdał sobie sprawę, że zjawisko to nie polega na odżywianiu danej pojedynczej komórki, ale na procesie ochronnym w interesie całego organizmu. Naukowiec nazwał komórki ochronne, które działają w ten sposób fagocyty- „pożeranie komórek”. I. I. Mechnikov jako pierwszy uznał zapalenie za zjawisko ochronne, a nie destrukcyjne.
Na początku XX wieku większość patologów sprzeciwiała się teorii II Mechnikowa, ponieważ uważali leukocyty (ropę) za komórki chorobotwórcze, a fagocyty za nosicieli infekcji w całym organizmie. Jednak pracę Miecznikowa wspierał Louis Pasteur. Zaprosił I. Miecznikowa do pracy w swoim instytucie w Paryżu.
Paul Ehrlich odkrył i stworzył przeciwciała humoralna teoria odporności, po ustaleniu, że przeciwciała są przenoszone do dziecka poprzez mleko matki, tworząc Odporność bierna. Ehrlich opracował metodę wytwarzania antytoksyny błoniczej, która uratowała życie milionów dzieci.
Teoria odporności Ehrlicha mówi, że na powierzchni komórek znajdują się specjalne receptory, które rozpoznają obce substancje ( receptory specyficzne dla antygenu). W obliczu obcych cząstek (antygenów) receptory te odłączają się od komórek i uwalniają do krwi w postaci wolnych cząsteczek. W swoim artykule P. Ehrlich nazwał substancje przeciwdrobnoustrojowe we krwi terminem „ przeciwciało”, ponieważ bakterie nazywano wówczas „ciałami mikroskopijnymi”.
P. Ehrlich założył, że jeszcze przed kontaktem z konkretnym drobnoustrojem organizm posiada już przeciwciała w postaci, którą nazwał „łańcuchami bocznymi”. Obecnie wiadomo, że miał na myśli receptory limfocytów dla antygenów.
W 1908 roku Paul Ehrlich otrzymał Nagrodę Nobla za humoralną teorię odporności.
Nieco wcześniej Karl Landsteiner jako pierwszy udowodnił istnienie różnic immunologicznych między osobnikami tego samego gatunku.
Peter Medovar udowodnił niesamowitą dokładność rozpoznawania obcych białek przez komórki odpornościowe: są one w stanie odróżnić obcą komórkę na podstawie tylko jednego zmienionego nukleotydu.
Frank Burnet postulował stanowisko (aksjomat Burneta), że centralnym biologicznym mechanizmem odporności jest rozpoznanie siebie i wroga.
W 1960 roku Peter Medawar i Frank Burnet otrzymali za odkrycie Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny tolerancja immunologiczna(łac. tolerancja- cierpliwość) - rozpoznawanie i specyficzna tolerancja na określone antygeny.
Powiązana informacja:
- III. Zalecenia dotyczące realizacji zadań i przygotowania do zajęć seminaryjnych. Aby przestudiować aparat kategoryczny, zaleca się zapoznanie z tekstami ustawy federalnej wskazanymi na liście zalecanej literatury
Odporność- jest to metoda ochrony przed żywymi ciałami i substancjami noszącymi znamiona obcości genetycznej. Jest to jedna z najbardziej przejrzystych i zwięzłych definicji odporności, należąca do R.V. Petrowa.
Terminu odporność (immunis) używano jeszcze przed naszą erą. Zatem w starożytnym Rzymie immunitet rozumiany był jako zwolnienie z płacenia podatków i wykonywania obowiązków.
Pierwsze eksperymentalne potwierdzenie mechanizmów ochronnych przed infekcją uzyskał angielski lekarz E. Jenner, który przeprowadził skuteczną szczepionkę przeciwko ospie prawdziwej. Następnie Louis Pasteur uzasadnił teorię szczepień przeciwko chorobom zakaźnym. Od tego czasu odporność zaczęto rozumieć jako odporność na czynniki zakaźne – bakterie i wirusy.
