Собственно, эволюция и шла по тому пути, чтобы один одноклеточный сожрал другой. Кто кого быстрее съест. Одноклеточные организмы объединялись в организованные группы — в итоге это привело к формированию многноклеточных. Так было безопаснее. Каждая клетка такого организма приобретала свою специализацию. Когда появились многоклеточные, понятие «кто кого быстрее съест» своей актуальности не утратило. Среди организации клеток выделились те, из которых и сформировалась в дальнейшем примитивная иммунная система. У более развитых многоклеточных появились специализированные клетки иммунитета.
Одни из важнейших в составе иммунной защиты — клетки, способные к фагоцитозу. Одна клетка пожирает другую. Чтобы ее уничтожить, наестся, или получить таким образом информацию («считать» возбудителя и предупредить остальных).

Кроме того, что слово «фагоцитоз» является одним из самых забавных слов в биологии, сам процесс фагоцитоза довольно эффектен и крут. Помните старую игру про Пакмана? Круглый желтый шарик с большим ртом бегает по лабиринту, уклоняется от врагов, и поедает маленькие желтые точки.


Статью решил написать перед последующими, посвященными стафилококковой инфекции. Именно стафилококковая инфекция является доминирующей в гнойной хирургии. Да и что такое гной? Это все, что остается после сражения клеток иммунной системы и микроорганизмов… Фагоцитоз в борьбе со стафилококком играет ключевую роль.

Что же такое фагоцитоз?

В биологии есть термин «эндоцитоз». Процесс поглощения клеткой частицы, молекулы, другой клетки или бактерии. Если поглощается большая и твердая частица, то эндоцитоз и называют фагоцитозом.

Макрофаг vs микроб. Кто такой макрофаг?

Мир в котором мы живем — довольно грязное место. Так как и все в природе стремится к хаосу, так и в нашей жизни все стремится замусориться. Нужно постоянно следить за тем, чтобы в нашем доме всегда все было чисто и вещи лежали на своем месте.
Подобная ситуация происходит и в нашем теле. Постоянно происходит рождение и гибель новых клеток, каждый день и час в нашем организме в одной из клеток происходит генетический сбой — она становится раковой. В кишечнике проживают бактерии, постоянно проникающие в печень по воротной вене. Вирусы, бактерии, простейшие, старающиеся превратить наше тело в питательную среду…
Наша иммунная система работает постоянно, постоянно поддерживая порядок. Неотъемлемая часть этой системы — макрофаг.


Это амебоподобный организм (как слизеподобный добряк в «Охотниках за приведениями»). Задача макрофага — очистить организм от микроскопического мусора и бактерий. Родина макрофагов — костный мозг, предшественник — белая кровяная клетка — моноцит.
Живут макрофаги около полутора месяцев, в течение этого времени они патрулируют организм (в анализе крови смотрим сегментоядерные нейтрофилы, попадая в ткани, они становятся макрофагами).

Макрофаг — это большая лейкоцитарная клетка, которая является важной частью нашей иммунной системы. Слово «макрофаг» буквально означает «большой пожиратель».
Это амебоподобный организм, и его задача — очистить наш организм от микроскопических мусора и захватчиков. Макрофаг обладает способностью находить и «съедать» частицы, такие как бактерии, вирусы, грибы и паразиты.
Еще один увлекательный аспект макрофага — знать, какие клетки уничтожать, а какие оставить в покое. Здоровые клетки организма имеют рецепторы, которые дают сигнал «не ешь меня». Лимфоциты хелперы (помощники) вырабатывают антитела, которые фиксируются на возбудителе. Это уже другой сигнал для макрофага: «съешь меня».

Этапы фагоцитоза

Рассмотрим этот процесс на примере лейкоцитов (нейтрофилы — самые многочисленные из них), как клеток иммунной системы, поглощающих вредоносную бактерию. Ну, во-первых, лейкоцит должен четко понимать, что перед ним чужеродный организм.


оцесс распознавания довольно сложен.
Иммунная клетка определяет высвобождаемые бактерией молекулы как сигнал к действию. Затем лейкоцит должен зацепиться, прилипнуть к бактерии. Для этого на его поверхности есть специальные рецепторы, при помощи которых происходит прилипание к чужеродной клетке (это может быть не только бактерия, но и своя клетка, которая не отвечает на команды — например раковая).

После прилипания мембрана разбухает наружу и как бы обволакивает бактериальную клетку. В результате, непрошенный гость оказывается как бы в мыльном пузыре — фагосоме.
Внутрь фагосомы клетка-фагоцит выделяет ферменты, которые разрушают клеточную стенку бактерии, разрушая ее.
фагоцитоз
Рассмотрим по порядку.
1. Хемотаксис. А нюх как у собаки… Как макрофаг находит чужеродный объект? Неужели нужно все клетки (как человек по комнате, ночью, на ощупь) нужно «потрогать» рецепторами?
Нет. Хемотаксис — это направленное движение относительно объекта, в зависимости от химических веществ, которые выделяет этот самый объект. Про отрицательный хемотаксис написано было еще в учебнике зоологии: бросался кристаллик соли в воду и амеба старалась уползти от такого соседства подальше.  С макрофагами хемотаксис положительный. Ползет, реагируя на химические вещества, выделяемые чужеродными организмами. Привлекают также вещества — цитокины, выделяемые своими же клетками: зовут подомогу. Туберкулезная палочка, к примеру, токсинов не выделяет («не пахнет»), поэтому иммунная система выявляет их не сразу.

iv>

Первыми в очаг воспаления мигрируют нейтрофилы из крови, существенно позже поступает «большой пожиратель». По скорости хемотаксиса эти клетки идентичны, но макрофаги активируются заметно позднее.

2. Адгезия макрофагов к объекту. Или «прилипание». На поверхности как здоровых, так и патологических клеток и микробов есть определенный набор химических молекул, которые сигнализируют макрофагу: «съешь меня» или «не ешь меня».
Распознавание осуществляется специальными рецепторами. И хотя макрофаги способны фагоцитировать неживые клетки (кусочки угля, асбеста, стекла), фагоцитарный процесс активируется после команды других клеток — Т-хелперов.
Именно Т-хелперы (вид лимфоцитов) «подсвечивают» то, что нужно скушать: на «неподготовленный» объект налипают специфические белки — опсонины. На «запах» опсонинов и идет макрофаг.

3. В том месте, где произошел контакт с микробом, активируется мембрана клетки. Она как бы вминается внутрь.

4. Формирование фагосомы. Фагосома — это полость, в котором оказывается объект поглощения. Своеобразный «желудок», в котором под действием ферментов происходит расщепление чужеродного организма.
В лизисе (расщеплении) участвует перекись водорода (прекращайте постоянно лить на рану перекись, таким образом повреждаются и здоровые клетки!), закись азота, лизоцим. Различного рода ферменты — протеазы, липазы.
Самый ударный фермент лизосом — эластаза.


5. Выброс перевариваемых остатков.

Profit! Go to step №1!

