Клеточным называется такой вид иммунного ответа, в ходе реализации которого не задействуется ни система комплемента, ни белковые антитела. Основной движущей силой этого процесса являются макрофаги и специфические т-лимфоциты. Именно они и так называемые лимфоциты-киллеры и составляют основную массу системы клеточного иммунитета. Теория фагоцитоза, которая лежит в основе описания этого явления, была предложена ещё в IX в. российским учёным И. И. Мечниковым.
История изучения вопроса
Основателем клеточной теории иммунного ответа является русский биолог Илья Ильич Мечников. Углублённо изучая биологию, и, в частности, особенности пищеварения у животных, на различных ступенях эволюционного развития, создатель теории иммунной защиты обнаружил определенное сходство этого процесса с внутриклеточным перевариванием различных веществ, в частности, моноцитами и макрофагами.
В результате продолжительных опытов ученым удалось установить, что у каждого организма существует специальная разновидность клеток, которые при попадании в систему чужеродных агентов окружают их и поглощают. Аналогичным образом эта разновидность клеток действует и по отношению к клеткам собственных тканей организма, которые по каким-то причинам не нужны организму или становятся чужеродными для него.
Для обозначения этих активных клеточных структур автор предложил сложный термин «фагоциты», происходящий от слов «фагос» (пожирать) и «цитос» (клетка).
У представителей высшего животного мира, обладающих фагоцитарной активностью, соответствующие клеточные структуры циркулируют в крови. Они известны под названием лейкоцитов, или белых кровяных клеток.
Дальнейшее развитие науки и более углубленное изучение позволило исследователям разделить фагоцитирующие клетки на макрофаги и микрофаги (в зависимости от их габаритов). Корректность такой дифференцировки бесспорно подтверждалось трудами другого учёного — Эрлиха, которому удалось выделить различные типы лейкоцитов при помощи их окрашивания.
В ходе изучения патоморфологии воспалительного процесса И. И. Мечникову удалось доказать определяющее значение клеток-фагоцитов в выявлении, определении и уничтожении патогенных агентов. Подробно свои исследования и сделанные выводы Мечников описал в вышедшей в 1901 году фундаментальной работе о невосприимчивости к инфекционным заболеваниям.
Кроме Мечникова необходимо отметить и других ученых, которым удалось внести существенный вклад в развитие категории функционального иммунитета:
- И.Г. Савченко,
- Ф.Я. Чистович,
- Л.А. Тарасевич,
- А.М. Березка,
- В.И. Исаев.
Они работали над этой проблемой в разное время, и значение их работ для развития иммунологии как науки о защитных силах организма довольно велико.
Основные концепции иммунного ответа
Процесс становления иммунологии сопровождался возникновением целого ряда теорий, которые легли в основу этой науки. Разного рода теоретические учения создавались для объяснения тех или иных сложных механизмов, которые приходят в движение внутри организма при изменении внешних и внутренних условий.
Сама теория иммунитета — это учение, основанное на множестве обобщенных экспериментальных данных. В основе её лежат установленные опытным путём механизмы и принципы действия природной защитной системы, стоящие на страже здоровья организма.
Основоположниками теории иммунитета были Мечников и Эрлих. Именно их научные труды заложили основу для развития этого научного направления в последующем.
Теория различных авторов
На протяжении всего периода развития этой науки формировались различные теоретические направления, касающиеся защитных сил организма. Вот основные из них:
- Теория Ильи Ильича Мечникова, предложенная им в 1883 году. Создатель учения считал, что внутренняя среда человека содержит некие подвижные клеточные элементы, которым присущи свойства опознавать и поглощать чужеродные микроорганизмы и переваривать их. Такие клеточные структуры получили название макрофагов и нейтрофилов. Многочисленные исследования ученых показали, что именно по такой схеме происходит активация иммунной деятельности в организме при повреждении его покровных тканей, сопряженном с проникновением инфекции.
- Параллельно с концепцией Мечникова развивалась и другая теория иммунитета, основателем которой был учёный Эрлих. Этому ученому удалось открыть появление в крови заражённых инфекционными агентами животных специфических микроэлементов, деятельность которых направлена на уничтожение инородных частиц. Эти противоинфекционные структуры получили название антител. Учение об антителах легло в основу иммунологического направления, изучающего гуморальный механизм иммунного ответа. Гораздо более поздние исследования показали, что специфический гуморальный иммунитет можно искусственно развить, иммунизировав организм тем или иным возбудителем. Этот принцип лежит в основе профилактической вакцинации против множества заболеваний животных и человека.