Pojęcie odporności znacznie się rozwinęło dzięki pracom N. F. Gamaleyi – okazało się, że organizm posiada mechanizmy obronne przed nowotworami i komórkami obcymi genetycznie. Odkrycie II stało się fundamentalne. Zjawisko Mechnikowa fagocytozy. Jako pierwszy udowodnił możliwość odrzucenia przez organizm własnych, starych lub uszkodzonych komórek. Odkrycie fagocytozy było pierwszym wyjaśnieniem mechanizmu niszczenia patogenów przez czynniki immunologiczne. Niemal jednocześnie z odkryciem mechanizmów komórkowych P. Ehrlich odkrył humoralne czynniki odporności, zwane przeciwciałami. Początki immunologii klinicznej wiążą się z nazwiskiem O. Brutona, który opisał przypadek kliniczny dziedzicznej agammaglobulinemii. Było to pierwsze potwierdzenie, że niedobór czynników odpornościowych może prowadzić do rozwoju chorób u człowieka.
Podsumowując zgromadzone dane, F. Vernet w połowie XX wieku. uzasadnił ideę odporności jako układu kontrolującego stałość składu genetycznego organizmu. Jednak według współczesnych koncepcji odporność nie działa na poziomie genotypu, ale z fenotypowymi przejawami informacji dziedzicznej. F. Vernet zaproponował teorię odporności dotyczącą selekcji klonalnej, zgodnie z którą na podstawie określonego antygenu w układzie odpornościowym następuje selekcja (selekcja) określonego limfocytu. Ten ostatni poprzez rozmnażanie tworzy klon immunocytów (populację identycznych komórek).
Na całym świecie doktryna immunitetu zajmuje centralne miejsce w kształceniu lekarzy wszystkich specjalności. Wynika to z faktu, że układ odpornościowy, który stoi na straży homeostazy antygenowej, jest jednym z najważniejszych układów adaptacyjnych organizmu.
Wiadomo, że zaburzenia odporności w naturalny sposób prowadzą do zaostrzenia przebiegu ostrego procesu, uogólnienia, przewlekłości i nawrotów różnych chorób, co z kolei jest przyczyną szeregu stanów patologicznych. Niesprzyjające warunki środowiskowe, stres, zaburzenia odżywiania, niektóre leki, zabiegi chirurgiczne i wiele innych czynników zmniejszają reaktywność organizmu i jego odporność na czynniki zakaźne.
Właściwości ochronne organizmu
Pierwszym etapem samoobrony organizmu jest skóra, błony śluzowe nosa, drogi oddechowe i narządy trawienne.
Drugi etap obrony organizmu reprezentują leukocyty (białe krwinki).
Trzecim etapem obrony organizmu przed chorobami zakaźnymi jest produkcja przeciwciał i antytoksyn. Przeciwciała powodują, że zarazki sklejają się i rozpuszczają. Antytoksyny neutralizują toksyczne substancje wytwarzane przez drobnoustroje poprzez ich rozkład. Zdolność organizmu ludzkiego do wytwarzania przeciwciał i antytoksyn i przy ich pomocy zwalczania drobnoustrojów chorobotwórczych w celu samoobrony nazywa się odpornością.
Śledziona
Znajduje się w górnej części jamy brzusznej, pod lewym żebrem. Jego waga u osoby dorosłej sięga 140-200 g.
Śledziona wytwarza limfocyty, które dostają się do naczyń limfatycznych. Limfocyty mają zdolność wchłaniania i rozpuszczania (fagocytozy) drobnoustrojów, które dostają się do organizmu. Oznacza to, że śledziona bierze udział w ochronie organizmu przed chorobami zakaźnymi (w odporności). Ponadto nadmiar krwi gromadzi się w śledzionie, innymi słowy śledziona jest „magazynem krwi”. Wraz z tym w śledzionie następuje rozkład zużytych krwinek (erytrocytów i leukocytów).
