Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Реферат на тему: История становления и этапы развития иммунологии как науки

Содержание:

Введение

Иммунология возникла как часть микробиологии в результате ее практического применения для лечения инфекционных заболеваний, поэтому инфекционная иммунология развивалась на первом этапе.

С момента своего создания иммунология тесно взаимодействует с другими науками: генетикой, физиологией, биохимией и цитологией. За последние 30 лет она превратилась в обширную независимую фундаментальную биологическую науку. Медицинская иммунология практически решает большинство задач диагностики и лечения заболеваний и в этом отношении занимает центральное место в медицине.

У истоков иммунологии лежат наблюдения древних народов. В Египте и Греции было известно, что люди больше не болеют чумой, и поэтому те, кто выздоровел, принимали участие в уходе за больными. Несколько веков назад в Турции, на Ближнем Востоке, в Китае для профилактики оспы втирали гной из высохших оспенных абсцессов в кожу или слизистые оболочки носа. Такая инфекция обычно вызывает легкую форму оспы и делает невосприимчивым к повторному заражению. Этот метод профилактики оспы называется вариоляцией. Однако позже выяснилось, что этот метод далеко не безопасен, так как иногда приводит к тяжелой оспе и смерти.

Иммунология в древности

В течение долгого времени люди знали, что больные коровьей оспой не заболевают естественным путем. В течение 25 лет английский врач Э. Дженнер подтвердил эти данные многочисленными исследованиями и пришел к выводу, что заражение коровьей оспой предотвращает заболевание оспой. В 1796 году Дженнер привил восьмилетнему мальчику материал из абсцесса оспы от женщины, инфицированной коровьей оспой. Через несколько дней у мальчика поднялась температура, в месте введения инфекционного материала образовались абсцессы. Потом эти явления исчезли. Через 6 недель ему ввели гнойничковый материал от больного оспой, но мальчик не заболел. Благодаря этому опыту Дженнер впервые установила возможность предотвращения болезни оспы. Метод получил широкое распространение в Европе, в результате чего заболеваемость оспой резко снизилась.

Основные имена в микробиологии и иммунологии

Научно обоснованные методы профилактики инфекционных заболеваний были разработаны великим французским ученым Луи Пастером. В 1880 году Пастер изучал куриную холеру. В одном из экспериментов для заражения цыплят он использовал старую культуру возбудителя куриной холеры, длительное время хранившуюся при температуре 37 ° С. Некоторые инфицированные цыплята выжили, а после повторно- заражение свежей культурой, цыплята не погибли. Пастер сообщил об этом эксперименте Парижской академии наук и предположил, что ослабленные микробы можно использовать для предотвращения инфекционных заболеваний. Ослабленные посевы называют вакцинами (Vacca - корова), а метод профилактики - вакцинацией. Позже Пастер получил вакцины от сибирской язвы и бешенства. Разработанные этим ученым принципы производства вакцин и способы их применения успешно используются уже 100 лет для профилактики инфекционных заболеваний. Однако как создается иммунитет, долгое время было неизвестно.

Развитию иммунологии как науки во многом способствовали исследования И. И. Мечникова. По образованию И.И. Мечников был зоологом, работал в Одессе, затем в Италии и во Франции, в институте Пастера. Работая в Италии, он экспериментировал с личинками морских звезд, в которые вводил шипы роз. В то же время он заметил, что подвижные клетки накапливаются вокруг шипов, окутывая и захватывая их. И. И. Мечников разработал фагоцитарную теорию иммунитета, согласно которой освобождение организма от микробов происходит с помощью фагоцитов.

Второе направление в развитии иммунологии представлял немецкий ученый П. Эрлих. Он считал, что основным механизмом защиты от инфекции являются гуморальные факторы сыворотки - антитела. К концу XIX века стало ясно, что эти две точки зрения не исключают, а взаимно дополняют друг друга. В 1908 г. И. И. Мечников и П. Эрлих были удостоены Нобелевской премии за развитие теории иммунитета.

Последние два десятилетия XIX века ознаменовались выдающимися открытиями в области медицинской микробиологии и иммунологии. Антитоксические сыворотки против столбняка и дифтерии получали путем иммунизации кроликов дифтерийным и столбнячным токсином. Итак, впервые в медицинской практике появилось эффективное средство для лечения и профилактики дифтерии и столбняка. В 1902 году за это открытие Беринг был удостоен Нобелевской премии.

В 1885 году Бюхнер и его коллеги обнаружили, что микробы не размножаются в свежей сыворотке крови, то есть она обладает бактериостатическими и бактерицидными свойствами. Вещество, содержащееся в сыворотке, было разрушено нагреванием и длительным хранением. Позже Эрлих назвал это вещество дополнением.

Бельгийский ученый Ж. Борде показал, что бактерицидные свойства сыворотки определяются не только комплементом, но и специфическими антителами.

