РЕФЕРАТ НА ТЕМУ: ДАРВІНІЗМ ТА ІМУНОЛОГІЯ - Інше - Реферати - Каталог статей

ЗМІСТ Розділ 1. Дарвінізм та імунологія: від Мечникова до Берета: Історична довідка……………………………………………………3 Боротьба за існування……………………………………………….5 Імунохімія: імунологія без Дарвіна……………………...…………8 Імунобіологія: вплив учення Дарвіна відроджується…………...10 Тріумф дарвінізму………………………………………………….12 Розділ 2. Відкриття фагоцитозу й обґрунтування фагоцитарної теорії в історико-науковому висвітленні………………………………………...13 Підсумок……………………………………………………………………………..23 Список використаних джерел……………………………………………………...24 Розділ 1. Дарвінізм та імунологія: від Мечникова до Бернета 1.1. Історична довідка. У ті часи, коли імунологія була виключно медичною або біологічною дисципліною, панувало вчення Дарвіна. У перші роки складовими частинами цієї концепції були фагоцитарна теорія Мечникова і рецепторна теорія Ерліха, а в 50-ірр. XX століття до них додалася клонально-селекційна теорія Бернета. Проте, навіть в ті роки, коли імунологія набула біохімічної спрямованості, продовжували домінувати не стільки антидарвінівські, скільки продарвінівські ідеї. Я наважився висунути нову теорію запалення тільки тому, що був твердо переконаний у справедливості великої концепції Дарвіна, яка і послужила фундаментом для розробки цієї теорії... Ілля Мечників, 1893 [23]. Дарвінівську теорію еволюції не можна назвати монолітною концепцією; прийнято вважати, що вона складається з п'яти основних положень: власне еволюція (тобто розвиток); спадковість; мінливість; видоутворення; природній відбір. Значення доктрини Дарвіна для кожної з галузей біологічної науки неоднакове. Так, в XIX ст. цією теорією особливо зацікавились: а) геологи, що дослідили проміжки часу, коли відбулися стрибкоподібні зміни форм життя, і що розробляли теорії глобальних катаклізмів; б) палеонтологи, що визначили поняття вигляду і що встановили специфіку географічного розповсюдження стійких видів, в основі якої лежить спадковість і мінливість; в) зоологи і ботаніки, що встановили наявність функціонально-морфологічних взаємозв'язків між різними таксономічними одиницями вищого ступеня організації живого, ніж організмовий. Фізіологи вивчали переважно механізми функцій організму на молекулярно-клітинному рівні, приділивши при цьому явно менше уваги еволюційної теорії. Їх інтерес до цього навчання був в основному прихованим і торкався не модифікації тих або інших механізмів в процесі філогенезу, а швидше за зміну будови ефекторних органів [18]. Представники других біомедичних наук проявляли до теорії Дарвіна лише незначну увагу. Тільки батько клітинної патології Рудольф Вірхов визнавав, що важливим чинником еволюції є передача набутих вад розвитку нащадкам. Цей тип наслідування одержав назву нестабільного; вперше термін був запропонований Ламарком. Сучасники-еволюціоністи не схвалили погляди Ламарка, проте сам Дарвін спочатку розділяв ці ідеї, тому в XIX ст. концепція Ламарка не вважалася антbдарвінівською. У XX ст. неодарвіністи остаточно відкинули можливість існування такого типу успадкування, переробивши теорію еволюції у світлі сучасних даних [22]. Завдання автора цієї статті – оцінити вплив концепції Дарвіна на формування імунологічних понять в історичному аспекті. Усестороннє обговорення даного питання приведено в книзі Алана Буссарда "Darwinisme et Immunologie", яка була представлена цим талановитим ученим на зборах філософів в 1982 р. [17]. Проте знаючі його люди можуть заперечити, що впродовж всього свого життя Буссард, імунохімік по професії, невпинно намагався створити теорію, яка стала б розумною альтернативою клонально-селекційній теорії Бернета. Іноді здається, що в своїй книзі він увічнив ту, що склалася в кінці XIX - початку XX ст.ст. традиційну антипатію французів до дарвінізму [16]; дійсно, Буссард з деяким сумом повторює фразу одного з своїх англійських колег про те, що "...