Это в идеальных условиях. В реальности все происходит намного интереснее. Сам механизм иммунного ответа макроорганизма (нас с вами) и микро- (все то живое, что можно увидеть в микроскоп) — это результат гонки вооружений, продолжающейся миллионы лет.
Перемирия в этом противостоянии не планируется и договора по ограничению оружия никто подписывать не станет. Кто кого перехитрит.
Задача микроба: внедриться, размножиться и распространиться. А эволюция постаралась, чтобы было чем эти планы реализовывать. Поэтому как со стороны микро-, так и макроорганизма накопился богатый арсенал приспособлений.
Есть возбудители (такие как микобактерия туберкулеза или гонококк), для которых быть проглоченным макрофагом — это неотъемлемый этап развития.
А где лучше всего спрятаться от иммунной системы? Конечно внутри представителя этой иммунной системы!

Когда не все так просто: незавершенный фагоцитоз

Есть микроорганизмы, для которых нападение на них макрофагов не является какой-то проблемой. Даже напротив — это для них важный этап в развитии. Как уже говорилось, макрофаг поглощает микроб, формируя фагосому. А вот тут и происходит сбой. Ферменты, участвующие в расщеплении всего, что поглотил макрофаг, концентрируются в другом «мыльном пузыре» — лизосоме.

>
Слияние лизосом с фагосомой в нейтрофиле
В норме лизосома сливается с фагосомой. В фагосоме создается кислая среда, снижается pH. В кислой среде начинают действовать ферменты, расщепляющие бактерию.
А вот листерия, к примеру выделяет вещества, препятствующие присоединению липосомы (содержащей ферменты) с фагосомой. Блокада фагосомно-лизосомального слияния также характерна для вируса гриппа и токсоплазм. Не может макрофаг «переварить» и возбудителя гонококковой инфекции. Гонококк (стафилококки, кстати, тоже) довольно устойчив к лизосомальным ферментам. А риккетсии разрушают фагосому и могут свободно плавать с цитоплазме фагоцита.

Как же можно справиться с тем, что не получается переварить и уничтожить?

Прежде чем продолжить рассказ, стоит поговорить о том, как сам механизм фагоцитоза изучался. Точнее от том, благодаря кому. Диктиостеллиум.
Именно этому микроорганизму принадлежит самая главная роль в исследовании фагоцитоза. Клеточный слизевик.


тел написать, что это одноклеточный организм, но это не совсем так… Но и не многоклеточный тоже.
Этот амебоподобный организм был описан в 1935 году. В связи с тем, что очень легко выращивается в лаборатории, стал самым изучаемым микроорганизмом. Механизм фагоцитоза очень древний, у слизевика и у наших с вами макрофагов он очень схож. Обитает во влажном листовом опаде, питается слизевик бактериями. Еще уникальная особенность — у диктиостелиума три «пола», причем для полового размножения достаточно двух из трех в любых сочетаниях. Большую часть жизни диктиостелиум живет в форме одиночных амеб, питаясь бактериями листовой подстилки.

А вот теперь самое интересное. Помните фильм про трансформеров, когда несколько роботов собиралось в одного огромного?
Так вот эти амебы при нехватке пищи образуют клеточные агрегаты, причем размеры такого клеточного образования для микромира огромны — до 1 см. Этот макроорганизм способен ползать и впоследствии формирует «плодовое тело».

Слизевики перед тем как сформировать многоклеточный организм (псевдоплазмодий), поглощают бактерии, но не переваривают их. Более того, на новом месте дают этим бактериям размножится. Такие вот одноклеточные садовники.

Макрофаги нашего организма тоже способны к созданию такого многоклеточного образования. Этого «монстра» называют клеткой Пирогова-Лангханса. Ранее эти многоядерные клетки выявлялись как иммунный ответ на внедрение туберкулезной палочки.


Когда пациенту с длительно продолжающимся кашлем рекомендуют сдать анализ мокроты, то в заключении пишется «КУМ не обнаружены». КУМ — это кислотоустойчивые микобактерии. Туберкулезную палочку клетки нашей иммунной системы полноценно фагоцитировать не могут.
Когда происходит контакт макроорганизма с микобактерией туберкулеза, то первыми в борьбу вступают нейтрофилы. И погибают все. Микобактерия оказывается им не по зубам. Затем в бой идет «старший брат» — макрофаг. Макрофаг поглощает бактерии одну за другой, но полноценно переварить их не может. Бактерия устойчива к кислой среде фагосомы, влияет она и на фагосомно-лизосомальное слияние.

Бороться иммунной системе с возбудителем туберкулеза предельно сложно (почему клиника во многом зависит от количества бактерий, попавших в организм). Чтобы ограничить распространение инфекции, «наевшиеся» микобактериями макрофаги начинают объединяться в большую многоклеточную структуру — клетку Пирогова-Лангханса. Поначалу такую микроскопическую находку приписывали воспалению при туберкулезе, но затем выявились и другие заболевания (например, актиномикоз).

Вот про такой воспалительный процесс и говорят: специфический. Ну а что же организму делать с туберкулезной палочкой, которая ну никак умирать не хочет? Вокруг зоны специфического воспаления формируется своеобразный саркофаг. Сначала состоит из волокнистого белка — фибрина, затем кальцифицируется.


аг Гона в легких — нередкая находка на флюорографии. Полностью выздороветь от туберкулеза нельзя. Человек остается навсегда инфицированным (но клинически абсолютно здоровым).
БЦЖ — прививка от туберкулеза. Содержит убитые бактерии, чтобы познакомить иммунные клетки с антигенами возбудителя. Гарантированно защитить прививка не может (понятно, почему), но эффективность иммунного ответа повышается. Повторюсь, все зависит от количества бактерий и состояния организма.

Как сон влияет на фагоцитарную активность

Одна бессонная ночь — это конечно нехорошо, но в большинстве случаев не вызывает каких-либо последствий.
Другое дело — бесчисленные бессонные ночи. В одном из исследований, опубликованных в журнале «Neuroscience» был оценен биологический эффект лишения сна лабораторных мышей. Было выяснено, что мозг при длительной нехватке сна причиняет себе ущерб. Лабораторных животных разделили на четыре группы. Одна группа — «хорошо отдохнувшие», мышей второй группы периодически будили, в третьей группе животные не спали несколько дней. После чего ученые изучали активность мозга у каждой группы. У мышей, длительно лишенных сна было выявлено повышение активности фагоцитоза. Фагоциты — это клетки-уборщики, необходимые мозгу для очищения от побочных продуктов нейронной активности в течение дня.
После длительного отсутствия сна мозг включает «овердрайв», что может быть очень вредным. Не стоит паниковать, если ваш режим сна и бодрствования не в идеальной форме, но постарайтесь высыпаться.

Фагоцитоз и гипергликемия


Почему хирурги часто назначают при гнойно-воспалительных процессах анализ крови с определением уровня глюкозы?
Почему у больных с сахарным диабетом инфекционные заболевания протекают тяжелее? Один из факторов: быстрые углеводы влияют на активность макрофагов.
Людям давали стограммовые порции углеводов из глюкозы, фруктозы, сахарозы, меда. Затем брали венозную кровь через 1,2,3 и 5 часов после приема пищи. К крови добавляли суспензию, содержащую эпидермальный стафилококк (Staphylococcus epidermidis).
В дальнейшем проводилось исследование активности макрофагов. Установлено, что быстроусвояемые углеводы угнетают фагоцитарную активность макрофагов.
Так что очень важно следить за уровнем глюкозы, тем более больных с сахарным диабетом, проходящих лечение гнойно-воcпалительных процессов.

