Автор фагоцитарной теории воспаления

Фагоцито́з (др.-греч. φαγεῖν «пожирать» + κύτος «клетка») – процесс, при котором клетки (простейшие, либо специально предназначенные для этого клетки крови и тканей организма – фагоциты) захватывают и переваривают твёрдые частицы.

Фагоцитоз, наряду с пиноцитозом, является одним из видов эндоцитоза. У некоторых клеток он используется для получения полезных веществ, и для одноклеточных организмов гомологичен питанию. У многоклеточных животных этот процесс взял на себя функцию удаления отходов и патогенов.

История[править | править код]

Фагоцитоз был впервые отмечен канадским врачом Уильямом Ослером (1876)[1], а затем изучен и назван Ильей Ильичом Мечниковым в 1882 году, когда им же была установлена роль фагоцитов в защите от бактерий[2]. Он предположил, что клетки, захватывающие и переваривающие органические тела, помимо их участия в пищеварении, выполняют в организме защитную функцию. Мечников подтверждал свое предположение, проделывая опыты с морскими звёздами и дафниями, вводя в их организмы инородные тела. Например, когда Мечников поместил в тело дафнии спору грибка, то он заметил, что на неё нападают особые подвижные клетки. Когда же он ввёл слишком много спор, клетки не успели их все переварить, и животное погибло. Клетки, защищающие организм от бактерий, вирусов, спор грибов и пр., Мечников назвал фагоцитами, а само явление – фагоцитозом. Летом 1883 года на съезде естествоиспытателей и врачей Мечников сообщил об открытии явления фагоцитоза. За труды по иммунитету Мечников получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине (1908).

Фагоциты[править | править код]

У человека различают два типа профессиональных фагоцитов:

• нейтрофилы
• моноциты

У некоторых других животных фагоцитировать могут ооциты, плацентные клетки, клетки, выстилающие полость тела, пигментный эпителий сетчатки глаза[3].

Этапы фагоцитоза[править | править код]

Основные этапы фагоцитарной реакции сходны для клеток обоих типов. Реакция фагоцитоза может быть подразделена на несколько этапов:

1. Хемотаксис. В реакции фагоцитоза более важная роль принадлежит положительному хемотаксису. В качестве хемоаттрактантов выступают продукты выделяемые микроорганизмами и активированными клетками в очаге воспаления (цитокины, лейкотриен В4, гистамин), а также продукты расщепления компонентов комплемента (С3а, С5а), протеолитические фрагменты факторов свертывания крови и фибринолиза (тромбин, фибрин), нейропептиды, фрагменты иммуноглобулинов и др. Однако, «профессиональными» хемотаксинами служат цитокины группы хемокинов.

Ранее других клеток в очаг воспаления мигрируют нейтрофилы, существенно позже поступают макрофаги. Скорость хемотаксического перемещения для нейтрофилов и макрофагов сопоставима, различия во времени поступления, вероятно, связаны с разной скоростью их активации.

2. Адгезия фагоцитов к объекту. Обусловлена наличием на поверхности фагоцитов рецепторов для молекул, представленных на поверхности объекта (собственных или связавшихся с ним). При фагоцитозе бактерий или старых клеток организма хозяина происходит распознавание концевых сахаридных групп – глюкозы, галактозы, фукозы, маннозы и др., которые представлены на поверхности фагоцитируемых клеток. Распознавание осуществляется лектиноподобными рецепторами соответствующей специфичности, в первую очередь маннозосвязывающим белком и селектинами, присутствующими на поверхности фагоцитов.

В тех случаях, когда объектами фагоцитоза являются не живые клетки, а кусочки угля, асбеста, стекла, металла и др., фагоциты предварительно делают объект поглощения приемлемым для осуществления реакции, окутывая его собственными продуктами, в том числе компонентами межклеточного матрикса, который они продуцируют.

Хотя фагоциты способны поглощать и разного рода «неподготовленные» объекты, наибольшей интенсивности фагоцитарный процесс достигает при опсонизации, то есть фиксации на поверхности объектов опсонинов к которым у фагоцитов есть специфические рецепторы – к Fc-фрагменту антител, компонентам системы комплемента, фибронектину и т. д.