В 1896 году Грубер и Дарем обнаружили, что при иммунизации животных различными микробами в сыворотке образуются антитела, которые вызывают адгезию (агглютинацию) этих микробов. Эти открытия расширили представления о механизмах антибактериальной защиты и позволили применить реакцию агглютинации в практических целях. Уже в 1895 году Видаль использовал тест агглютинации для диагностики брюшного тифа. Несколько позже были разработаны серологические методы диагностики туляремии, бруцеллеза, сифилиса и многих других заболеваний, которые и в настоящее время широко используются в клинике инфекционных болезней.

В 1897 году Краузе обнаружил, что помимо агглютининов при иммунизации животных микробами также образуются преципитны, которые соединяются не только с микробными клетками, но и с продуктами их метаболизма. В результате образуются нерастворимые иммунные комплексы, которые выпадают в осадок.

В 1899 году Эрлих и Моргенрот установили, что эритроциты адсорбируют специфические антитела на своей поверхности и, когда к ним добавляется комплемент, лизируются. Этот факт был важен для понимания механизма реакции антиген-антитело.

Иммунология как фундаментальная наука

Начало 20 века ознаменовалось открытием, превратившим иммунологию из эмпирической науки в фундаментальную и заложившим основу для развития неинфекционной иммунологии. В 1902 г. австрийский ученый К. Ландштейнер разработал метод конъюгации гаптенов с носителями. Это открыло принципиально новые возможности для изучения антигенной структуры веществ и процессов синтеза антител. Ландштейнер открыл изоантигены эритроцитов человека системы АВО и группы крови. Стало ясно, что существует неоднородность антигенной структуры разных организмов (антигенная индивидуальность), и что иммунитет - это биологическое явление, напрямую связанное с эволюцией.

В 1902 году французские ученые Рише и Портье открыли феномен анафилаксии, на основе которого впоследствии было создано учение об аллергии.

В 1923 году Глени и Рамон открыли возможность превращения бактериальных экзотоксинов под действием формалина в нетоксичные вещества - токсоиды с антигенными свойствами. Это позволило использовать анатоксины в качестве вакцинных препаратов.

Серологические методы исследования используются еще в одном направлении - для классификации бактерий. Используя антипневмококковые сыворотки, Гриффит в 1928 году разделил пневмококки на 4 типа, а Ленсфилд, используя антисыворотки против группоспецифичных антигенов, классифицировал все стрептококки на 17 серологических групп. Многие виды бактерий и вирусов уже классифицированы по антигенным свойствам.

Новый этап в развитии иммунологии начался в 1953 году с исследований британских ученых Биллингема, Брента, Медавара и чешского ученого Гашека по воспроизводству толерантности. Исходя из идеи, высказанной Бернетом в 1949 году и получившей дальнейшее развитие в гипотезе Эрна о том, что способность различать собственные и чужие антигены не является врожденной, а формируется в эмбриональном и постнатальном периодах, Медавар и его сотрудники в начале шестидесятых годов получили толерантность к кожным трансплантатам у мышей. Толерантность к донорским кожным трансплантатам у половозрелых мышей возникала, если им вводили донорские лимфоидные клетки в эмбриональном периоде. Такие реципиенты, став половозрелыми, не отказывались от кожных трансплантатов от доноров той же генетической линии. За это открытие Бернет и Медавар были удостоены Нобелевской премии 1960 года.

Резкий рост интереса к иммунологии связан с созданием в 1959 г. теории иммунитета клональной селекции исследователем Ф. Бернетом, внесшим огромный вклад в развитие иммунологии. Согласно этой теории, иммунная система наблюдает за постоянством клеточного состава тела и уничтожением мутантных клеток. Теория клонального отбора Бернета послужила основой для построения новых гипотез и предположений.

В исследованиях Л.А. Зильбера и его сотрудников, проведенных в 1951–1956 годах, была создана вирусно-иммунологическая теория происхождения рака, согласно которой провирус, интегрированный в геном клетки, вызывает ее превращение в раковую клетку.

В 1959 г. английский ученый Р. Портер изучил молекулярную структуру антител и показал, что молекула гамма-глобулина состоит из двух легких и двух тяжелых полипептидных цепей, соединенных дисульфидными связями.

Впоследствии была уточнена молекулярная структура антител, установлена последовательность аминокислот в легкой и тяжелой цепях, иммуноглобулины были разделены на классы и подклассы и получены важные данные об их физико-химических и биологических свойствах. Р. Портер и американский ученый Д. Эдельман были удостоены Нобелевской премии 1972 г. за исследования молекулярной структуры антител.

Еще в 30-е годы А. Комза обнаружил, что удаление вилочковой железы приводит к снижению иммунитета. Однако истинное значение этого органа выяснилось после того, как в 1961 г. австралийский ученый Дж. Миллер провел у мышей неонатальную тимэктомию, после чего развился специфический синдром иммунологической недостаточности, прежде всего клеточного иммунитета. Многочисленные исследования показали, что вилочковая железа является центральным органом иммунитета. Интерес к тимусу особенно резко возрос после открытия в 70-х годах его гормонов, а также Т- и В-лимфоцитов.