В заключение

И хотя фагоцитоз — самый древний способ защиты от чужеродных организмов, значения он не утратил. Этот механизм является ключевым в борьбе со стафилококковой инфекцией.

Источник: vpalamarchuk.ru

↑ Определение. В чем сущность

 

Фагоцитами называют лейкоциты (белые кровяные тельца) –и другие клетки многоклеточного животного организма. Фагоцитозом владеют клетки простейших. Когда фагоцит приближается вплотную к чужеродному телу, обтекает содержимым, поглощая и затем, переваривает, такой процесс называется фагоцитозом.

 

С греческого языка это обозначает «пожирание клеткой». В международной медицине, с окончанием «осис» — это уже называется процессом или явлением. Дословный перевод: при распознавании фагоцитами чужеродных тел, они целенаправленно движутся к объекту, захватывают, поглощают и расщепляют.

 

Внутри фагоцита содержится пищеварительная вакуоль с ферментами, которыми снабжают многочисленные лизосомы. Различают фагоциты по набору ферментов. Процесс фагоцитоза не получится, если фагоцит не контактирует с «опасным телом», которое требуется уничтожить.

 

↑ Открытие

 

В 1881 г., находясь в Италии, Мечниковым, русским бактериологом и иммунологом, изучался механизм внутриклеточного пищеварения в опытах с личинками морских звёзд. Учёный выяснял, способны ли обособленные клетки многоклеточного организма обволакивать частицы пищи и разлагать, как делает амёба.

 

Вводя в просвечивающее тело личинки кристаллы красного порошка, Мечников отметил, как перед чужеродными телами образовалась преграда из клеток. Клетка обтекала и втягивала в себя кристалл краски. Так появилось предположение о существовании защитных клеток внутри организма. Чтобы подтвердить гипотезу, Мечников провёл другой опыт – с введением окрашенных шипов. Действия клеток повторились: они снова встали на защиту, прогоняя вредителей.

Открытие фагоцитоза 

В конце 1882 г. учёный сформировал теорию фагоцитоза: маленькие чужеродные тела, попавшие в организм, поглощаются блуждающими клетками. Это фагоциты, которые играют главную защитную роль в иммунитете, отчего и возникает воспаление. Механизм действия фагоцитов Мечников назвал фагоцитозом.

 

О результатах опытов иммунолог доложил на VII съезде (1883 г.), где собрались врачи и естествоиспытатели. За полезное для науки открытие, Мечникову и Паулю Эрлиху, выявившему антитела, присуждена в 1908 г. Нобелевская премия в области физиологии и медицины.

 

↑ Функции

 

Фагоцитоз относится к древнейшему механизму защиты у многоклеточных организмов против посторонних твёрдых частиц. Но это не единственная функция блуждающих «охранников». 

Эту работу выполняют ретикуло-эндотелиальные клетки: 

Если уничтожение собственной микроструктуры перестанет контролироваться, ткань саморазрушается и развивается заболевание.

 

↑ Фагоцитоз и пиноцитоз

 

Отличие фагоцитоза и пиноцитоза в том, что в первом случае клетка захватывает твёрдые частицы, а во втором — вбирание жидкой капли, где содержится вещество (с греческого языка переводится, как пить или впитывание с помощью вместилища, клетки). Таким образом, содержимое клетки пополняется высокомолекулярными соединениями — белками и углеводно-белковыми комплексами.

 Фагоцитоз и пиноцитоз

Пиноцитоз открыт американским учёным У. Льюисом в 1931 г. Жидкая частица окружается и вбирается внутрь с помощью коротких тонких выростов плазматической клеточной мембраны. Плавающие пузырьки перемещаются в клеточном содержимом, сливаются вместе. Так же они присоединяются к внутриклеточным мембранным структурам.

 

↑ Почему фагоцитоз невозможен в растительной клетке

 

Фагоцитоз выполняется подвижной плазматической мембраной. У амёбы и других простейших животных это способ питания. В теле человека фагоцитами – лейкоцитами обезвреживаются вредные бактерии и микробы, опасные для здоровья частицы. Наружная мембрана выпячивается и захватывает объект, затем впячивается внутрь.

 

Растительная клетка сверху покрыта прочными твёрдыми волокнами целлюлозы. Это превращает поверхность в плотную и непластичную оболочку, невозможную к выпячиванию и захвату частиц. По этой причине растительная клетка не сокращается, не двигается и не изменяется.

 

↑ Клетки, участвующие в фагоцитозе

 

В организме человека фагоцитоз выполняется дифференцированными мононуклеарно-фагоцитарными клетками и гранулоцитами. Это микрофаги, которые борются с условно – патогенными микроорганизмами и макрофаги. Усиливается фагоцитоз веществами, которые входят в нормальную сыворотку крови позвоночных животных — опсонинами. Эти вещества ослабляют бактерии и микроорганизмы, после чего фагоциты их легко поглощают.

 

Клетки фагоциты — главные клетки иммунитета, они связываются с «врагами» рецепторами, затем поглощают за 9 мин.

К моноцитам, «дворникам», относят белые кровяные тельца — лейкоциты. Нейтрофилами поглощаются даже превышающие в размерах частицы, не помеха и кислая среда.

 

Макрофагами, «большими пожирателями» называют фагоциты, способные к захвату и уничтожению частями чужеродных, мёртвых или повреждённых клеток. Причём если это инфицированная или злокачественная клетка, макрофаг оставляет нетронутым некоторые чужеродные компоненты для дальнейшего использования. При этом образуются антигены, помогающие образовывать специфичные антитела. Макрофаги способны разрушать опухоли, образуя некроз.

 

Нейтрофилы относятся к лейкоцитам и составляют 50-60 % этой группы крови. Маленькие клетки, первыми (за 30 мин.) реагируют на воспаление в организме. Гной состоит из мёртвых нейтрофилов.

 

Дендритными, антиген-презентующими клетками, с длинными отростками (дендритами), поглощаются патогены. Расположение этих клеток: в кожных тканях и внутренних слизистых оболочках.

 

Тучными клетками наносится урон грамотрицательным бактериям с антигенами. Кроме того, тучными клетками образуются сигнальные молекулы — цитокины.

«Непрофессиональные» фагоциты – фибропласты, клетки без специальных рецептов. Действия таких клеток ограничено.

 

↑ Роль в иммунитете

 

Иммунная защита действует с участием нейтрофилов, макрофагов, дендритных клеток и В-лимфоцитов. Эти клетки умеют распознавать патогенные или посторонние частицы и специально нацеливаются на их уничтожение. Таким образом, сдерживается распространение и размножение инфицирующих клеток. Патогены уничтожаются иммунными клетками с помощью:

 

↑ Интересные факты

 

Фагоцит «гоняется» за порученным ему врагом со специфичным антигеном, вызывающим болезнь. Лимфоциты-хелперы, с антителами гамма — глобулинами, помечают вирус. Лейкоциты – супрессоры сообщают о местонахождении бактерии лейкоцитам – убийцам, которые гонятся за обозначенной целью и захватывают.

