CC BY
11
УДК 612.017.1-053.31
Кравщв Ю.Р., Маслянко Р.П. ©
Лье1еський нацюнальний утеерситет еетеринарног медицины та бютехнологт
Iм. С.З.Гжицького
ДЕЯК1 АСПЕКТИ 1СТОРИЧНОГО РОЗВИТКУ 1МУНОРЕАКТИВНОСТ1 У ССАВЦ1В
У стат1 розглядаються осноет перюди станоелення ¡мунологп як науки та еажлиеших етате розеитку ¡мунореактиеност1 у фыогенез1 як осноеи едосконалення здатност1 еищих орган1зм1е зберегти пост1йн1сть енутршнього середоеища.
Ключовi слова: фыогенез, ¡мунтет, теарини, людина.
Згщно з сучасними уявленнями початково iмунологiя як наука сформувалася у зв'язку з необхщшстю створення ефективних засобiв боротьби з шфекцшними захворюваннями. Першi емшричш знання стосовно матерiальноl основи несприйнятливост до заразних хвороб отримано декшька тисячолт тому. Вже тодi було вщомо, що люди, котрi перехворiли чумою, вiспою, висипним тифом та шшими iнфекцiями, вдруге ними не захворювали. Цi спостереження ще в старовину знаходили застосування в практищ (по догляду за хворими залучались особи, що перенесли цю недугу), але бюлопчна суть iмунiтету багато столiть залишалася нез'ясованою. Навт видатне вiдкриття Е.Дженера (в травш цього року вiдзначали 210 рiчницю), в якому показано можливiсть ефективного та безпечного штучного вщтворення iмунiтету проти вiспи за допомогою живо! вакцини, представляло лише поодинокий факт, який ютотно не вплинув на розвиток iмунологil.
Початок науково! iмунологil поклали працi Л.Пастера (1881), яю вiдкрили спосiб атенуаци (послаблення) мiкробiв з метою отримання живих вакцин. Устшним продовженням розробок було створення ним i його послiдовниками ефективних препарата проти сказу, сибiрки, туберкульозу, пастерельозу та шших iнфекцiйних захворювань тварин i людини. Проте, при всш генiальностi Л.Пастера як ученого, його погляди вiдрiзнялися певною обмежешстю, що вiдображалося недостатнiм рiвнем знань про природу iмунiтету в щ часи. Пiд iмунiтетом, аж до початку XX ст., розумши лише резистентшсть (несприйнятливiсть) до iнфекцiйних хвороб.
Перший удар по егоцентричних уявленнях про сутшсть iмунiтету нанесли пращ нашого спiввiтчизника Мечнiкова та французького вченого Борде, котрi довели можливють продукци антитiл на неiнфекцiйнi (тканинш) антигени. Бiльш iнтенсивний розвиток нешфекцшно1 iмунологil почався пiсля вiдкриття К.Ландштейнером (1901) груп кровi системи АБО, а вщтак у зв'язку з необхщшстю виршень проблеми трансплантацп тривалий час невдачi пересадок органiв i тканин зв'язували з порушенням кровооб^у, шнерваци та рiзними запальними процесами, що виникали в пiсляоперацiйний перюд. Згодом Медавар, Гашек та iншi дослiдники встановили, що основна причина
© Кравщв Ю.Р., Маслянко Р.П., 2008
120
вщторгнення трансплантату полягае в його генетичнш чужорщност кл^инам i тканинам реципiента. Таким чином, при переливанш кровi, пересадках оргашв i тканин медики зiткнулися з непоборним iмунологiчним бар'ером, який вщторгуе все чуже. Це дало основу зробити висновок, що iмунiтет не завжди спрямований на захист оргашзму вiд шкiдливих речовин, вiн може бути також серйозним пошкоджуючим фактором.
Наступш нагромадження знань сприяли вщкриттю ролi iмунiтету в процесах утворення зиготи, розвитку плода, переб^у ваптност та родiв, виникнення пухлин та шших патологiчних станiв. Цим вщкриттям на початку XX ст. розпочато, а в другу половину цього ж стол^тя закршився процес диференщаци iмунолоriчно! науки, в результатi виникло ряд самостiйних спецiальностей: iмуногематологiя, iмунофiзiологiя, iмунологiя трансплантаци, iмуноембрiологiя, iмуноонкологiя, iмунохiмiя, iмуногенетика, iмунопатологiя, iнфекцiйна iмунологiя [1,4-11,13,17,18]. Поява вказаних спещальностей свiдчила про подолання первшного обмеженого трактування iмунiтету як частини вчення про шфекцш, оскiльки це було не лише звуження предмету, але й перекручуванням його бюлопчного змiсту [4,6,21,29]. Бшьше того, на думку Ф.Бернета (1971), еволющя створила механiзми iмунiтету не для захисту вщ мiкробiв, а для тдтримки структурно! та функцюнально! цiлiсностi будь-якого складного оргашзму [1].