1945-1955 гг. Был опубликован ряд работ, в которых было показано, что при удалении лимфоэпителиального органа, называемого мешком Фабриса, у птиц способность вырабатывать антитела снижается. Таким образом, оказалось, что существует две части иммунной системы - тимус-зависимая, отвечающая за реакции клеточного иммунитета, и зависимая от мешка Фабрициуса, влияющего на синтез антител. Дж. Миллер и английский исследователь Дж. Кламан в 70-е годы впервые показали, что в иммунологических реакциях клетки этих двух систем вступают в кооперативное взаимодействие друг с другом. Изучение клеточной кооперации - одно из центральных направлений современной иммунологии.

В 1948 г. А. Фагреус установил, что антитела синтезируются плазматическими клетками, а Дж. Гоуэнс путем переноса лимфоцитов в 1959 г. доказал роль лимфоцитов в иммунном ответе.

В 1956 году Жан Доссет и его сотрудники открыли систему антигенов гистосовместимости HLA у людей, которая позволила типировать ткани.

МакДьювитт в 1965 г. доказал, что гены иммунологической реактивности (Ir-гены), от которых зависит способность реагировать на чужеродные антигены, относятся к основному комплексу гистосовместимости. В 1974 г. P. Zinkernagel и R. Dougherty показали, что антигены главного комплекса гистосовместимости являются объектом первичного иммунологического распознавания в реакциях Т-лимфоцитов на различные антигены.

Открытие Д. Дюмондом в 1969 г. лимфокинов, продуцируемых лимфоцитами, и создание Н. Эрном в 1974 г. теории иммунорегуляторной сети идиотип-антиидиотип имело большое значение для понимания механизмов регуляции активности иммунокомпетентные клетки и их взаимодействие с вспомогательными клетками.

Наряду с полученными фундаментальными данными большое значение для развития иммунологии имели новые методы исследования. К ним относятся методы культивирования лимфоцитов (P. Novell), количественного определения антителообразующих клеток (Н. Эрн, А. Нордин), колониеобразующих клеток (McCulloch), методы культивирования лимфоидных клеток (Т. Meikinodan), обнаружения рецепторы на мембранах лимфоцитов. Возможности использования иммунологических методов исследования и повышения их чувствительности значительно расширились в связи с внедрением в практику радиоиммунологического метода. За разработку этого метода американский исследователь Р. Ялоу был удостоен Нобелевской премии 1978 г.

На развитие иммунологии, генетики и общей биологии большое влияние оказала гипотеза, высказанная в 1965 г. У. Дрейером и Дж. Беннетом, что легкая цепь иммуноглобулинов кодируется не одним, а двумя разными генами. До этого была принята общепринятая гипотеза Ф. Якоба и Дж. Моно, согласно которой синтез каждой белковой молекулы кодируется отдельным геном.

Период исследования субпопуляций лимфоцитов и гормонов тимуса.

Следующим этапом развития иммунологии стало изучение субпопуляций лимфоцитов и гормонов тимуса, оказывающих как стимулирующее, так и подавляющее действие на иммунный процесс.

В течение последних двух десятилетий появились доказательства существования стволовых клеток в костном мозге, которые способны превращаться в иммунокомпетентные клетки.

Достижения в иммунологии за последние 20 лет подтвердили идею Бернета о том, что иммунитет является гомеостатическим феноменом и по своей природе направлен в первую очередь против мутантных клеток и аутоантигенов, которые появляются в организме, и что антимикробное действие является особым проявлением иммунитета. Таким образом, инфекционная иммунология, долгое время развивающаяся как одно из направлений микробиологии, стала основой для возникновения новой области научных знаний - неинфекционной иммунологии.

Современная иммунология

Основная задача современной иммунологии - выявить биологические механизмы иммуногенеза на клеточном и молекулярном уровнях. Изучены структура и функции лимфоидных клеток, свойства и природа физико-химических процессов, происходящих на их мембранах, в цитоплазме и органеллах.

В результате этих исследований сегодня иммунология приблизилась к пониманию внутренних механизмов распознавания, синтеза антител, их структуры и функций. Значительные успехи были достигнуты в изучении рецепторов Т-лимфоцитов, клеточного взаимодействия и механизмов клеточного иммунного ответа.

Заключение

Развитие иммунологии привело к выделению в ней ряда самостоятельных направлений: общая иммунология, иммунотолерантность, иммунохимия, иммуноморфология, иммуногенетика, иммунология опухолей, иммунология трансплантологии, иммунология эмбриогенеза, аутоиммунные процессы, радиоиммунология, аллергия, иммунобиотехнология, экологическая иммунология, так далее.

Список литературы

Воробьев А.А. Микробиология. Учебник для мед. Студентов. Университеты, 1999.
Коротяев А.И. Медицинская микробиология, вирусологи. 2003.
Покровский В.И. Медицинская микробиология, иммунология, вирусология. Учебник для учащихся колхозов. Университеты, 2006.
Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Учебник для мед. Студентов. Университеты, 1998.