Podczas pracy fizycznej i uprawiania sportu zwiększa się tworzenie limfocytów w śledzionie. Jednocześnie wzrasta ochrona organizmu (odporność).
Rodzaje odporności
W zależności od lokalizacji wpływu na organizm wyróżnia się:
- immunitet ogólny
- lokalna odporność
W zależności od pochodzenia wyróżnia się:
- odporność wrodzona
- odporność nabyta
Według kierunku działania wyróżnia się:
- odporność zakaźna
- odporność niezakaźna.
W osobnej grupie przydziel:
- Odporność humoralna
- odporność komórkowa
- odporność fagocytarna.
Ogólny immunitet
Odporność lokalna
Odporność wrodzona
Odporność wrodzona jest przekazywana dziecku przez matkę. Nie jest to jednak stan trwały i już w pierwszym roku życia dziecka traci swoje siły.
Odporność nabyta
Nabyta, czyli wytworzona przez sam organizm w ciągu własnego życia, odporność (przeciwciała i antytoksyny) z kolei może być naturalna lub sztuczna.
Aktywna odporność nabyta
Naturalna odporność rozwija się po tym, jak dana osoba cierpi na określone choroby zakaźne. Sztuczna odporność rozwija się w organizmie zdrowego człowieka po szczepieniu. W przypadku szczepionek szczepionki są przygotowywane w specjalnych laboratoriach z osłabionych patogennych drobnoustrojów i wirusów.
Odporność naturalna i sztuczna powstają w samym organizmie, dlatego łączy się je pod ogólną nazwą odporność czynna.
Bierna odporność nabyta
Ponadto istnieje również odporność bierna. Po szczepieniu w organizmie niektórych dawców powstaje odporność na czynniki wywołujące niektóre choroby i ich toksyczne substancje.
Słynny rosyjski naukowiec I.I. Mechnikov jako pierwszy w Rosji przygotował i zastosował szczepionkę i surowicę krwi w celu zapobiegania wściekliźnie, wąglikowi i innym chorobom. Materiał ze strony
Odporność zakaźna
Odporność zakaźna dzieli się na przeciwdrobnoustrojową i antytoksyczną. Odporność przeciwdrobnoustrojowa z kolei obejmuje działanie przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe, przeciwgrzybicze i przeciwpierwotniakowe.
Immunologia jako specyficzny obszar badań zrodziła się z praktycznej potrzeby zwalczania chorób zakaźnych. Immunologia jako odrębna dziedzina nauki wyłoniła się dopiero w drugiej połowie XX wieku. Historia immunologii jako gałęzi stosowanej patologii zakaźnej i mikrobiologii jest znacznie dłuższa. Wielowiekowe obserwacje chorób zakaźnych położyły podwaliny pod współczesną immunologię: pomimo powszechnego rozprzestrzeniania się zarazy (V w. p.n.e.) nikt nie chorował dwukrotnie, przynajmniej śmiertelnie, a tych, którzy wyzdrowieli, używano do grzebania zwłok.
Istnieją dowody na to, że pierwsze szczepienia przeciwko ospie przeprowadzono w Chinach tysiąc lat przed narodzinami Chrystusa. Zaszczepienie zawartości krost ospy u zdrowych ludzi w celu ochrony przed ostrą postacią choroby rozprzestrzeniło się następnie na Indie, Azję Mniejszą, Europę i Kaukaz.
Szczepienie zastąpiono metodą szczepień (od łacińskiego „vacca” – krowa), opracowaną pod koniec XVIII wieku. Angielski lekarz E. Jennera. Zwrócił uwagę na fakt, że dojarki opiekujące się chorymi zwierzętami czasami zapadały na ospę krowią w wyjątkowo łagodnej postaci, ale nigdy na ospę prawdziwą nie chorowały. Taka obserwacja dała badaczowi realną szansę na walkę z chorobą u ludzi. W 1796 roku, 30 lat po rozpoczęciu swoich badań, E. Jenner zdecydował się wypróbować metodę szczepienia przeciwko ospie krowiej. Eksperyment zakończył się sukcesem i od tego czasu metoda szczepień E. Jenner znalazła szerokie zastosowanie na całym świecie.