 

Прививка – введение вакцины (живые, но ослабленные вирусы или мёртвые), чтобы выявить, как реагирует организм на антигены. Измерение красного пятна – определение скорости действия фагоцитов. После прививки организм способен противостоять инфекционной болезни, запоминая врага. Излишки в организме быстроусвояемых углеводов (глюкоза, фруктоза, сахароза и мёд) снижают действие фагоцитов-макрофагов при гнойно — воcпалительных процессах.

 

Оболочка туберкулезной палочки устойчива к действию ферментов пищеварительной вакуоли фагоцита и, кроме того, вырабатывает вещество, снижающее действие иммунных клеток. В этом случае возникает образование из «объевшихся» макрофагов — многоклеточная структура, играющая роль саркофага, клетка Пирогова-Лангханса.

 

↑ Итоги

 

Механизм фагоцитоза относится к древнему способу, который включает защиту, восстановление и очищение организма, когда появляются чужеродные тела. Таким образом, создавая постоянную внутреннюю среду, обеспечивается выживание организма. Но человеку, кроме этого, требуется помогать собственной иммунной системе: ведением здорового образа жизни, приобретением полезных привычек, избегать стрессов и перегрузки. Так же полезно пить витамины.

Источник: animals-wild.ru

Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 24 (63). 2011. № 4. С. 110-118.

УДК 612.001.+ 612.112.3.

ИСТОРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ ФАГОЦИТОЗА. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ФАГОЦИТАРНОМ ПРОЦЕССЕ

Климова Е.М.1, Иваненко М.О.2

1НИИ биологии ХНУ имени В.Н. Каразина, Харьков, Украина

2Государственное учреждение «Институт медицинской радиологии им. С.П. Григорьева

НАМН Украины», Харьков, Украина

E-mail: [email protected]

Освещены исторические аспекты создания и развития фагоцитарной теории. Описаны основные стадии фагоцитарного процесса и рассмотрены методические подходы, используемые для оценки этих стадий.

Ключевые слова: фагоцитарная теория, адгезия, поглощение, дегрануляция, киллинг.

Более 100 лет прошло с момента открытия фагоцитарной теории, созданной нашим соотечественником, лауреатом Нобелевской премии И.И. Мечниковым.

В 1883 г. И.И. Мечников изложил основы фагоцитарной теории в докладе «О целебных силах организма» в Одессе на VII съезде естествоиспытателей и врачей [1]. В данном докладе были впервые высказаны основные положения фагоцитарной теории, которые И. И. Мечников развивал в последующем на протяжении всей своей жизни. Хотя сам факт поглощения живыми клетками других частиц был описан многими натуралистами задолго до этого, однако только И.И. Мечниковым было предложено толкование роли фагоцитов в защите организма от болезнетворных микробов.

О наличии в многоклеточных организмах специальных образований, способных элиминировать чужеродные частицы из крови, стало известно в середине XIX века. Немецкий ученый Ф.Д. Реклингаузен впервые ввел животным в кровь взвешенные частицы киновари, туши и изучил их распределение "в тончайших питающих сосудах". Впоследствии Дж.Ф. Конгейм описал так называемые "киноварные клетки" в печени и селезенке. В конце 70-х годов XIX века К.В. Купфер опубликовал свои наблюдения над особыми, найденными им в печени клетками звездчатой формы, которые, как и некоторые другие типы клеток, способны активно захватывать витальные красители, жир и другой корпускулярный материал из кровеносного русла [2]. В это же время появились работы Panum (1874) и Roser (1881), в которых высказано предположение о том, что "белым кровяным тельцам принадлежит известная роль в освобождении организма от патогенных микробов" [3], которое авторы, однако не смогли подтвердить экспериментально.

Последующие многолетние исследования И.И. Мечникова позволили создать стройную концепцию о наличии в организме специализированной, барьерфиксирующей системы клеточных элементов.

На протяжении 17 лет И.И. Мечников изучает внутриклеточное пищеварение. Еще в 1865 г. он обнаружил внутриклеточного пищеварения у низших червей — земляных планарий (Geodesmus bilineatus). Дальнейшие многочисленные исследования позволили выявить внутриклеточное пищеварение у низших реснитчатых червей (Mesostomum и Planaria), у кишечнополостных (Coelenterala), у иглокожих, губок и других животных [4]. Становится очевидным, что это не частные случаи, а определенная закономерность развития.

И.И. Мечников показал, что в многоклеточном организме существует большая группа клеток мезодермального происхождения, способных поглощать и разрушать микробы, эритроциты и корпускулярные вещества разной природы. Проведенные с использованием сравнительно-эмбриологических методов исследования представителей различных отделов животных позволили констатировать факт наличия подобных клеток на всех этапах филогенеза — как у беспозвоночных, так и позвоночных животных. Разрабатывая теорию происхождения многоклеточности, И.И. Мечников предположил существование гипотетического доисторического организма — паренхимеллы, у которого появляются первые специализированные клетки, участвующие одновременно как в защите колонии, так и в процессах пищеварения. По мере эволюции и усложнения организации данный тип клеток постепенно переключился на выполнение защитных функций, в основе которых лежали древние пищеварительные свойства [4].

Во время проведения указанных исследований мысль о роли внутриклеточного пищеварения в защите организма от микробов не приходит к И.И. Мечникову; она не возникает даже тогда, когда в 1879 г. он наблюдает, что клетки иглокожих и кишечнополостных, имеющих пищеварительную полость, содержат посторонние частицы и скапливаются вокруг введенных в организм зерен кармина. Не приходит эта мысль И.И. Мечникову и в 1880 г., когда он впервые изучает инфекционное заболевание, желая найти средство для борьбы с вредителями хлебных злаков -жуками Anisoplia austriaca. Все эти исследования создают почву для рождения и развития фагоцитарной теории [5].

Гипотеза родилась у И.И. Мечникова в Мессине в начале 1883 г. Открытие, круто изменившее ход его жизни, было связано с наблюдениями за личинками морской звезды. Наблюдая за этими прозрачными животными, И.И.Мечников заметил, как подвижные клетки окружают и поглощают чужеродные тела, подобно тому, как это происходит при воспалительной реакции у людей. Если чужеродное тело было достаточно мало, блуждающие клетки, которые он назвал фагоцитами, могли полностью поглотить пришельца. И.И. Мечников был не первым ученым, наблюдавшим, что лейкоциты у животных пожирают вторгшиеся организмы, включая, бактерии. В то время считалось, что процесс поглощения служит, главным образом, для распространения чужеродного вещества по всему телу через кровеносную систему. И.И. Мечников придерживался иного мнения, т.к. смотрел на происходящее глазами эмбриолога. У личинок морских звезд подвижные фагоциты

не только окружают и поглощают вторгшийся объект, но также резорбируют и уничтожают другие ткани, в которых организм более не нуждается. Лейкоциты человека и подвижные фагоциты морской звезды эмбриологически гомологичны, т.к. происходят из мезодермы. Отсюда И.И. Мечников сделал вывод, что фагоциты, в действительности, выполняют защитную или санитарную функцию [4, 6-8]. Данное открытие в одно мгновение изменило судьбу И.И. Мечникова. "Случайный" опыт сразу породил "богатую перспективу исследований в области научной медицины, которая прежде была мне совершенно чужда", — вспоминает он и заключает: "Таким образом, в Мессине совершился перелом в моей научной жизни. До того зоолог, я сразу сделался патологом. Я попал на новую дорогу, которая сделалась содержанием моей последующей деятельности" [9].