в душі кожного француза дрімає ламаркіст". 1.2. Боротьба за існування Класичні уявлення Дарвіна про боротьбу за існування засновані на працях священика Мальтуса; згідно його праць, будь-яка зміна, перевага, що дає одній особині, перед іншими представниками того ж вигляду, діє в конкурентній боротьбі за існування як селективне. У 1882 р. студент Вірхова Пауль Гравітц висунув теорію формування придбаного імунітету, в основі якої лежить гіпотеза про те, що хвороба є міжвидовою боротьбою організму господаря з паразитом. Він припустив, що в результаті інфекції або активної імунізації клітини організму господаря набувають здатності ефективніше боротися з мікроорганізмами, причому ця ознака успадковується і наступними поколіннями клітин. І лише І.І. Мечников, що створив фагоцитарну теорію імунітету, вперше заявив на повний голос, що основою патогенезу багатьох захворювань є міжвидова конкуренція, при цьому імунну відповідь він розглядав як головну зброю господаря в боротьбі з патогенними мікроорганізмами [28, 29]. Спочатку Мечников намагався спростувати висновки Мальтуса, що послужили фундаментом для концепції Дарвіна [30, 31]. Проте результати власних робіт по ембріології і еволюції внутріклітинного травлення швидко примусили ученого переглянути функції фагоцита відповідно до ключових положень дарвінівської теорії. Він дійшов висновку, що фагоцитоз у вищих тварин здійснюється аналогічно внутріклітинному травленню у примітивних організмів. При цьому у вищих тварин фагоцити беруть на себе додаткову функцію біологічного захисту, тобто перетравлення продуктів метаболізму і патогенних чужорідних агентів. Таким чином, макроорганізм перетворився на активного учасника міжвидової боротьби за існування між мікроорганізмом і господарем, а фагоцити утворили провідну ланку в створенні імунітету до інфекційних захворювань. (Якщо раніше конкуренція людини з мікроорганізмом вважалась нерівною через невідповідність їх розмірів, то відтепер ця боротьба набула рівноправного характеру, перейшовши на клітинний рівень, тобто мікроба і фагоцита). Цікаво, що Луї Пастер, релігійний консерватор і пасивний антидарвініст за вдачею, запропонував Мечникову посаду керівника відділу в своєму Інституті, що недавно відкрився, в Парижі [24]. Не менш цікавим є і той факт, що на святкуванні 50-х роковин виходу у світ праці Ч. Дарвіна "Походження видів шляхом природного відбору" в Кембріджі (Англія), що покинув батьківщину, учений представляв Францію. У Пауля Эрліха єдина згадка про вчення Дарвіна зустрічається в його роботі, присвяченій можливості передачі імунітету від матері нащадкам; ця стаття була опублікована в 1892 р. [20, 21]. Він пише: "...традиційно вважається, що набуті ознаки не успадковуються, проте це суперечить початковій теорії Дарвіна". Експериментальним шляхом Эрліх довів [27], що природжений імунітет формується в результаті пасивного перенесення материнських антитіл в кров плоду, а не успадковується від матері або батька як невід'ємна якість. "Теорія бічних ланцюгів", сформульована Эрліхом в 1897 р. [27], побудована на ключових положеннях дарвінівського вчення. Эрліх висловив гіпотезу, що в основі нормальної життєдіяльності клітин лежить хімічна спорідненість живильних речовин, токсинів та інших з'єднань до специфічних рецепторів. Ці рецептори є природним продуктом нормальної життєдіяльності клітин та існують на їх поверхні у вигляді "бічних ланцюгів"; антиген, що взаємодіє з своїм рецептором, індукує гіперпродукцію рецепторів тієї ж специфічності та їх надходження в системний кровотік. Одним з центральних питань в полеміці Эрліха з супротивниками його концепції, зокрема, Максом Грубером, була різноманітність репертуару антитіл [27]. Грубер акцентував увагу на наступній проблемі: як могла еволюція, слідуючи дарвінівському відбору, створити багато "бічних ланцюгів" (у