3. Активация мембраны. На этой стадии осуществляется подготовка объекта к погружению. Происходит активация протеинкиназы С, выход ионов кальция из внутриклеточных депо. Большое значение играют переходы золь-гель в системе клеточных коллоидов и актино-миозиновые перестройки.

4. Погружение. Происходит обволакивание объекта.

5. Образование фагосомы. Замыкание мембраны, погружение объекта с частью мембраны фагоцита внутрь клетки.

6. Образование фаголизосомы. Слияние фагосомы с лизосомами, в результате чего образуются оптимальные условия для бактериолиза и расщепления убитой клетки. Механизмы сближения фагосомы и лизосом неясны; вероятно, происходит активное перемещение лизосом к фагосомам.

7. Киллинг и расщепление. Велика роль клеточной стенки перевариваемой клетки. Основные вещества, участвующие в бактериолизе: пероксид водорода, продукты азотного метаболизма, лизоцим и др. Процесс разрушения бактериальных клеток завершается благодаря активности протеаз, нуклеаз, липаз и других ферментов, активность которых оптимальна при низких значениях pH.

8. Выброс продуктов деградации.

Фагоцитоз может быть:

• завершённым (киллинг и переваривание прошло успешно);
• незавершённым (для ряда патогенов фагоцитоз является необходимой ступенью их жизненного цикла, например, у микобактерий и гонококков).

См. также[править | править код]

• Микроглия
• Трансцитоз

Примечания[править | править код]

1. ↑ Ambrose, Charles T. (2006). “The Osler slide, a demonstration of phagocytosis from 1876: Reports of phagocytosis before Metchnikoff’s 1880 paper”. Cellular Immunology. 240 (1): 1-4. DOI:10.1016/j.cellimm.2006.05.008. PMID 16876776.
2. ↑ Gordon, Siamon (March 2016). “Phagocytosis: An Immunobiologic Process”. Immunity. 44 (3): 463-475. DOI:10.1016/j.immuni.2016.02.026. PMID 26982354.
3. ↑ Биологический энциклопедический словарь / глав. ред. М. С. Гиляров. – М.: Советская энциклопедия, 1986. – С. 664.

Источник

“Исследовать – это видеть то, что видят все, и думать так, как не думает никто другой”

Г. Селье

В 19 веке в области естествознания были совершены три фундаментальных открытия – закон сохранения веществ и энергии М.И. Ломоносова, клеточная теория Вирхова, и происхождение видов путем естественного отбора.

Не менее гениальное открытие – это клеточная теория иммунитета, которая была создана И.И. Мечниковым в декабре 1882 года. Понадобилось больше 18 лет трудной и напряженной работы, чтобы создать эту теорию. Что же послужило толком к развитию фагоцитарной теории?

В 1865 году Мечников обнаружил у ресничного червя планарии внутриклеточное пищеварение. Сравнивая этот способ пищеварения с питанием у высших инфузорий, он увидел в этом акте лишнее доказательство генетической связи между червями и простейшими. Это был первый шаг к созданию теории фагоцитов. На основании наблюдений был сделан следующий вывод:

“Предшественник многоклеточных организмов должен представлять собой скопление клеток, способных к внутриклеточному пищеварению”. Мечников утверждал, что первичный многоклеточный организм “автономен” и без наличия пищеварительной полости, представляет собой конгломерат клеток, способных к внутриклеточному пищеварению. Сначала такой организм Мечников назвал – паренхимеллой, а позднее назвал – фагоцителла, подчеркнув тем самым его функцию – фагоцитоз, т.е. способность захватывать и внутриклеточно переваривать чужеродные частицы.

На основе этого Мечников делает вывод: внутриклеточное пищеварение – универсально. Но если у низших животных оно выполняет пищеварительную функцию, то у высших “способен на большее” – на защиту от инфекции.

В течение 18 лет Мечников работает над теорией фагоцитоза, и в 1882 году наступает его звездный час, он открывает явление фагоцитоза.