Pochodzenie immunologii zakaźnej wiąże się z nazwiskiem wybitnego francuskiego naukowca Ludwik Pasteur. Pierwszy krok w kierunku ukierunkowanych poszukiwań preparatów szczepionkowych zapewniających trwałą odporność na infekcję poczyniono po obserwacji przez Pasteura patogenności czynnika wywołującego cholerę kurze. Na podstawie tej obserwacji Pasteur doszedł do wniosku: starzejąca się kultura, utraciwszy swoją patogenność, pozostaje zdolna do wytworzenia odporności na infekcję. To determinowało na wiele dziesięcioleci zasadę tworzenia materiału szczepionkowego - w taki czy inny sposób (dla każdego patogenu, własny) w celu osiągnięcia zmniejszenia zjadliwości patogenu przy jednoczesnym zachowaniu jego właściwości immunogennych.
Choć Pasteur opracował zasady szczepień i z powodzeniem stosował je w praktyce, nie zdawał sobie sprawy z czynników składających się na proces ochrony przed infekcją. Jako pierwsi rzucili światło na jeden z mechanizmów odporności na infekcje Emila von Behringa I Kitazato. Wykazali, że surowica myszy wstępnie immunizowanych toksyną tężca, wstrzyknięta nienaruszonym zwierzętom, chroniła je przed śmiertelną dawką toksyny. Pierwszym odkrytym specyficznym przeciwciałem był czynnik surowiczy powstały w wyniku immunizacji – antytoksyna. Praca tych naukowców położyła podwaliny pod badanie mechanizmów odporności humoralnej.
Zapoczątkowany w poznaniu zagadnień odporności komórkowej był rosyjski biolog ewolucyjny Ilja Iljicz Miecznikow. W 1883 r. na zjeździe lekarzy i przyrodników w Odessie sporządził pierwszy raport na temat fagocytarnej teorii odporności. Ludzie mają ruchliwe komórki ameboidalne - makrofagi i neutrofile. „Jedzą” specjalny rodzaj pożywienia - drobnoustroje chorobotwórcze, których zadaniem jest zwalczanie agresji drobnoustrojów.
Równolegle z Miecznikowem niemiecki farmakolog opracował teorię obrony immunologicznej przed infekcją Pawła Ehrlicha. Miał świadomość, że w surowicy krwi zwierząt zakażonych bakteriami zdolnymi do zabijania drobnoustrojów chorobotwórczych pojawiają się substancje białkowe. Substancje te nazwał później przez niego „przeciwciałami”. Najbardziej charakterystyczną właściwością przeciwciał jest ich wyraźna specyficzność. Tworząc się jako środek ochronny przeciwko jednemu mikroorganizmowi, neutralizują i niszczą tylko ten, pozostając obojętnym na inne.
Dwie teorie – fagocytarna (komórkowa) i humoralna – w okresie ich powstania zajmowały antagonistyczne stanowiska. Szkoły Miecznikowa i Ehrlicha walczyły o prawdę naukową, nie przeczuwając, że każdy cios i każda parada zbliżają do siebie przeciwników. W 1908 roku obaj naukowcy otrzymali jednocześnie Nagrodę Nobla.
Pod koniec lat czterdziestych i na początku lat pięćdziesiątych XX wieku dobiegł końca pierwszy okres rozwoju immunologii. Stworzono cały arsenał szczepionek przeciwko szerokiemu zakresowi chorób zakaźnych. Epidemie dżumy, cholery i ospy nie wyniszczyły już setek tysięcy ludzi. Nadal zdarzają się izolowane, sporadyczne ogniska tych chorób, jednak są to przypadki bardzo lokalne, nie mające znaczenia epidemiologicznego, a tym bardziej pandemicznego.
Ryż. 1. Naukowcy zajmujący się immunologią: E. Jenner, L. Pasteur, I.I. Miecznikow, P. Erlich.