формі рецепторів, або антитіл) до антигенів, деякі з яких взагалі ніколи не потрапляють в організм людини? Які селективні реакції дозволяють зберегти ці, здавалося б, даремні специфічності в процесі природного відбору? Уїльям Уелч з Університету ім. Джона Хопкинса вважався одним з провідних патологів Америки кінця XIX ст. [17]. Він здобув освіту в Європі; у сферу його інтересів входили бактеріологія й імунологія, а крім того, Уелч вивчав механізми пошкодження тканин при інфекційних захворюваннях. Час від часу цей учений брав на себе визначену відповідальність і публікував повідомлення, що знайомили його сучасників з останніми досягненнями в області бактеріології й імунології. В одній з доповідей, яка була зроблена на курсі лекцій Хакслі, що проводились у лікарні Чаринг-Кросс медичної школи Лондона в 1892 р. [17], Уелч представив найбільш незвичайну для того часу концепцію імунної відповіді і розвитку іммунопатологічних розладів. Він припустив, що захисні імунні реакції у бактерій і хребетних тварин протікають однаково! Уелч вперше дав критичну оцінку фагоцитарній теорії імунітету Мечникова (що не одержала позитивного відгуку) і рецепторної "теорії бокових ланцюгів" Эрліха (що одержала позитивний відгук). Він встановив, що механізм дії деяких хвороботворних агентів пов'язаний з виділенням ними токсинів. Так, у відповідь на проникнення дифтерійного або правцевого екзотоксину в організмі виробляється відповідний антитоксин. Одночасно Пфайффером було показано, що такі мікроорганізми, як холерний вібріон, ініціюють синтез антитіл, що беруть участь в лізисі цих бактерій, тобто ці антитіла направлені проти самого патогенного начала, а не його токсинів [19]. Вслід за відкриттям лізуючих антитіл Борде довів, що існують антитіла, здатні викликати гемоліз еритроцитів [13], Метальников знайшов антитіла до сперматозоїдів [24], а незабаром були розгорнені програмні дослідження по отриманню токсичних антитіл до клітин різноманітних тканин і органів [23] названих цитотоксинами. Феномен продукції цитотоксинів зацікавив Уелча; він розцінював його як один з чинників боротьби між господарем і паразитом. Якщо в організмі існують специфічні до чужорідних агентів рецептори (тобто лізуючі антитіла), що реалізують захисні механізми, то чи не може інший мікроб, використовуючи для атаки інфікованих клітин макроорганізму ті ж самі рецептори, брати участь таким чином в конкуренції господаря і паразита? Основне положення своєї теорії патогенезу інфекційних захворювань Уелч формулює таким чином: "...боротьба бактерій з клітинами господаря є імунною реакцією, учасники якої виступають як активатори один для одного, індукуючи вироблення отруйних цитотоксинів; останні служать чинниками агресії по відношенню до супротивника" [17]. Відкриття цитотоксинів не тільки дало підставу вдосконалити теорію імунітету, але і дозволило Уелчу, патологу за фахом, пояснити деякі особливості пошкодження тканин при інфекційних захворюваннях, які не можна приписати тільки ізолюючій дії токсинів. І хоча результати експериментів, що проводилися в лабораторії Уелча, спочатку, як здавалося, підтверджували існування "бактерійних цитотоксинів", надалі ці дані були спростовані, і вчений був вимушений відійти від своєї концепції. 1.3. Імунохімія: імунологія без Дарвіна В кінці XIX ст. клітинна теорія імунітету, розроблена Мечниковим, дала могутній імпульс до вивчення ролі гуморальних антитіл в імунній відповіді. В той же час і "теорія бічних ланцюгів" Эрліха втрачала своїх прихильників; причиною цього було дуже велика, на думку сучасників, різноманітність репертуару антитіл, яка пропагувалась Эрліхом. З відмовою від обох концепцій вплив учення Дарвіна на імунологію як науку став послаблюватись, поступово зникнувши більш ніж на півстоліття. Надалі імунологія втратила медичну направленість [18]. Серотерапія знайшла застосування лише