Сам Мечников описывает это явление так: “Работая с микроскопом и наблюдая за жизнью подвижных клеток у прозрачной личинки морской звезды, меня сразу осенила мысль. Мне пришло в голову, что подобные клетки должны служить в организме для противодействия вредителям организма. Я сказал себе, что по всей видимости заноза, вставленная в тело личинки морской звезды, не имеющей ни сосудистой, ни нервной системы, должна в короткое время окружиться налезшими на нее подвижными клетками, подобно тому, как это наблюдается у человека занозившего себе палец”. Мечников проделал этот опыт и на утро увидел, что лейкоциты человека и неподвижные фагоциты морской звезды эмбриологически гомологичны, т.к. происходят из мезодермы. Отсюда Мечников делает вывод, что лейкоциты выполняют защитную функцию. Болезнь рассматривается как борьба между патогенными микробами и фагоцитами.

Основоположник учения о стрессе канадский биохимик и патолог Ганс Селье писал: “Исследовать – это видеть то, что видят все, и думать так, как никто другой”. Это определение применимо к Мечникову. До Мечникова явление фагоцитоза видели многие, но осмыслить это явление они не могли. А Мечников понял, что он столкнулся не с частым фактом, а с глубинной общебиологической проблемой.

В этом особенность гения – он думает так, как до него никто не думал.

Великому Луи Пастеру принадлежат слова: “Случай приходит на помощь к тому, кто его ищет”. Казалось бы, произошло какое-то озарение, произошла случайная находка, но к этой находке Илья Ильич шел почти два десятилетия, занимаясь проблемами внутриклеточного пищеварения.

Открыв фагоцитарную теорию, ученый и не предполагал, каких упорных трудов будет стоить борьба за ее признание. Не так все было гладко. Зарубежные и отечественные микробиологи начали нападать на фагоцитарную теорию. И даже ученик Мечникова Гамалея писал: “…история фагоцитаризма – это целый ряд разочарований:

первое разочарование – это открытие химических вакцин,

второе разочарование – это открытие бактерицидных свойств крови,

третье разочарование – это открытие антитоксинов и серотерапии”.

Почему же ученые отвергали фагоцитарную теорию?

Объяснялось это тем, что в конце 19 века получили быстрое развитие микробиология и иммунология. Все были заняты разрабатыванием средств для борьбы с инфекциями. Были обнаружены в крови человека антитела против микробов, проникших в организм. В это же время была создана противодифтеритная сыворотка. Таким образом, на первое место вышла гуморальная теория.

Мечников не отвергает гуморальную теорию, а наоборот, стремится объединить две теории. И сейчас доказано, что антитела – результат деятельности иммунокомпетентных клеток. Иначе говоря, “клеточный иммунитет лежит в основе гуморального иммунитета”.

25 лет понадобилось Мечникову для полного признания фагоцитарной теории иммунитета. Сдались его непримиримые враги – Кох, Бутнер, Беринг.

В 1908 году Нобелевский комитет за исследования в области иммунитета присудил Мечникову и его другу Эрлиху Нобелевскую премию. Гуморальная и фагоцитарная теории объединились. Но окончательно проблема прояснилась в середине 20 века, когда австралийский ученый Макфарлан Бёрнет создал общепризнанную селекционно-клональную теорию образования антител, по которой гуморальный иммунитет производный от клеточного.

Настоящий бой противникам И.И. Мечников дал на международном гигиеническом конгрессе в Будапеште. Ученик Пастера и близкий друг Мечникова Эмиль Ру так вспоминал об этом конгрессе на семидесятилетии Ильи Ильича: “До сих пор я так и вижу Вас на будапештском конгрессе 1894 года, возражающим Вашим противникам: лицо горит, глаза сверкают, волосы спутались, Вы походили на демона науки, но Ваши слова, Ваши неопровержимые доводы вызывали рукоплескание аудитории. Новые факты, сначала казавшиеся в противоречии с фагоцитарной теорией, вскоре приходили в стройное сочетание с нею. Она оказалась достаточно широкой, чтобы примирить сторонников гуморальной теории с защитниками клеточной…”

Соседние файлы в предмете История Медицины

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Источник

(15 МАЯ 1845 г. РОДИЛСЯ И.И. МЕЧНИКОВ)

Вчера исполнилось 170 лет со дня рождения Ильи Ильича Мечникова, выдающегося биолога, лауреата Нобелевской премии по физиологии и медицине. Он внес огромный вклад в становление иммунологии.