Nowy etap w rozwoju immunologii kojarzony jest przede wszystkim z nazwiskiem wybitnego australijskiego naukowca M.F. Burnet. To on w dużej mierze zadecydował o obliczu współczesnej immunologii. Traktując odporność jako reakcję mającą na celu odróżnienie wszystkiego „własnego” od wszystkiego „obcego”, postawił pytanie o znaczenie mechanizmów immunologicznych w utrzymaniu integralności genetycznej organizmu w okresie rozwoju indywidualnego (ontogenetycznego). To Burnet zwrócił uwagę na limfocyt jako głównego uczestnika specyficznej odpowiedzi immunologicznej, nadając mu nazwę „immunocyt”. To Burnet przewidział i Anglik Piotr Medawar i czeski Milan Hasek doświadczalnie potwierdzono stan przeciwny reaktywności immunologicznej – tolerancję. To Burnet zwrócił uwagę na szczególną rolę grasicy w kształtowaniu odpowiedzi immunologicznej. I wreszcie Burnet zapisał się w historii immunologii jako twórca teorii odporności o selekcji klonalnej. Formuła tej teorii jest prosta: jeden klon limfocytów jest w stanie odpowiedzieć tylko na jedną specyficzną, antygenową, specyficzną determinantę.
Na szczególną uwagę zasługują poglądy Burneta na odporność jako reakcję organizmu odróżniającą wszystko „własne” od wszystkiego „obcego”. Po udowodnieniu przez Medawara immunologicznego charakteru odrzucenia obcego przeszczepu, po zgromadzeniu faktów na temat immunologii nowotworów złośliwych, stało się oczywiste, że reakcja immunologiczna rozwija się nie tylko w stosunku do antygenów drobnoustrojów, ale także w przypadku obecności jakichkolwiek, choć niewielkich, antygenów różnice pomiędzy ciałem a materiałem biologicznym (przeszczep, nowotwór złośliwy), z którym się spotyka.
Dziś znamy, jeśli nie wszystkie, to wiele mechanizmów odpowiedzi immunologicznej. Znamy podłoże genetyczne zaskakująco szerokiej gamy przeciwciał i receptorów rozpoznających antygen. Wiemy, które typy komórek są odpowiedzialne za komórkowe i humoralne formy odpowiedzi immunologicznej; mechanizmy zwiększonej reaktywności i tolerancji są w dużej mierze poznane; wiele wiadomo na temat procesów rozpoznawania antygenów; zidentyfikowano molekularnych uczestników relacji międzykomórkowych (cytokiny); W immunologii ewolucyjnej powstała koncepcja roli odporności swoistej w postępującej ewolucji zwierząt. Immunologia jako samodzielna dziedzina nauki stoi na równi z dyscyplinami prawdziwie biologicznymi: biologią molekularną, genetyką, cytologią, fizjologią, nauczaniem ewolucyjnym.
Immunologia to nauka o reakcjach obronnych organizmu, których celem jest zachowanie jego integralności strukturalnej i funkcjonalnej oraz indywidualności biologicznej. Jest to ściśle powiązane z mikrobiologią.
Przez cały czas istnieli ludzie, których nie dotknęły najstraszniejsze choroby, które pochłonęły setki i tysiące istnień ludzkich. Ponadto już w średniowieczu zauważono, że osoba, która przeszła chorobę zakaźną, uodparnia się na nią, dlatego też osoby, które wyzdrowiały z zarazy i cholery, zajmowały się opieką nad chorymi i grzebaniem zmarłych. Lekarze od dawna interesują się mechanizmem odporności organizmu ludzkiego na różne infekcje, jednak immunologia jako nauka pojawiła się dopiero w XIX wieku.
