Шеховцова Основы иммунологии Учебное пособие Рекомендовано Научно-методическим советом университета для студентов, обучающихся по специальности Биология Ярославль 2009 1 УДК 578 ББК Е 4я73 Ш 54 Рекомендовано Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного издания. <...> К. Д. Ушинского; кафедра микробиологии с вирусологией и иммунологией ЯГМА Шеховцова, Н. В. Основы иммунологии: учеб. пособие Ш 54 / Н. В. Шеховцова; Яросл. гос. ун-т им. <...> В широкое употребление вошел термин «ан3 тиген» как субстанция, вызывающая специфический иммунный ответ организма. <...> Были изучены основные феномены иммунитета: иммунологическая память, гиперчувствительность (аллергия), реакции преципитации, агглютинации, связывания комплемента и т. п. <...> Дальнейший прогресс иммунологии был связан с изучением взаимодействия антигенов с антителами. <...> Ландштейнером, было показано, что антитела вырабатываются не только в ответ на иммунизацию природными антигенами, но и на продукты органического синтеза, что специфичность антител отражает даже самые несущественные различия в строении искусственных антигенов (например, перенос радикалов из орто- в мета- или параположение). <...> Полученные результаты поставили вопрос, откуда берется столь широкое разнообразие специфичностей антител, которое позволяет распознавать не только природные вещества, но и тонкие детали строения искусственных антигенов. <...> Однако они 4 ничего не говорили о том, 1) откуда берутся «нормальные» антитела в отсутствие антигена, 2) почему вторичный ответ сильнее предыдущего, 3) отчего при повторной иммунизации в процессе иммунного ответа в одних случаях специфичность антител возрастает, а в других – снижается и приводит к появлению перекрестных реакций. <...> Ф. М. Бернет предположил (1949), что иммунный ответ появляется в позднем эмбриональном периоде после учета аутоантигенов, на которые иммунная система не должна реагировать. <...> После расшифровки механизма синтеза белка <...>
Основы_иммунологии_Учебное_пособие.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова
Н. В. Шеховцова
Основы иммунологии
Учебное пособие
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета для студентов,
обучающихся по специальности Биология
Ярославль 2009
1
Стр.1
УДК 578
ББК Е 4я73
Ш 54
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2009 года
Рецензенты:
В. Н. Левин, д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой
медико-биологических основ спорта ЯГПУ им. К. Д. Ушинского;
кафедра микробиологии с вирусологией и иммунологией ЯГМА
Шеховцова, Н. В. Основы иммунологии: учеб. пособие
Ш 54
/ Н. В. Шеховцова; Яросл. гос. ун-т им. П. Г. Демидова. – Ярославль
: ЯрГУ, 2009. – 120 с.
ISBN 978-5-8397-0729-0
В учебном пособии излагается основное содержание предмета
иммунологии – механизмы формирования специфического
иммунного ответа и его регуляции, а также информация, необходимая
для понимания этой «квинтэссенции» курса. Пособие
написано для того, чтобы дать студентам основные понятия
иммунологии и помочь им в прочтении современных учебников.
Предназначено
для студентов, обучающихся по специальности
020201 Биология (дисциплина «Микробиология и вирусология»,
блок ОПД), очной и заочной форм обучения.
УДК 578
ББК Е 4я73
ISBN 978-5-8397-0729-0
© Ярославский государственный
университет им. П. Г. Демидова,
2009
2
Стр.2
Введение
Иммунология – это наука, изучающая иммунитет. Термин
«иммунитет» происходит от латинского «immunitas», что означает
«освобождение, избавление от чего-либо». В Средние века
иммунитетом обладали феодалы, наделенные политической властью
и освобожденные от уплаты налогов. Термин «дипломатический
и парламентский иммунитет» сохраняет первоначальное
значение слова. Между тем в медицине с античных времен существовало
понятие о невосприимчивости человека к болезням как
абстрактное представление о физиологической норме организма.
Понятие иммунитета как «освобождения от болезни» было
официально закреплено в 1869 г. французским толковым словарем
Литтре. К тому времени широкое распространение вакцинации
как средства создания иммунитета к оспе способствовало
популяризации термина, от которого произошло название биологической
науки – иммунологии.
Формированию иммунологии как науки предшествовало появление
надежного метода вакцинации против натуральной оспы
с помощью коровьей оспы. Достоянием общественности этот метод
стал в 1798 г., когда Э. Дженнер опубликовал результаты
38-летних исследований, в которых он проанализировал 23 случая
вакцинации. Успешность метода позволила возвести иммунизацию
населения против оспы в ранг национальной политики
Англии уже в 1808 г.