Аналiз основних етапiв розвитку iмунологil показуе, що розумiння бюлопчно! сутi iмунiтету можливо лише на еволюцшнш основi. Фiлогенетичний розвиток iмунологiчноl реактивностi вперше докладно вивчено ГМечшковим. ним сформульована загально-бiологiчна еволюцiйна теорiя iмунiтету, що отримала назву фагоцитарно!. Згщно з цiею теорiею, розвиток iмунiтету в фiлогенезi проходив по шляху поступового перетворення харчотравних кл^ин найпростших у клiтини-фагоцити вищих органiзмiв [26].
I.Мечнiков на пiдставi численних експерименив вiдмiтив, що саме щ клiтини здiйснюють захист органiзму вщ рiзних чужорiдних елементiв, в тому чи^ збудникiв iнфекцiй, забезпечуючи захоплення i перетравлення !х особливими ферментами - лiзосомами. Заперечуючи I.Мечнiкову, Бюхнер (1890) писав про те, якщо в природних умовах наш оргашзм справляеться з мiкробами, то це не тому, що !х руйнують клiтини, а тому, що вш мiстить в сво!х гуморах (рщинах) особливi бактерициднi елементи [7,30].
Тако! ж точки зору дотримувався П.Ерлiх - творець першо! гуморально! теорп iмунiтету "бокових ланцюгiвм. Вiн вважав, що iмунiтет е функцiею рщких субстанцiй, якi назвав амбоцепторами ( в тепершньому розумiннi -антитшами) [14]. Згодом, при аналiзi позицш прихильникiв целюлярно! (фагоцитарно!) i гуморально! (рщинно!) теорiй iмунiтету з'ясовано, що вони е невзаемовиключними, а доповнюючими одна одну, за що Мечшков i Ерлiх в 1908 р. отримали одну на двох Нобелiвську премiю.
Осноет етапи ееолюцп Iмунтету. Розгляд основних етатв еволюцi! iмунологiчно! реактивностi вищих органiзмiв дозволяе глибше розкрити методологiчне значення вторичного пiдходу до вивчення iмунiтету. Становлення i розвиток iмунiтету в фiлогенезi вiдбувалося по шляху поступово! спецiалiзацi! клiтин, органiв i систем виконувати суворо визначеш функцi!,
121
спрямоваш на знешкодження та виведення з оргашзму проникних чужорщних субстанцш, в тому чи^ збудниюв шфекцшних захворювань [15,22].
У однокл^инних та найпростiших багатоклiтинних ютот була лише виражена здатнiсть до неспецифiчного фагоцитозу, при вiдсутностi будь-яких гуморальних факторiв захисту. На бшьш пiзнiх етапах фiлогенезу появилися додатково природш бактерициднi гуморальнi фактори захисту (бактерiолiзини, гемолiзини, аглютинiни), що виявляють неспецифiчну дiю на чужорiднi речовини, котрi е попередниками специфiчних iмуноглобулiнiв (антитiл). Речовини, котрi надiленi властивостями захисних антитш, виникли вперше у риб. Проте у них продукуеться лише один клас iмуноглобулiнiв (^М) - бiлки макроглобулярного типу, що вiдрiзняються термолабiльнiстю, недостатньою специфiчнiстю та вщносно швидким руйнуванням молекул [20,28].
У амфiбiй вже утворюються першi зачатки лiмфатичних вузлiв. Ц тварини здатнi продукувати антитша двох клаав - IgM та IgG. Сам процес утворення антитш у них здшснюеться швидше, з'являеться ще недосконала iмунна пам'ять [18].
Тiльки у теплокровних, особливо у вищих ссавщв, з'являеться здатшсть продукувати рiзнi класи iмуноглобулiнiв (у сiльськогосподарських тварин -IgG, IgM i IgA; у людини - IgG, IgA, IgM, ^ i IgE), що характеризуються бшьш високою специфiчнiстю, афiднiстю, здатнiстю тривалий час зберiгатися в органiзмi, виконуючи захиснi функцi! [3,7,12,20,28].