Искусственно заражая дафний грибком Мопоирота Ыешр1ёМв, И.И. Мечников наблюдал проникновение иглообразных спор во внутренние участки тела и их прорастание. Благодаря полной прозрачности тела дафний все этапы этого заболевания можно было проследить с большой точностью. Оказалось, что и здесь на первый план выступает деятельность амебоидных клеток (фагоцитов). Они собираются к месту проникновения спор, окружают их, фагоцитируют. Налицо еще одно, очень яркое проявление защитной роли фагоцитов. Изучая разную степень пораженности дафний, И.И. Мечников под микроскопом мог проследить все этапы встречи фагоцитов со спорами грибка. Если активность защитных клеток велика, споры подвергались фагоцитозу, животное освобождалось от грибка, «выздоравливало» и снова начинало свои характерные скачущие движения в воде. Если подвижные клетки были слабы, споры грибка интенсивно размножались, дафнии погибали [5]. И.И. Мечников впоследствии писал: «… болезнь должна рассматриваться как борьба между патогенными агентами — поступившими извне микробами — и фагоцитами самого организма. Излечение будет означать победу фагоцитов, а воспалительная реакция будет признаком их действия, достаточного для предотвращения атаки микробов» [10].

И.И. Мечников отвёл фагоцитам ведущую роль в борьбе с инфекционными болезнями, он утверждал, что «…иммунитет в инфекционных болезнях должен быть приписан активной целлюлярной деятельности. Среди клеточных элементов фагоциты должны занять первое место. Чувствительность и подвижность, способность поглощать твердые тела и вырабатывать вещества, могущие разрушать и переваривать микробов — вот главные факторы деятельности фагоцитов. Если эти свойства в достаточной мере развиты и парализуют патогенное действие микробов, тогда животное от природы иммунно … когда фагоциты не обнаруживают наличия всех или одного из этих свойств в достаточной степени, то животное восприимчиво к инфекции…» [11].

Дальнейшее развитие науки показало, что фагоцит, осуществляет элиминацию не только патогенных микробов, но и всего чужеродного с антигенными свойствами, что может внедриться или возникнуть в макроорганизме. Это дало основание академику Р.В. Петрову дать следующее определение иммунитета: «Иммунитет — способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетической чужеродности» [12].

В целом можно сказать, что иммунитет осуществляет защиту организма от проникновения чужеродных экзогенных (микроорганизмов) или возникновения чужеродных эндогенных агентов, т.е. осуществляет в основном антиинфекционную и противоопухолевую защиту. В этом заключается сущность иммунологического надзора, выполняемого клетками иммунной системы [13].

Представления И.И. Мечникова о роли и месте фагоцитов в борьбе с инфекционными агентами получили широкое развитие в современной науке.

В настоящее время процесс фагоцитоза рассматривают как ряд последовательных взаимосвязанных и взаимообусловленных стадий. К ним относятся движение, адгезия, поглощение, дегрануляция, образование активных форм кислорода и азота, киллинг и расщепление объекта фагоцитоза.

Стимулом для движения фагоцитов к очагу инфекции являются хемоаттрактанты. К ним относятся К-формилпептиды бактериального происхождения, компоненты комплемента (С3а и С5а), лейкотриены, тромбоцитактивируюший фактор, интерлейкин-8 и т.д. Все эти вещества могут накапливаться в воспалительном очаге и способствуют движению фагоцитов. Как правило, хемоаттрактанты не только стимулируют движение, но и усиливают экспрессию на мембране фагоцитов молекул адгезии, движение (хемотаксис) и адгезия являются взаимосвязанными процессами, протекающими практически одновременно [13]. С.Бойден был одним из первых в области изучения хемотаксиса. Он предложил использовать камеру из двух отсеков, разделенных микропористым фильтром с размером пор, позволяющим лейкоцитам проходить через него только в результате активной миграции. В нижний отсек камеры помещают хемотоксическое вещество, в верхний — лейкоцитарную взвесь. Количественная оценка хемотаксиса по методу Бойдена заключается в подсчете, после соответствующей окраски, числа лейкоцитов, проникших сквозь фильтр [14].

Новый подход для изучения хемотаксиса фагоцитов [15] заключается в исследовании миграции клеток в микропространстве между агарозой и пластиком из лунки, куда они были внесены, по направлению к лунке, содержащей хемоаттрактант. Подробно методика описана В.М. Земсковым и др. [16]. Достаточно простой метод оценки хемотаксиса лейкоцитов, доступный практически любой лаборатории клинической иммунологии, разработали Б.В. Пинегин, М.З. Саидов и И.Г. Ольков. Метод заключается в изучении миграции лейкоцитов из клеточной суспензии, помещенной в лунку 96-луночного планшета, в плоские капилляры, содержащие агарозу и хемоаттрактант — синтетический формилтрипептид. Применение плоских капилляров создает возможность точно (в мм) измерить фронт движения лейкоцитов с помощью малого увеличения светового микроскопа [17].

Для характеристики адгезивных свойств фагоцитов существует несколько современных подходов. При наличии соответствующего оборудования наиболее простым методом является идентификация молекул адгезии с помощью моноклональных антител (МАТ) к антигенам СБ18, СБ11а, СБ11Ь, СБ11о, СБ62Ь, СБ62Б с использованием проточной цитометрии. При наличии МАТ молекулы

адгезии можно идентифицировать с помощью непрямого иммунофлюоресцентного метода с применением люминесцентного микроскопа.

Оценивается функциональная активность адгезивных молекул фагоцитов, используется их способности прикрепляться к пластику, стеклу, культуре эпителиальных клеток. Фагоцитарные клетки метят каким-либо радиоактивным изотопом (чаще всего хромом-51), инкубируют с эпителиальными клетками, удаляют неприкрепившиеся фагоциты и определяют уровень радиоактивности эпителиальных клеток [18].

С помощью спектрофотометра определяют способность фагоцитирующих клеток прикрепляться к пластику [19]. Сущность его заключается в окрашивании по Романовскому-Гимзе монослоя прилипающих клеток в лунках 96-луночного плоскодонного планшета, экстракции краски и определении оптической плотности этой краски при 650 нм. Существует линейная зависимость между числом прилипших клеток и оптической плотностью. Применение этого метода показало его высокую информативность при целом ряде патологических состояний.