- Селекционно-клональная теория иммунной защиты. Она основывается на предположении учёного М. Ф. Бернета о том, что иммунные реакции организма являются механизмом по распознаванию своих собственных тканей и отделения их от чужеродных. В соответствии с селекционно-клональной концепцией, каждый из лимфоцитарных клонов реагирует с определённым антигеном. Причём в ходе опытов было доказано, что такая реакция может быть сформирована в отношении любых чужеродных клеток, в том числе клеток опухолей или трансплантатов.
Эти и другие теоретически учения заложили основу для активного развития науки иммунологии. Разнообразие теорий позволило ученым выбрать исторически сложившиеся взгляды на особенности функционирования защитных систем организма.
Клеточный иммунитет
В процессе своих исследований беспозвоночных организмов Илья Ильич Мечников неоднократно наблюдал процесс поглощения клеточными элементами чужеродных частиц. Ученый провел смелую аналогию между этим процессом и поглощением инфекционных агентов белыми кровяными клетками у высших животных и человека.
Суммировав и проанализировав все полученные результаты, учёный высказал мнение, что этот процесс выступает в качестве защитной реакции организма, которая сопровождается воспалением. Дальнейшие эксперименты подтвердили мнение учёного.
Клеткам, способным поглощать чужеродные агенты, дали название «фагоциты». Эти клеточные структуры имеют свои особенности:
- Способность реагировать на появление угрозы и выводить из организма токсические вещества.
- Представление состава антигена на клеточной мембране.
- Выделение химических веществ и других биологических соединений.
Ликвидации чужеродных инфекционных агентов способствуют свойства фагоцитов прикрепляться к ним. После захвата антигена эндоцитоз приводит к образованию фагосомы, в которую в последующем поступают специфические гранулы из нейтрофилов и макрофагов.
В то же время в процессе поглощения чужеродных агентов происходит усиление механизмов гликолиза и других биохимических процессов во внутренней среде макрофагов. Макрофаг является одной из разновидностей фагоцитов. Это именно он встречает первым проникший в организм антиген и после его поглощения отображает на своей мембране его состав. Этот процесс необходим для передачи информации об антигенах другим клеткам, имеющим фагоцитирующую способность. Действия макрофагов неспецифичны: они способны фагоцитировать чужеродные агенты различного происхождения.
Гуморальное звено
Родоначальник теории гуморального иммунитета был уверен, что уничтожение элементов, являющихся чужеродными для организма, возможно только при помощи защитных механизмов крови. Тезисы учёного легли в основу единой теории гуморального иммунитета.
Вещества, циркулирующие в крови и способствующие борьбе с антигенами, разделяют на две группы: специфические и неспецифические.
К неспецифическим относится группа антител, полученных по наследству.
Они универсальны, то есть способны бороться с любыми патогенными микроорганизмами. Специфические факторы иммунной защиты синтезируются и продуцируются специальными клетками — b-лимфоцитами.
Эти иммунные факторы, названные антителами, способны распознавать и уничтожать конкретные патогенные частицы. Именно с продукцией антител лейкоцитами связано формирование так называемой «памяти иммунитета». Это явление, которое препятствует в дальнейшем повторному вторжению в макроорганизм патогенных частиц.
Заслуга Эрлиха, который является автором теории гуморального иммунитета, состоит в открытии феномена передачи антител к ребёнку через материнское молоко. Это явление способствует формированию у новорожденного младенца пассивной иммунной системы. Продолжительность ее активности невелика — около полугода. Однако этого периода достаточно, чтобы организм ребенка начал вырабатывать иммунные вещества, самостоятельно формируя собственную защитную систему.
На определённом этапе развития науки существовало противостояние между учёными — авторами разных теорий иммунитета. Однако, несмотря на это, создать единое учение все же удалось. Углублённое изучение вопроса показало, что у высших животных и человека в организме функционируют оба звена защитной системы — и клеточное, и гуморальное. Такая комплексная защита позволяет организму успешно бороться с инфекционными агентами, имеющими самую разнообразную специфику.