Вивчення еволюци специфiчних iмунних реакцiй привело до вщкриття важливого феномену, значення котрого i в даний час ще в достатнш мiрi не ощнено. Цей феномен полягае в тому, що на кожному наступному етат розвитку тварин вщбуваеться вдосконалення системи антитшоутворення, що проявлялося в двох взаемозв'язаних напрямках: пiдвищувалась специфiчнiсть та поширювався спектр iмуноглобулiнiв, вироблених у вщповщь на проникнення в оргашзм одного i того ж антигену, та пщвищувалось число антигенiв, яю спроможнi iндукувати продукцiю захисних антитш. Ц данi корелюють з результатами сучасних дослщжень онтогенезу iмунореактивностi, котрi показали, що здатнiсть тварин, зокрема велико! рогато! худоби, до антитшоутворення у вщповщь на введення одних антигешв появляеться вже в ембрюнальному перiодi, в той же час на iншi антигени - тшьки пiсля досягнення певного рiвня зршосп iмунокомпетентних клiтин (Т- i В-лiмфоцитiв рiзних субпопуляцiй) [2-4,6,20].
Таким чином, знання фшогенезу iмунно! вщповвд в органiзмi тварин дозволяе зрозум^и причину рiзниць у швидкостi iмунологiчного дозрiвання молодняку по вiдношенню до рiзних антигенiв, що потрiбно враховувати при складанш рацiонального календаря iмунiзацi! на раннiх стадiях розвитку та при проведенш наукових дослiджень в цьому напрямку.
Дозрiвання в проце^ фiлогенезу системи синтезу антитiл супроводжувалось появою та вдосконаленням не тщьки iмунологiчно! реактивностi, але й алерпчних процесiв. Спочатку виникала клiтинна гшерчутливкть сповiльненого типу, котра передувала появi здатностi органiзм до антитiлоутворення [4]. На бшьш шзшх етапах фшогенезу розвивалася алергiя негайного типу, в основi котро! лежала вже дiя антитiл. Найбiльшо! складностi та досконалоси iмунологiчна та алергiчна реактивнiсть досягла у вищих ссавщв i людини. Деяю класи iмуноглобулiнiв (IgД i IgE) i ряд алергiчних феномешв можна виявити або вiдтворити тшьки у людини [20].
122
Отже, Bci форми iMyHopeaKmBHOCTi вищих тварин i людини е продуктом тривало! еволюцп, що характеризуеться пристосуванням загальнофiзiологiчних MexaHi3MiB живого оргашзму до виконання спецiалiзованих функцш з метою пiдтримки постiйностi внутршнього середовища (гомеостазу). Про це свщчить збереження на пiзнiх етапах фшогенезу фагоцитарно! активностi лейкоцитiв i бактерицидних субстанцш, властивих найпростiшим iстотам, з иею лише рiзницею, що фагоцитоз у вищих органiзмiв став функщею спецiалiзованих клiтин, а бактерициднi речовини - бшьш специфiчними та рiзновидними. I навiть фiлогенетично найбiльш молода форма iмунореактивностi -антитiлогенез - являе собою лише як частковий аспект бшкового синтезу.
На пiдставi викладеного можна прийти до висновшв, що еволюцiйний принцип в iмунологil мае таке методологiчне значення:
1. Дозволяе дати науково-обгрунтоване пояснення суп iмунiтету та його бюлопчно! ролг
2. Пояснити закономiрностi онтогенезу iмунноl вiдповiдi, котра повторюе в скороченому виглядi основнi етапи фiлогенезу.
3. Дозволяе правильно штерпретувати данi експерименпв по вивченню проблем iмунiтету в органiзмi тварин, якi знаходяться на рiзних стадiях (ступенях) фiлогенетичного розвитку.
4. Дае пщстави зрозумiти походження, форми прояву та мехашзм взаемозв'язку рiзних iмунологiчних феноменiв, !х мшце та роль в загальнiй системi iмуногенезу.
5. Вiдкривае шляхи спрямовано! регуляцп iмунних реакцiй на пiдставi пiзнання 1х походження, матерiальноl основи, еволюцп та бiологiчного змiсту.
Лггература
1. Бернет Ф. Клеточная иммунология. - М., 1971. - 542 с.
2. Кравщв Р.Й., Маслянко Р.П., Кравщв Ю.Р. Сучасний стан вчення про фагоцитоз/УНаук.вкник ЛНАВМ. - 2005. - т.7(2). - С.71-78.
3. Кравцiв Ю.Р., Маслянко Р.П. Вiковi особливостi iмуноглобулiнового складу живих органiзмiв//Вiсник аграрн.науки. - 2001. - №1. - С.42-45.
4. Маслянко Р.П. Основи iммунобiологil. - Львiв, 1999. - 472с.