Следующий этап фагоцитоза — это поглощение. Для изучения поглощения используют бактериальные клетки (St. aureus или Е. coli), дрожжи, латексные частицы. Более интенсивно фагоциты поглощают частицы, обработанные сывороткой, содержащей опсонины: Ig G, комплемент, фибронектин, С-реактивный белок и др. В этом случае поглощение частиц в основном происходит через Fc- и CR-рецепторы фагоцитов, представленные соответственно на 75-90% и 90% нейтрофилов. В качестве источника опсонинов берут 10-15 сывороток здоровых доноров. Нейтрофилы могут поглощать латексные частицы и при отсутствии опсонинов [20]. На поверхности этих частиц, вероятно, имеются структуры, с помощью которых они присоединяются к нейтрофилам и индуцируют поглощение.

Для оценки стадии поглощения является подсчет в окрашенных препаратах числа частиц, захваченных нейтрофилами. Анализ таких препаратов может проводиться с помощью светового, люминесцентного микроскопов и проточного цитометра. В последнем случае применяли меченые пекарские дрожжи [21]. При анализе нескольких тысяч клеток метод проточной цитометрии позволяет получать максимально объективные результаты [22].

Поглотительная способность нейтрофилов играет определенную роль в оценке их функциональной активности, поэтому изучение стадии поглощения особенно важно при выявлении снижения киллинга или образования активных форм кислорода и должно обязательно входить в комплексную оценку фагоцитарного процесса.

Дегрануляция заключается в слиянии фагосомы — вакуоли, содержащей объект фагоцитоза, с лизосомами с образованием фаголизосомы. В ней происходят киллинг и разрушение захваченной частицы. Первыми вливают свое содержимое в фагосому специфические (или вторичные) гранулы, содержащие лизоцим, лактоферрин, белок, связывающий витамин В12, и т.д; вторыми — азурофильные (или первичные) гранулы, содержащие набор самых разнообразных гидролаз. Дегрануляцию оценивают путем определения ферментов, выброшенных в окружающую среду при инкубации опсонизированных частиц с фагоцитами в присутствии цитохолазина В.

Это вещество, подавляет функцию двигательного аппарата клетки и тем самым подавляет стадию поглощения. В этом случае фагоциты освобождают содержимое своих гранул в окружающую среду, где их и можно идентифицировать соответствующими методами. Более простым является определение миелопероксидазы — фермента первичных гранул и лизоцима — фермента вторичных гранул. Определение активности миелопероксидазы осуществляется по способности окислять ряд субстратов в присутствии перекиси водорода. В этом случае используется стандартный субстрат иммуноферментных реакций -ортофенилендиамин с оценкой результатов на многоканальном фотометре при 492 нм, что позволяет быстро получать результаты и значительно повысить объем исследования [23].

Киллинг микроорганизмов, поглощенных как нейтрофилами, так и моноцитами-макрофагами, осуществляется с помощью кислородзависимых и кислороднезависимых механизмов [24]. Для оценки киллинга используется достаточно широкий спектр методов. Например микроскопический метод идентификации дегенеративных, полуразрушенных форм микробов в препаратах из лейкоцитарной взвеси, окрашенных по Романовскому-Гимзе. Для этих целей можно использовать практически любые микроорганизмы (Candida). При применении стафилококка штамма С — 52 в препаратах видны плохо окрашенные округлые формы или, напротив, сморщенные, четко окрашенные кокки. Использование данного метода в клинической практике позволяет четко определить бактерицидную активность нейтрофилов в периферической крови [25].

На проточном цитометре надежным и современным методом оценки киллинга является применение флюоресцентных красителей, дифференцированно окрашивающих живые и убитые микробные клетки [26-27]. Применение последнего позволяет в одном измерении (2-3 мин) анализировать до 10 000 клеток, что дает возможность получать максимально объективные результаты.

Характеризует завершенность фагоцитарного процесса анализ продуктов расщепления или деградации микробной клетки. После образования фаголизосомы гидролазы нейтрофила начинают расщеплять поглощенный объект. Некоторые продукты этого расщепления выделяются в окружающую среду, некоторые остаются в клетке. Для оценки стадии расщепления чаще всего используют радиометрический метод с применением St. aureus, меченных 3Н-глюкозой или 14С-аминокислотами. Определение киллинга и расщепления микроба -интегральный показатель завершенности фагоцитарного процесса.

Процесс фагоцитоза сопровождается респираторным взрывом, т.е. образованием активных форм кислорода. С помощью НАДФН-оксидазной системы кислород окисляется до супероксидазного радикала. Последний под влиянием супероксидисмутазы образует перекись водорода. При ее восстановлении супероксидным радикалом происходит образование гидроксильного радикала. Параллельно с этим может образовываться синглетный кислород, несущий в отличие от кислорода на одной орбите два электрона [28]. Все эти химические соединения обладают выраженными микробоцидными свойствами, и их идентификация представляет собой важное звено в оценке функциональной

активности фагоцитарных клеток. Для оценки функциональной активности фагоцитов в клинической иммунологии имеется большой набор цито- и биохимических тестов. Наиболее простым и в то же время очень надежным является НСТ-тест. Сущность метода заключается в образовании нерастворимых окрашенных зерен формазана при восстановлении нитросинего тетразолия (НСТ) супероксидным радикалом, образующимся при активации фагоцитов. В качестве активаторов рекомендуется использовать опсонизированный зимозан или активатор протеинкиназы С — форболмиристат ацетат. Метод высокоинформативен для оценки функциональной активности фагоцитов, прогнозирования тяжести заболевания, контроля над эффективностью антибактериального лечения, дифференциальной диагностики вирусных и бактериальных заболеваний и т.д. [29]. С целью объективизации предложен спектрофотометрический вариант НСТ-теста [30], заключающийся в растворении зерен формазана с помощью органических растворителей и учета интенсивности окраски при 670 нм.

Получены доказательства высокого уровня корреляции между образованием активных форм кислорода и киллингом [31]. Поэтому определение хемолюминесцентного ответа фагоцитов может использоваться как один из критериев способности нейтрофилов и моноцитов-макрофагов к завершенному фагоцитозу.

ВЫВОДЫ

Оценка фагоцитарной активности является частью комплексного лабораторного исследования больного. Детальное изучение фагоцитарного процесса с помощью лабораторных методов может быть основанием для постановки или подтверждения окончательного диагноза.

Таким образом, учение И.И. Мечникова о фагоцитозе по-прежнему занимает весомое место среди теорий иммунитета. Новое поколение иммунологов еще долго будет обращаться к классическим работам И.И. Мечникова для получения вдохновения и стимула к изучению различных аспектов сложной, но интереснейшей науки о механизмах поддержания структурно-функционального гомеостаза в многоклеточных организмах [13]. Наследие Мечникова с годами стало не просто достоянием истории, оно продолжает жить в современной науке.

Список литературы

1. Мечников И.И. О целебных силах организма / И.И. Мечников. — Прот. VII съезда естествоиспытателей и врачей, Одесса — 1883. — С. 21-22.