в лікуванні епідеміологічно значущих інфекцій, таких як правець і дифтерія (проти них були створені ефективні вакцини), а також анафілактичних захворювань, зокрема, астми і сінної лихоманки, внаслідок чого виникла нова течія в імунології – клінічна алергологія. У цей період часу пріоритетним напрямом розвитку імунології став хімічний. Вчені намагались не тільки розкрити природу хімічного зв'язку антигену і антитіла, але і описати стехіометрію і термодинаміку цього процесу. Таким чином, відбулося перегрупування сил на користь нового розділу імунології, названого з легкої руки Сванте Арреніуса імунохімією [20], а проблеми імунопатології і автоімунних розладів відійшли на задній план. У цій області імунології вдалося добитися таких успіхів, як відкриття Ландштайнером сероспецифічності [20] і розробка Гейдельбергером кількісних методів серодіагностики [20]. Прикладні досягнення в імунології супроводжувались зміною її теоретичних основ. З точки зору дарвінівського вчення складно пояснити появу широкого діапазону різних по своїй специфічності антитіл; отже, в організмі хазяїна інформація про синтез антитіл відсутня, тобто їх продукція обумовлена тільки антигенами. Не можна сказати, що імунохіміки того часу свідомо утримували ідеї Ламарка, точніше було б відзначити, що вони не звикли розглядати імунологію у відповідності до основних принципів теорії Дарвіна. Адже молекули мають достатньо просту будову, і тому їх структура залишається постійною протягом тривалого часу. Таким чином, через обставини, що склалися хімічний підхід до концепції утворення антитіл не міг бути продарвінівським й іноді навіть розцінювався як ламаркістський. Макроорганізм знов перетворився на пасивного учасника імунної відповіді, а антиген став розглядатися як матриця, на якій відбувається формування конформації антитіл залежно від рівня їх специфічності. Згідно моделі Фелікса Гауровітца [26], антиген контролює послідовність приєднання амінокислот до тієї, що росте поліпептидному ланцюгу, визначаючи специфічність антитіла, що синтезується. На думку Лайнуса Полінга [26], білок, що утворюється, самостійно "скручується" на матриці антигену, приймаючи таку конфігурацію, котра забезпечувала б тонку настройку антитіла і його специфічність. І лише з появою в 1941 р. адаптивної ферментної теорії вироблення антитіл [12], а в 1949 р. – теорії непрямої матриці [13], створених Макфарлейном Бернетом, відбулося повернення до концепції Ламарка, відповідно до якої було визнано, що придбані соматичними клітками ознаки успадковуються і передаються від матері дітям. 1.4. Імунобіологія: вплив вчення Дарвіна відроджується Майже півстоліття імунологія була орієнтована на хімічну парадигму, але в кінці 40-х – початку 50-х рр. XX ст. були розроблені теоретично обґрунтовані принципи трансплантації тканин, описані аутоімунні й імунодефіцитні захворювання, відкрито явище імунологічної толерантності. Домінуюча в ті роки імунохімічна ідеологія не могла повністю пояснити виникнення цих феноменів. Крім того, з різноманітних клінічних дисциплін, експериментальної патології, генетики і фізіології в імунологію прийшло нове покоління дослідників, які не приймали на віру догми, що вкоренилися. Біолог Макфарлейн Бернет починав свою кар'єру на терені вірусології; він вивчав мінливість серотипів вірусу грипу, а саме вплив внутрішньовидової боротьби за існування на репродукцію самих вірусів у культурі тканин і на розмноження бактерій. Імунна відповідь швидко опинилася у сфері інтересів професійної діяльності Бернета, і він відкрито брав участь у дискусії про механізми продукції антитіл. Треба помітити, що навіть в своїх перших інструктивних теоріях імунітету вчений спеціально робив акцент на особливій значущості динаміки чисельності популяції імунокомпетентних клітин для синтезу антитіл. Спираючись на опубліковану в 1955 р. теорію природної