5. Полтев В.И. Фило- и онтогенез основных факторов иммунитета//Успехи совр.биол. - 1947. — т.23. — С.49-57.
6. Притулин П.И. Эволюция формирования механизмов защиты у сельскохозяйственных животных/ЛГр.ВИЭВ. - 1989. - т.67. - С.34-44.
7. Canicatti С. Hemolysins: pore forming proteins in 0vertebrates//Experentia. - 1990. - v.46. - P.239-244.
8. Cohen N., Haynes L. The phylogenetic conservation of cytokines. In.Phylogenesis of immune function. Boca Raton. - 1991. - P.241-268.
9. Cooper E.L. Comparative immunology. Englewood Cliffs N.J.Prentice-Hall. - 1974. - P.242-247.
10. Courtney-Smith L., Davidson E. The echinoid immune system and the phylogenetic occurrence of immune mechanisms in deuterostomes//Immunol.Today. -1992.-V.13.-P.356-361.
11.Daunter B. General evolutionary aspects of the immune system//Med.Hypoth. - 1988. - v.27. -P.15-126.
12. Dunn P.E. Insect antibacterial proteins//In. Phylogenesis of immune
123
HayKoeuü eicnuK flHYBMET iMeni C.3. f^uцbкого
Tom 10 № 3(38) Hacmuna 1, 2008
function. Boca Raton. - 1991. -P.19-44.
13. Du Pasquier L. The immune system of xenopus/VAnn.Rev.Immunol. -1991.-V.17.-P.251-275.
14. Ehrlich P. Gesamelte Arbeiten Immunitatsforschung of Berlin. - 1904. - s. 14.
15. El Ridi R. Cyclic changes in the differentiation of lymphoid cells in pertilies//Cell.Different. - 1988. - v.24. -P.l-8.
16. Evans D.L., McKinney E.C. Phylogeny of cytotoxic cells. In.Phylogenesis of immune function. Boca Raton. - 1991. - P.215-240.
17. Good R.A., Pappermaster B.W. Ontogeny and phylogeny of adaptive immunity//Adv.Immunol. - 1964. - v.4. - P. 1-12.
18. Horton J., Ratcliffe N. Evolution of immunity. In Roitt I.M., Brostoff J., Male D.K.//Immunology. London. - 1996. - v.15. -P.42-58.
19. Humphreys T. Invertebrate immune recognition, natural immunity and the evolution of positive selection//Immunol. Today. - 1998. - v.19. -P.316-321.
20. Hsu E., Steiner L.A. Primary structure of immunoglobulins trough evolution//Curr.Opin.Struct.Biol. -2002. -V.I 3. -P.2422-2431.
21.Jabri B., Kasarda D., Green H.R. Innate and adaptive immunity//Immunol.Rev. - 2005. - v.206. - P.219-231.
22. Karp R.D., Duvel-Eby L.E. Adaptive immune responses insects//In. Phylogenesis of immune function. Boca Raton. - 1991. -P.1-18/
23. Karp R.D., Rheins L.A. Phylogeny of immunological memory//Ed.M.J.Manning-Amsterdam. - 2000. - P.65-76.
24. Klein J. Homology between immune response in vertebrate and in vertebrates//Scand.J.Immunol. - 1997. - v.46. - P.109-112.
25. Loke Y., King A. Immunology of human implantation: an evolutionary perspective//Hum.Reprod. - 1996. - v.ll. -P.283-286.
26. Metchnikoff E. Immunity in infective diseases//Cambridge University Press. -1901. -P.42-51.
27. Ottaviani E., Franceschi C The intervertebrate phagocytic immunocyte clues to a common evolution of immune system//Immunol.Today. - 1997. - v.18. -P.169-175.
28. Pilstrom L., Beagten B. Immunoglobulin in fish-genes expression and structure Fish Shelfish//J.Immunol. - 1996. - v.4. - P.243-262.
29. Robertson M. Innate immunity//Curr.Biol. - 1998. - v.8. - P.585-597.
30. Wren B.M. Innate immunity: past, present and future//Mol.Immunol. -2005.-V.42.-P.925-937.
Summary Y.R.Kravtsiv, R.P.Maslianko Lviv national university of veterinary medicine and biotechnology of S.Gzhitski SOME ASPECTS OF HISTORICAL DEVELOPMENT OF IMMUNOREACTIVITY IN MAMMALIA
In this review we summarize with the basic periods of development of scientific immunology. It also stresses the important stages of development of immune reactivity in phylogenesis, as crucial for the perfection of capability of higher organisms to naintain the stability of homeostasis.
Cmammx nadiümna do peda^ii 20.09.2008
124