2. Маянский А.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге / А.Н. Маянский, Д.Н. Маянский. -Новосибирск: Наука. — 1983. — 256 с.

3. Мечников И.И. Вопросы иммунитета / Мечников И.И. — Избр. тр., М.: — 1951. — 522 с.

4. Зильбер Л.А. Фагоцитарная теория И.И. Мечникова / Зильбер Л.А. — М.: — 1951. — 673 с.

5. Залкинд С.Я. Илья Ильич Мечников / Залкинд С.Я. — М. — 1957. — 159 с.

6. Гайсинович А.Е. 100 лет фагоцитарной теории И.И. Мечникова / А.Е. Гайсинович // Природа -1983. — № 8 — С. 20-26.

7. Мечникова О.Н. Жизнь Ильи Ильича Мечникова / Мечникова О.Н. — М.: — 1926. — 232 с.

8. Резник С.Е. Мечников / Резник С.Е. — М.: — 1973. — 365 с.

9. Мечников И.И. Страницы воспоминаний / И.И. Мечников. — М.: — 1946. — 279 с.

10. Мечников И.И. Очерк современного состояния вопроса о воспалении / И.И. Мечников. — М.:-1946. — 197 с.

11. Мечников И.И. Лекции о сравнительной патологии воспаления, читанные в апреле и мае 1891г. в Пастеровском Институте / Мечников И.И. — СПб.: К.Л. Риккера — 1892. — 162 с.

12. Петров Р.В. Иммунология / Петров Р.В. — М.: Медицина — 1987. — 414 с.

13. Волянский Ю.Л. Развитие идей И.И. Мечникова в современном естествознании. / Ю.Л. Волянский, Р.М. Хаитов, В.И. Мальцев // Здоров'я Украши Мед. газета Украины — 2005.-№10 (199) — С. 60-61.

14. Boyden S. The chemotactic of mixtures of antibody and antigen on polymorphonuclear leucocytes / S. Boyden // J. exp. Med. — 1962. — Vol. 115 — P. 453- 466.

15. Nelson R.D. Chemotaxis under agarose: a new and simpl method for measuring chemotaxis and spontanequs migration of human polymorphonuclean leukocytes and monocytes. / R.D. Nelson // J. Immunol. — 1975. — № 115. — P. 1650-1655.

16. Земсков В.М. Изучение функционального состояния фагоцитов человека: (Кислородный метаболизм и подвижность клеток): Метод, рекомендации / В.М. Земсков, А.М. Барсуков, А.А. Безносенко. — М.: — 1988.

17. Пинегин Б.В. Простой метод оценки хемотаксиса и ингибиции хемотаксиса лейкоцитов периферической крови человека / Б.В. Пинегин, М.З. Саидов, И.Г. Ольков // Иммунология. — 1994. — №1. — С. 58-59.

18. Gimbrone M.A. Interaction of platelet and leukocytes with vascular endothelium: in vitro studies / M.A. Gimbrone, M.R. Buchanan // Ann N Y Acad Sci — 1982. — Vol. 401. — P. 71-83.

19. Бутаков А.А. Спектрофотометрическое определение адгезивной способности полиморфно-ядерных лейкоцитов периферической крови / А.А. Бутаков, В.К. Оганезов, Б.В. Пинегин // Иммунология. — 1991.- № 5 — С. 71-72.

20. Raichvarg D. Determination of a new phagocytic index: influence of the bacteria strain and leukocyte species / D. Raichvarg, D.Hatat // Biomedicine. — 1980. — Vol.33. — Р. 52-55.

21. Bushmann H. Assesment of phagocytic activity of granulocytes using laser flow cytometry / H. Bushmann, M. Winter // J.Immunol. Methods. — 1989. — Vol. 124. — Р.231-234.

22. Koo M.K. Simultaneous analysis of steady-state intracellular pH and cell morphology by automated laser scanning cytometry / M.K. Koo, C.H. Oh, A.L. Holme, S. Pervaiz // Cytometry — 2007. — 71(2) — Р.87-93.

23. Саидов М.З. Спектрофотометрический способ определения активности миелопероксидазы в фагоцитирующих клетках / М.З. Саидов, Б.В. Пинеги // Лабораторное дело — 1991. — № 3. — С. 56-60.

24. Salmon J.E. Phagocytosis of concanavalin A-treated erythrocytes is mediated by the Fc gamma receptor / S.J. Ealmon, R.P. Kimberly // J Immunol. — 1986. — Vol. 15. — Р. 456-462.

25. Кузьменко О.В. Фагоцитарная активность нейтрофилов периферической крови крыс с различной реакцией на стресс / О.В Кузьменко, Н.А. Никифорова, М.О. Иваненко // Весник ХНУ им. В.Н. Каразина. Серия: биология. — 2010. — Вип. 11 — С.173-177.

26. Мазуров Д.В. Оценка внутриклеточного киллинга стафилококка фагоцитами периферической крови с помощью проточной цитометрии / Д.В. Мазуров, C.B. Дамбаева, Б.В. Пинегин // Иммунология. — 2000 — №2. — С. 57-59.

27. Мазуров Д.В. Оценка поглощения гранулоцитами и моноцитами периферической крови методом проточной цитометрии / Д.В. Мазуров, К.Ф. Хамидуллина, Б.В. Пинегин // Иммунология — 2000. -№1 — С.57-61.

28. Martin L. Quantitative analysis of opsonophagocytosis and of killing of Candida albicans by human peripheral blood leukocytes by using flow cytometry / L. Martin, S. Bhakdi // Journal of clinical microbiology. — 1991. — 29(9). — Р. 2013-2023.

29. Klebanoff S.J. Viricidal effect of polymorphonuclear leukocytes on human immunodeficiency virus-1. Role of the myeloperoxidase system / S.J. Klebanoff, R.W. Coombs // Journal of Clinical Investigation -1992. — 89(6). — Р. 2014-2017.

30. Маянский А.Н. Клинические аспекты фагоцитоза / А.Н. Маянский, О.И. Пикуза — Казань: Магариф. — 1993. — 122 с.

31. Raichvarg D. Determination of a new phagocytic index: influence of the bacteria strain and leukocyte species / D. Raichvarg, D. Hatat // Biomedicine. — 1980. — Vol. 33. — Р.52-55.

Климова О.М. 1сторичш аспекти вивчання фагоцитозу. Сучасш уявлення про фагоцитарний процес / О.М. Климова, М.О. 1ваненко // Вчет записки Таврiйського национального ужверситету ш. В.1. Вернадського. Сер1я , Долопя, имя". — 2011. — Т. 24 (63), № 4. — С. 110-118.

Висвгтлено гсторичт аспекти створення та розвитку фагоцитарно! теорй. Описано головнi стадл фагоцитарного процесу та розглянуто методичнi пiдходи, використовуваш для оцiнки цих стадiй. Ключовi слова: фагоцитарна теорiя, адгезiя, поглинання, дегрануляцп, кiллiнг.

Klimova E.M. Historical aspects of phagocytosis studying. Modern view to the phagocytosis process / E.M. Klimova, M.O. Ivanenko // Scientific Notes of Taurida V.I. Vernadsky National University. — Series: Biology, chemistry. — 2011. — Vol. 24 (63), No 4. — P. 110-118.