селекції Нільса Ерне, Девід Толмедж і Бернет висунули припущення про те, що клітина, що виробляють антитіла, вибирає антиген, він же стимулює їх проліферацію і диференціювання. Остаточне доопрацювання клонально-селекційної теорії була здійснена Бернетом в 1959 р. [11]; Джошуа Ледерберг підвів під цю концепцію генетичну базу, а Толмедж – статистичну. Бернет називав свою теорію "продарвінівською" і "еволюційною", що повністю відповідало дійсності. Основні положення клонально-селекційної теорії: * здатність організму до формування антитіл закладена в геномі, а джерелом різноманітності антигенрозпізнаючих структур служать процеси соматичного мутагенезу; * кожна антитіло утворююча клітина продукує антитіла тільки однієї специфічності (або лише декількох), причому антитіла локалізуються на поверхні мембран цих клітин; * вибрані антигеном клітини активуються, в результаті чого індукується синтез антитіл і клональна проліферація самих клітин; дочірні клітини успадковують ознаки клітин-попередниць. Клонально-селекційна теорія швидко здобула схвалення сучасників Бернета, за винятком декількох консервативно настроєних учених. Ця концепція дозволила пояснити наступні біологічні феномени: * антитіла здатні вироблятися організмом протягом тривалого часу – навіть за відсутності персистуючого антигену; * вторинна імунна відповідь посилюється завдяки наявності клітин пам'яті; * аффінітет антитіл служить провідним механізмом селекції клітин-попередниць клону, що володіють найбільш тонкою "настройкою" на антиген; * ключовим чинником, що визначає формування імунологічної толерантності, служить делеція клітин-попередниць клонів, а розвиток аутоімунних розладів – збереження "заборонених клонів". 1.5. Тріумф дарвіністів Вище детально розповідалося про те, що посилення і ослаблення впливу ідей Дарвіна супроводжувалося послідовною зміною хімічного і біологічного періодів у розвитку імунології. Сучасна імуногенетика допомогла розкрити етапи еволюції генів суперродини імуноглобулінів; відомо, що джерелом їх походження служать гени примітивних молекул міжклітинної адгезії. В результаті комбінації мінігенів формуються імуноглобуліни і рецептори Т-лімфоцитів. Цей багатофазний процес є унікальним різновидом еволюції, мета якої – підготувати організм господаря до несподіваного проникнення в нього антигенів (а не поволі адаптувати його до змін навколишнього середовища, що вже відбулися) [25]. Звичайно, це зовсім не означає, що одержані відповіді на всі питання, пов'язані з еволюцією набутого імунітету. Дотепер невідомо, яка послідовність нуклеотидів у структурі генів зародкових ліній; не вдалося з'ясувати і механізми підтримання консервативності цих генів. Дотепер дискутується, чи була спочатку передбачена еволюцією якась регуляція імунної відповіді – ідіотипові взаємодії або складна комбінація клітинних і гуморальних сигналів активації і гальмування. Всеосяжну гіпотезу еволюції імунної системи намагалися сформулювати представники декількох наукових шкіл – Родні Ленгмен і Мелвін Кон [21], з одного боку, і Айрун Коен, з іншою [15]. Проте навіть їх припущення про те, що основну рушійну силу еволюції складає розпізнавання "свого" і "чужого", публічно береться під сумнів. Імунологія не єдина наука, вимушена миритися з недоліками в розумінні еволюційних процесів. Все ще ведуться суперечки про механізми видоутворення і стрибкоподібності еволюції (а не поступовому її здійсненні), а особливо про зв'язок природної селекції з фенотипом клітин (наприклад, з утворенням антитіл), формування якого знаходиться під контролем безлічі генів. Розділ 2. Відкриття фагоцитозу й обґрунтування фагоцитарної теорії в історико-науковому висвітленні Слід поставити питання, чому це відкриття і створення фагоцитарной теорії випало на частку саме Іллі Ілліча Мечникова? Відповідь буде представлена у вигляді тріади. 