Tworzenie szczepionek
Za pioniera w tej dziedzinie można uznać Anglika Edwarda Jennera (1749-1823), któremu udało się uwolnić ludzkość od ospy. Obserwując krowy, zauważył, że zwierzęta te były podatne na infekcje, których objawy przypominały ospę prawdziwą (później tę chorobę bydła nazwano „ospą krowią”), a na ich wymionach tworzyły się pęcherze, mocno przypominające ospę. Podczas doju płyn zawarty w tych bąbelkach był często wcierany w skórę ludzi, ale dojarki rzadko chorowały na ospę. Jenner nie był w stanie podać naukowego wyjaśnienia tego faktu, ponieważ nie było jeszcze wiadomo o istnieniu drobnoustrojów chorobotwórczych. Jak się później okazało, najmniejsze mikroskopijne stworzenia - wirusy wywołujące ospę krowią - różnią się nieco od wirusów infekujących ludzi. Jednak ludzki układ odpornościowy również na nie reaguje.
W 1796 roku Jenner zaszczepił zdrowego ośmioletniego chłopca płynem pobranym ze śladów krowy. Poczuł się lekko chory, który wkrótce minął. Półtora miesiąca później lekarz zaszczepił go ludzką ospą. Ale chłopiec nie zachorował, bo po szczepieniu w jego organizmie wytworzyły się przeciwciała, które chroniły go przed chorobą.
Kolejnym krokiem w rozwoju immunologii był słynny francuski lekarz Louis Pasteur (1822-1895). Opierając się na pracy Jennera, wyraził pogląd, że jeśli dana osoba zostanie zarażona osłabionymi drobnoustrojami powodującymi łagodną chorobę, to w przyszłości nie będzie już chorować na tę chorobę. Jego odporność działa, a leukocyty i przeciwciała bez problemu radzą sobie z patogenami. Tym samym udowodniono rolę mikroorganizmów w chorobach zakaźnych.
Pasteur opracował teorię naukową, która umożliwiła stosowanie szczepień przeciwko wielu chorobom, a w szczególności stworzył szczepionkę przeciwko wściekliźnie. Tę niezwykle niebezpieczną dla człowieka chorobę wywołuje wirus, który atakuje psy, wilki, lisy i wiele innych zwierząt. W tym przypadku cierpią komórki układu nerwowego. U chorego rozwija się hydrofobia - nie można pić, ponieważ woda powoduje drgawki gardła i krtani. Śmierć może nastąpić w wyniku paraliżu mięśni oddechowych lub ustania czynności serca. Dlatego w przypadku ukąszenia psa lub innego zwierzęcia należy natychmiast przejść cykl szczepień przeciwko wściekliźnie. Serum stworzone przez francuskiego naukowca w 1885 roku z powodzeniem stosowane jest do dziś.
Odporność na wściekliznę utrzymuje się tylko przez 1 rok, więc jeśli po tym okresie zostaniesz ponownie ukąszony, powinieneś zaszczepić się ponownie.
Odporność komórkowa i humoralna
W 1887 roku rosyjski naukowiec Ilja Iljicz Miecznikow (1845–1916), który przez długi czas pracował w laboratorium Pasteura, odkrył zjawisko fagocytozy i opracował komórkową teorię odporności. Polega na tym, że ciała obce są niszczone przez specjalne komórki - fagocyty.
W 1890 roku niemiecki bakteriolog Emil von Behring (1854-1917) odkrył, że w odpowiedzi na wprowadzenie drobnoustrojów i ich trucizn organizm wytwarza substancje ochronne - przeciwciała. Na podstawie tego odkrycia niemiecki naukowiec Paul Ehrlich (1854-1915) stworzył humorystyczną teorię odporności: ciała obce są eliminowane przez przeciwciała – substancje chemiczne dostarczane przez krew. Jeśli fagocyty mogą zniszczyć jakiekolwiek antygeny, wówczas przeciwciała mogą zniszczyć tylko te, przeciwko którym zostały wyprodukowane. Obecnie reakcje przeciwciał z antygenami wykorzystuje się w diagnostyce różnych chorób, w tym także alergicznych. W 1908 roku Ehrlich wraz z Miecznikowem otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny „za pracę nad teorią odporności”.