Historical aspects of creation and development of the phagocytosistheory are shined. The basic stages of phagocytosis process are described and the methodical approaches for phagocytic activity definition are considered.

Keywords: phagocytosis theory, adhesion, absorption, degranulation, killinh.

Поступила в редакцию 11.09.2011 г.

Источник: cyberleninka.ru

 

В начале 1880-х годов Мечниковв Мессине, Италия, отправив семью смотреть цирковое представление, спокойно рассматривал под микроскопом прозрачную личинку морской звезды. Он увидел, как подвижные клетки окружают инородную частицу, попавшую в тело личинки. Явление поглощения наблюдали и до Мечникова, но было принято считать, что это — просто подготовка к транспорту частиц кровью. Неожиданно у Мечникова возникло предположение: а что если это — механизм не транспорта, а защиты? Мечников тотчас же ввел в тело личинки кусочки шипов мандаринового дерева, которое он приготовил вместо новогодней елки для своих детей. Подвижные клетки вновь окружили чужеродные тела и поглотили их.

Если подвижные клетки личинки, думал он, защищают организм, они должны поглощать и бактерии. И это предположение подтвердилось. Мечников прежде не раз наблюдал, как белые клетки крови — лейкоциты, так же собираются вокруг проникшей в организм инородной частицы, формируя очаг воспаления. Кроме того, после многих лет работы в области сравнительной эмбриологии он знал, что эти подвижные клетки в теле личинки и лейкоциты человека происходят из одного зародышевого листка — мезодермы. Получалось, что у всех организмов обладающих кровью или ее предшественником — гемолимфой, есть единый механизм зашиты — поглощение инородных частиц клетками крови. Так был открыт фундаментальный механизм, с помощью которого организм защищает себя от проникновения в него чужеродных веществ и микробов. По предложению профессора Клауса из Вены, которому Мечников рассказал о своем открытии, клетки-защитники были названы фагоцитами, а само явление — фагоцитозом. Механизм фагоцитоза был подтвержден в организме человека и высших животных. Лейкоциты человека окружают проникшие в организм микробы и, подобно амебам, образуют выпячивания, охватывают со всех сторон инородную частицу и переваривают ее.

Пауль Эрлих

Ярким представителем немецкой школы микробиологов был Пауль Эрлих (1854-1915). С 1891 Эрлих занимался поисками химических соединений, способных подавлять жизнидеятельность возбудителей заболеваний. Ввел в практику лечение четырехдневной малярии красителем метиленовым синим, лечение сифилиса мышьяком.

 

Начав с работы с дифтерийным токсином в Институте инфекционных болезней. Эрлих создал теорию гуморального иммунитета (по его терминологии — теорию боковых цепей). Согласно ей, микробы или токсины содержат в себе структурные единицы — антигены, которые вызывают в организме образование аптител — особых белков класса глобулинов. Антитела обладают стереоспецифичностью, то есть конформацией, позволяющей им связывать только те антигены, в ответ на проникновение которых они возникли. Так Эрлих подчинил взаимодействие аптиген-антитело законам стереохимии. Вначале антитела существуют в виде особых химических групп (боковых цепей) на поверхности клеток (фиксированные рецепторы), затем часть их отделяется от поверхности клетки и начинает циркулировать с кровью (свободно перерешающиеся рецепторы). Встречаясь с микробами или токсинами, антитела связываются с ними, обездвиживают их и предупреждают их действие на организм. Эрлих показал, что отравляющее действие токсина и его способность связываться с антитоксином — это разные функции и на них можно воздействовать раздельно. Повысить концентрацию антител можно было повторными введениями антигена — так Эрлих решил беспокоившую Беринга проблему получения высокоэффективных сывороток. Эрлих ввел различие между пассивным иммунитетом (введение готовых антител) и активным иммунитетом (введение антигенов для стимуляции собственного антителообразования). Исследуя растительный яд рицин, Эрлих показал, что антитела появляются не сразу после введения в кровь антигена. Он первым изучал передачу части иммунных свойств от матери к плоду через плаценту и к младенцу — с молоком.

Между Мечниковым и Эрлихом возникла долгая и упорная дискуссия в печати об «истинной теории иммунитета». В итоге фагоцитоз получил название клеточного, а антителообразование — гуморального иммунитета. Мечников и Эрлих разделили в 1908 году Нобелевскую премию .

Берингзанимался созданием сывороток путем подбора бактериальных культур и токсинов, которые он впрыскивал животным. Одним из крупнейших его достижений является создание в 1890 г. противостолбнячной сыворотки, которая оказалась очень эффективной при профилактике столбняка при ранениях, хотя и малоэффективной в более поздний период, при уже развившейся болезни.

«Беринг хотел, чтобы честь открытия противодифтерийной сыворотки принадлежала германским, а не французским ученым. В поисках прививки зараженным дифтерией животным Беринг делал сыворотки из разных веществ, но животные погибали. Однажды для прививки он использовал трихлорид йода. Правда, и на этот раз морские свинки тяжело заболели, но ни одна из них не погибла. Воодушевленный первой удачей, Беринг, дождавшись выздоровления подопытных свинок, сделал им прививку из отцеженного по способу Ру бульона с дифтерийным токсином, в котором ранее выращивались дифтерийные палочки. Животные превосходно выдержали прививку, несмотря на то, что получили огромную дозу токсина. Значит, они приобрели иммунитет против дифтерии, им не страшны ни бактерии, ни выделяемый ими яд. Беринг решил усовершенствовать свой метод. Он смешал кровь выздоровевших морских свинок с отцеженной жидкостью, содержащей дифтерийный токсин, и сделал инъекцию этой смеси здоровым морским свинкам — ни одна из них не заболела. Значит, решил Беринг, сыворотка крови животных, приобретших иммунитет, содержит в себе противоядие от дифтерийного яда, какой-то „антитоксин“.

Делая прививки сыворотки, полученной от переболевших животных, здоровым, Беринг убедился, что морские свинки получают иммунитет не только при заражении бактериями, но и при действии на них токсина. Позже он убедился, что эта сыворотка дает также лечебный эффект, то есть, если сделать прививку больным животным, те выздоравливают. В клинике детских болезней в Берлине, 26 декабря 1891 года, ребенку, умиравшему от дифтерии, сделали прививку из сыворотки переболевшей свинки, и ребенок выздоровел. Эмиль Беринг и его шеф — Роберт Кох одержали триумфальную победу над грозной болезнью. Теперь за дело вторично взялся Эмиль Ру. Делая прививки дифтерийного токсина лошадям в коротких интервалах времени, он постепенно добивался полной иммунизации животных. Потом он брал у лошадей по несколько литров крови, выделял из нее сыворотку, из которой стал делать прививки больным детям. Уже первые результаты превзошли все ожидания: смертность, достигавшая прежде при дифтерии от 60 до 70 %, упала до 1–2 %.

В 1901 году Беринг получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине – за работу по сывороточной терапии.

 

 

 

Источник: megaobuchalka.ru