1. Тому що Мечников, будучи зоологом, фахівцем з безхребетних, не був зв'язаний медичними догмами свого часу. 2. Тому що Мечников, як переконаний біолог-дарвініст, був упевнений в єдності законів, керівників фундаментальними процесами в організмі тварин незалежно від їх таксономічного положення. 3. Тому що Мечников через свою геніальність був здатний охоплювати і об'єднувати широкі області знання і мав здатність несподівано зближувати факти і поняття, які звичайному смертному представляються нічим не пов'язаними між собою, принаймні, до того, як такий зв'язок буде виявлений і доведений. Простежуючи основні етапи наукової діяльності Мечникова, можна сміливо стверджувати, що головним внутрішнім стимулом його напруженої дослідницької роботи було постійне прагнення до обґрунтування фундаментальних біологічних закономірностей. Теоретичним фундаментом для реалізації цього прагнення стало нове тоді вчення Дарвіна [1] про єдність походження всіх гілок миру живого і загальні основні закономірності в історичному розвитку і життєдіяльності у різних, навіть вельми віддалених видів тварин. Прагнучи доповнити фактичними доказами концепцію Дарвіна, Мечников звертається до слабо вивченої тоді ембріології безхребетних і передбачає, що зародковий розвиток різних груп тварин представить "живі документи" їх еволюції. Такий же напрям досліджень вибрав і А.О.Ковальовський. Загальною метою молодих учених-однодумців, друзів, але нерідко і суперників, стало відшукання у безхребетних трьох зародкових листків, які раніше були знайдені Карлом Бером у ранніх зародків різних хребетних [6]. Самостійні, але направлені до єдиної мети дослідження Мечникова і Ковальовського свідчили, що у представників багатьох груп безхребетних на ранньому етапі зародкового розвитку відбувається формування тих самих зародкових листків, що й у хребетних. Проти цієї думки категорично заперечував Август Вейсман, який повністю відкидав можливість якої-небудь відповідності в розвитку членистоногих і хребетних. Проте Мечников був більш прозорливішим, ніж Вейсмана і, на відміну від нього, зміг правильно оцінити значення розщеплення зародкової смужки у комах, угледівши в ньому початок формування зародкових листків. Зародкові листки були знайдені Мечниковим і у вищих ракоподібних на прикладі Nebalia. Особливо вражаючі результати принесло вивчення розвитку скорпіонів. Застосувавши новий для подібних об'єктів метод гістологічних зрізів, Мечников точно і докладно вирішив питання не тільки про існування трьох зародкoвих. листків у скорпіонів, але і встановив, що утворення з них тканин і органів відбувається по тому ж типу, який характерний для хребетних. Затвердження принципу гомології зародкових листків мало для доказу правдивості еволюційної теорії неоціненне значення, адже в ті часи було загальноприйнятим, що кожен тип тварин являє собою строго замкнуте ціле і, що тому немає ніякої можливості проводити паралель між ними [3]. Тепер же було бездоганно встановлено, що такі різні в зрілому стані безхребетні і хребетні мають загальну, об'єднуючу їх програму індивідуального розвитку. Петербурзька Академія наук і наукова громадськість високо оцінили праці І.І.Мечникова і А.О.Ковальовського. Вони були удостоєні або, як тоді писали, "увінчані" двома преміями (1867 і 1870 рр.) імені засновника ембріології академіка Карла Бера. При цьому було вказано, що кожний з них вважається таким, що одержав повну премію. Проведені дослідження привернули увагу Мечникова до важкої і, можливо, у принципі нерозв'язній проблеми – походження багатоклітинних. Він писав: "Розглядаючи питання зародкових листків, ми все ще не маємо міцної основи, оскільки нам бракує знань про походження багатоклітинних". Пошук цієї підстави і привів Мечникова, правда, звивистим шляхом, до відкриття фагоцитозу [11]. Ключ до рішення проблеми про походження багатоклітинних Мечников побачив у