Мечников Илья Ильич (1845-1916), российский биолог и патолог, один из основоположников сравнительной патологии, эволюционной эмбриологии, иммунологии, создатель научной школы, член-корреспондент (1883), почетный член (1902) Петербургской АН. С 1888 в Пастеровском институте (Париж). Совместно с Н. Ф. Гамалеей основал (1886) первую в России бактериологическиую станцию. Открыл (1882) явление фагоцитоза. В трудах «Невосприимчивость в инфекционных болезнях» (1901) изложил фагоцитарную теорию иммунитета. Создал теорию происхождения многоклеточных организмов. Труды по проблеме старения. Нобелевская премия (1908, совместно с П. Эрлихом).

ИММУНОЛОГИЯ как наука возникла полтора столетия назад. Известно, что Пастер развивал представления об искусственном иммунитете, разрабатывая методики его создания посредством вакцинации, однако постепенно стало ясно, что иммунитет существует в двух ипостасях: естественный (врождённый) и адаптивный (приобретённый). Который же из них важнее? Какой из них играет роль при успешной вакцинации? В начале ХХ столетия в ответе на этот принципиальный вопрос столкнулись в острой научной полемике две теории, две школы – Пауля Эрлиха и Ильи Мечникова.

Мечников открыл явление фагоцитоза – захвата и уничтожения специальными клетками – макрофагами и нейтрофилами – микробов и других чужеродных организму биологических частиц. Именно этот механизм, полагал он, и является основным в иммунной системе, выстраивая линии защиты от вторжения патогенов. Именно фагоциты бросаются в атаку, вызывая реакцию воспаления, к примеру при уколе, занозе и т.д.

Эрлих доказывал противоположное. Главная роль в защите от инфекций принадлежит не клеткам, а открытым им антителам – специфическим молекулам, которые образуются в сыворотке крови в ответ на внедрение агрессора. Теория Эрлиха получила название теории гуморального иммунитета.

До 80-х годов ХХ столетия иммунология в основном развивалась по пути, указанному Эрлихом, а не Мечниковым. Однако спустя почти сто лет, давний теоретический спор великих научных соперников решился тем, что оба были правы – их теории дополняли друг друга, причём теория И. И. Мечникова получила новое экспериментальное подтверждение. А фактически произошла концептуальная революция. Оказалось, что для всех сущих на Земле врождённый иммунитет – главный. И только у наиболее «продвинутых» по лестнице эволюции организмов – высших позвоночных в дополнение возникает иммунитет приобретённый. Однако именно врождённый руководит его запуском и последующей работой, хотя многие детали того, как всё это регулируется, ещё предстоит установить.

О ПОЛЬЗЕ ПРОСТОКВАШИ

Стоит вспомнить ещё об одном предвидении И. И. Мечникова. Сто лет назад он связывал активность открытых им фагоцитов с питанием человека. Хорошо известно, что в последние годы жизни он активно употреблял и пропагандировал простоквашу и прочие кисломолочные продукты, утверждая, что поддержание необходимой бактериальной среды в желудке и кишечнике чрезвычайно важно и для иммунитета, и для продолжительности жизни. И тут он опять оказался прав.

Действительно, исследования последних лет показали, что симбиоз кишечных бактерий и человеческого организма намного глубже и сложнее, чем полагали до сих пор. Бактерии не только помогают процессу пищеварения. Поскольку в них присутствуют все характерные химические структуры микробов, то даже самые что ни на есть полезные бактерии обязаны распознаваться системой врождённого иммунитета на клетках кишечника. Оказалось, что через рецепторы врождённого иммунитета бактерии посылают организму некие «тонизирующие» сигналы, смысл которых ещё не полностью установлен. Но уже известно, что уровень этих сигналов очень важен и если он снижен (например, бактерий в кишечнике недостаточно, в частности от злоупотребления антибиотиками), то это один из факторов возможного развития онкологических заболеваний кишечного тракта.

См. также:

Источник