Dalszy rozwój immunologii
Pod koniec XIX wieku stwierdzono, że podczas transfuzji krwi należy wziąć pod uwagę jej grupę, ponieważ normalne komórki obce (erytrocyty) są również antygenami dla organizmu. Problem indywidualności antygenów stał się szczególnie dotkliwy wraz z pojawieniem się i rozwojem transplantologii. W 1945 roku angielski naukowiec Peter Medawar (1915-1987) udowodnił, że głównym mechanizmem odrzucania przeszczepionych narządów jest mechanizm immunologiczny: układ odpornościowy postrzega je jako obce i wysyła przeciwciała i limfocyty, aby z nimi walczyć. Dopiero w 1953 roku, kiedy odkryto odwrotne zjawisko odporności – tolerancję immunologiczną (utratę lub osłabienie zdolności organizmu do reagowania na dany antygen), operacje przeszczepiania stały się znacznie skuteczniejsze.
Aby wyjaśnić złożone i często tajemnicze mechanizmy i przejawy odporności, naukowcy wysunęli wiele hipotez i teorii. Jednak tylko nieliczne z nich uzyskały fundamentalne potwierdzenie lub zostały uzasadnione teoretycznie, większość zaś ma jedynie znaczenie historyczne.
Pierwszą fundamentalnie ważną teorią była teoria łańcuchów bocznych wysunięta przez P. Ehrlicha (1898). Zgodnie z tą teorią komórki narządów i tkanek posiadają na swojej powierzchni receptory, które dzięki powinowactwu chemicznemu z antygenem wiążą się z tym ostatnim. Zamiast receptorów związanych z antygenem komórka wytwarza nowe receptory. Ich nadmiar przedostaje się do krwi i zapewnia odporność na antygen. Teoria ta, choć w swej istocie naiwna, wprowadziła do immunologii zasadę tworzenia przeciwciał zdolnych do wiązania antygenu, tj. położył podwaliny pod koncepcję odporności humoralnej.
Drugą podstawową teorią, znakomicie potwierdzoną przez praktykę, była fagocytarna teoria odporności I. I. Miecznikowa, opracowana w latach 1882–1890. Istotę doktryny o fagocytozie i fagocytach podano wcześniej. W tym miejscu należy jedynie podkreślić, że był to fundament badań nad odpornością komórkową i zasadniczo stworzył warunki wstępne do zrozumienia komórkowych i humoralnych mechanizmów odporności.
Na uwagę zasługują także tzw. teorie instruktażowe, które poprzez pouczające działanie antygenów wyjaśniają mechanizmy powstawania swoistych przeciwciał. Według tych teorii [Breinl F., Gaurowitz F., 1930; Pauling L., 1940] – macierzowe teorie powstawania przeciwciał, przeciwciała powstają w obecności antygenu – antygen jest jak matryca, na której odciśnięta jest cząsteczka przeciwciała.
Szereg teorii [Erne N., 1955; Vernet F., 1959] wychodził z założenia o preegzystencji w organizmie przeciwciał przeciwko niemal wszystkim możliwym antygenom. Teorię tę szczególnie głęboko i wszechstronnie uzasadnił F. Vernet w latach 60-70 naszego stulecia. Teoria ta nazywana jest selekcją klonalną i jest jedną z najbardziej uzasadnionych teorii w immunologii.