Отсчет развития иммунологии как экспериментальной науки
ведут с 1880 г., когда Л. Пастер разработал метод целенаправленного
получения вакцин с помощью аттенуированных (ослабленных)
микробов. Основой важных теоретических обобщений послужили
открытия клеточных (И. И. Мечников – фагоцитоз,
1882) и гуморальных (Дж. Неттол – комплемент, Э. Беринг – антитела,
1890) факторов иммунитета. Первыми экспериментально
доказанными теориями иммунитета были фагоцитарная теория
клеточного иммунитета И. И. Мечникова и теория «боковых цепей»
П. Эрлиха, объясняющая синтез антител.
В конце XIX – начале ХХ в. сформировался понятийный аппарат
иммунологии. В широкое употребление вошел термин «ан3
Стр.3
тиген» как субстанция, вызывающая специфический иммунный
ответ организма. Были изучены основные феномены иммунитета:
иммунологическая память, гиперчувствительность (аллергия),
реакции преципитации, агглютинации, связывания комплемента
и т. п.
К 1915 г. появились экспериментальные доказательства совместного
действия клеточных и гуморальных факторов в иммунном
ответе. К ним относятся явление опсонизации антителами
объекта фагоцитоза (бактерий) и получение цитотоксических
антисывороток к гомогенатам различных органов и тканей. Эти
открытия привели к прекращению противостояния двух научных
лагерей: сторонников клеточного иммунитета и «гуморалистов».
Получение антител в ответ на иммунизацию сначала токсинами
немикробного происхождения, затем нетоксичными веществами
(например, коровьим молоком) и, наконец, химически
модифицированными токсинами (анатоксинами) стало экспериментальным
обоснованием того, что иммунитет – это нечто
большее, чем защита от инфекций, а для распознавания иммунной
системой важна не биологическая активность антигена, а его
структура.
Дальнейший прогресс иммунологии был связан с изучением
взаимодействия антигенов с антителами. С помощью метода
конъюгированных антигенов, разработанного К. Ландштейнером,
было показано, что антитела вырабатываются не только в ответ
на иммунизацию природными антигенами, но и на продукты органического
синтеза, что специфичность антител отражает даже
самые несущественные различия в строении искусственных антигенов
(например, перенос радикалов из орто- в мета- или параположение).
Полученные результаты поставили вопрос, откуда берется
столь широкое разнообразие специфичностей антител, которое
позволяет распознавать не только природные вещества, но
и тонкие детали строения искусственных антигенов. Идея
П. Эрлиха о предобразованности антител в организме была поставлена
под сомнение. Более или менее удовлетворительно ответ
на этот вопрос дали инструктивные теории синтеза антител
(Ф. Брейл и Ф. Гауровитц, 1930, Л. Полинг, 1940), которые появились
до расшифровки механизма синтеза белка. Однако они
4
Стр.4
ничего не говорили о том, 1) откуда берутся «нормальные» антитела
в отсутствие антигена, 2) почему вторичный ответ сильнее
предыдущего, 3) отчего при повторной иммунизации в процессе
иммунного ответа в одних случаях специфичность антител возрастает,
а в других – снижается и приводит к появлению перекрестных
реакций.
Поиск ответов на эти вопросы был стимулирован открытием
естественной толерантности к эритроцитам группы крови разнояйцового
близнеца у телят-двоен, имевших общий кровоток в утробе
матери (Р. Оуэн, 1945). Ф. М. Бернет предположил (1949),
что иммунный ответ появляется в позднем эмбриональном периоде
после учета аутоантигенов, на которые иммунная система
не должна реагировать. Антигены, не попавшие в каталог, впоследствии
распознаются иммунной системой как «чужие» и попадают
под действие иммунного ответа. Эта гипотеза позволила
П. Медавару и К. Гашеку получить иммунологическую толерантность
в экспериментах (1953). В результате иммунитет стали понимать
как механизм обеспечения толерантности к «своим» антигенам
и отторжения структур с «чужой» антигенностью.
Одновременно возрождение концепции П. Эрлиха в виде
«естественной селекционной теории» синтеза антител Н. Ерне
подтолкнуло Ф. М. Бернета к созданию селекционно-клональной
теории иммунитета. Центром новой концепции стал постулат:
антитела есть природные продукты, которые появляются на клеточной
поверхности в виде рецепторов. Антиген может избирательно
(селективно) соединяться с ними. Взаимодействие антигена
с рецепторами является сигналом к клональной пролиферации
клеток, фенотипически ограниченных (рестриктированных) данной
специфичностью. Ряд дочерних клеток клона дифференцируется
в антителообразующие (эффекторные), а другие остаются
клетками иммунологической памяти, которые способны участвовать
в последующих усиленных ответах. Наконец, теория предполагала,
что иммунологическая толерантность возникает благодаря
уничтожению клеток, которые пролиферируют под действием
аутоантигенов. В течение нескольких лет селекционноклональная
теория была подтверждена благодаря появлению ме5
Стр.5