Według teorii F. Burneta tkanka limfatyczna składa się z ogromnej liczby klonów komórek wyspecjalizowanych w wytwarzaniu przeciwciał przeciwko różnym antygenom. Klony powstały w wyniku mutacji i klonowania pod wpływem antygenów. Zatem zgodnie z teorią w organizmie istnieją już klony komórek, które są zdolne do wytwarzania przeciwciał przeciwko dowolnym antygenom. Antygen dostający się do organizmu powoduje aktywację „swojego” klonu limfocytów, który selektywnie namnaża się i zaczyna wytwarzać specyficzne przeciwciała. Jeśli dawka antygenu oddziałującego na organizm jest duża, wówczas klon „jego” komórek limfoidalnych zostaje wyeliminowany, wyeliminowany z populacji ogólnej, po czym organizm traci zdolność reagowania na swój antygen, czyli tzw. staje się wobec tego tolerancyjny. Zatem, zdaniem F. Burneta, tolerancja na własne antygeny kształtuje się już w okresie embrionalnym. Teoria F. Burneta wyjaśnia wiele reakcji immunologicznych (tworzenie przeciwciał, heterogeniczność przeciwciał, tolerancję, pamięć immunologiczną), ale nie wyjaśnia wcześniejszego istnienia klonów limfocytów zdolnych do reagowania na różne antygeny. Według F. Burneta istnieje około 10 000 takich klonów. Świat antygenów jest jednak znacznie większy i organizm jest w stanie zareagować na każdy z nich. Teoria nie odpowiada na te pytania. Pewną jasność tej idei rozjaśnił amerykański naukowiec S. Tonegawa, który w 1988 r. uzasadnił z genetycznego punktu widzenia możliwość tworzenia swoistych immunoglobulin dla prawie wszystkich możliwych antygenów. Teoria ta opiera się na fakcie, że geny u ludzi i zwierząt ulegają przetasowaniu, w wyniku czego powstają miliony nowych genów. Procesowi temu towarzyszy intensywny proces mutacji. Stąd, z genów V i C, genów łańcuchów H i L, może powstać ogromna liczba genów kodujących immunoglobuliny o różnej swoistości, tj. praktycznie specyficzne dla dowolnego antygenu.
Wspomnieć należy także o teorii sieci regulacyjnych (sieci odpornościowej), której główną ideą jest regulacja idiotypowo-antyidiotypowa wysunięta przez amerykańskiego naukowca N. Erne’a w 1974 roku. Według tej teorii układ odpornościowy to łańcuch oddziałujących na siebie idiotypów i antyidiotypów, czyli specyficznych struktur centrum aktywnego przeciwciał powstających pod wpływem antygenu. Wprowadzenie antygenu powoduje kaskadową reakcję łańcuchową tworzenia przeciwciał 1., 2., 3. itd. rzędy wielkości. W tej kaskadzie przeciwciało pierwszego rzędu powoduje powstawanie przeciwciała drugiego rzędu, to drugie powoduje powstawanie przeciwciała trzeciego rzędu itd. W tym przypadku przeciwciało każdego rzędu niesie „wewnętrzny obraz” antygenu, który jest przekazywany w łańcuchu tworzenia przeciwciał antyidiotypowych.
Dowodem na tę teorię jest istnienie przeciwciał antyidiotypowych, które niosą ze sobą „obraz” antygenu i są w stanie wywołać odporność na ten antygen, a także istnienie limfocytów T uwrażliwionych na przeciwciała antyidiotypowe, które niosą ze sobą receptory dla tej teorii. te przeciwciała na swojej powierzchni.
Korzystając z teorii N. Erne'a można wyjaśnić powstawanie „pamięci immunologicznej” i występowanie reakcji autoimmunologicznych. Teoria ta nie wyjaśnia jednak wielu zjawisk odporności, np. tego, jak organizm odróżnia „własne” od „obcego”, dlaczego odporność bierna nie zamienia się w czynną, kiedy i dlaczego opada kaskada reakcji antyidiotypowych itp.
W latach 60. wybitny radziecki immunolog P.F. Zdrodowski sformułował fizjologiczną koncepcję immunogenezy - podwzgórzowo-przysadkowo-nadnerczową teorię regulacji odporności. Główną ideą teorii było to, że hormony i układ nerwowy odgrywają regulacyjną rolę w tworzeniu przeciwciał, a produkcja przeciwciał podlega ogólnym prawom fizjologicznym. Jednak teoria ta nie dotyczy komórkowych i molekularnych mechanizmów immunogenezy.