систематичному вивченні способів живлення у сучасних нижчих Metazoa: губок, кишковопорожнинних, турбелярій, включаючи їх личинкові форми. Результати інтенсивних трирічних досліджень (1877-1880 рр.) дозволяють Мечникову відкинути думку Эрнста Геккеля про те, що травлення у губок відбувається виключно в ентодермі, і встановити, що у цих тварин травлення здійснюється клітинами мезодермного походження, які самостійно пересуваються до харчових частинок, поглинають і розчиняють їх. Травні амебоподібні клітини Мечников знаходить також в паренхімі у турбелярій і в мезодермі у гребневиків. Подальше виявлення внутріклітинного травлення в ентодермі у представників головних груп кишковопорожнинних дозволяє Мечникову обґрунтувати положення про первинність внутріклітинного травлення в мезодермі і вторинному характері формування ентодерми і порожнинного травлення в індивідуальному й історичному розвитку багатоклітинних. Підсумовуючи свій величезний фактичний матеріал, Мечников приходить до висновку, що "внутріклітинне травлення складає первісне явище у багатоклітинних і було правилом також у предків останніх". Головними діячами внутріклітинного травлення визнаються мезодермальні амебоподібні клітини, що самостійно пересуваються до харчових частинок і здатні до їх захоплення і перетравлення. Обґрунтованість закономірності, що трактує внутріклітинне травлення як філогенетично початковий тип харчування багатоклітинних, послужило основою для еволюційно-ембріологічних побудов Мечникова, підсумком яких стало створення моделі первинного багатоклітинного – паренхимели, пізніше перейменованої у фагоцителу [5]. Ідея фагоцитозу з'явилася у Мечникова, коли він припинив обтяжливу службу в Новоросійському університеті і поселився на півдні Італії, в Мессіні. Одержавши спадок, він нарешті став вільною, матеріально незалежною людиною. Наукові проблеми, що стояли перед ним раніше, вже були дозволені і ненаситний мозок геніального ученого вимагав нового завдання. Термін народження фагоцитарной ідеї – січень 1883 р. – не був випадковим. Адже два попередні роки були роками тріумфу принципу бактеріальної етіології заразних хвороб Пастера, який в 1881 році провів знамениту вакцинацію проти сибірської виразки, а в 1882 році Кох встановив бактеріальну етіологію туберкульозу, що відкрило золоті горизонти викорінення цієї проблеми людства і з'явилося світовою сенсацією. Відкриття фагоцитозу стало хрестоматійним прикладом інтуїтивного осяяння. У січневий день 1883 р. при мікроскопічному спостереженні за рухомими мезодермальними клітинами личинки морської зірки Мечникова, як писав він сам, "відразу осяяла нова думка, що подібні клітини повинні служити в організмі для протидії шкідливим діячам" [2]. Негайно був поставлений перевірочний дослід з введенням чи в тіло личинки морської зірки шпильки від троянди. На ранок скалка виявилася оточеною "налізаючими на неї рухомими клітками подібно тому, як це спостерігається у людини, що загнала собі скалку в палець. Цей єдиний дослід і склав основу теорії фагоцитів". Так згадував Мечників в 1908 р., через 25 років після описуваної події. Дозволимо собі, проте, не погодитися із словами Мечникова. У цей січневий день відбулося геніальне прозріння глибокого внутрішнього зв'язку між вельми далекими процесами в таких далеких один від одного організмах, як морська зірка і людина. Це прозріння було тільки ідеєю фагоцитозу, початковим пунктом для розробки фагоцитарної проблеми. Відкриття фагоцитозу і формування основи фагоцитарної теорії відбулося тільки в результаті напруженої експериментальної та теоретичної роботи, котру Мечников здійснив у січні – квітні 1883 р. в Мессіні. Підсумки прижиттєвих мікроскопічних спостережень над прозорими морськими безхребетними – личинками голкошкірих і молюсків, дорослими форма мі кільчастих черв'яків – були викладені у статті ""Дослідження про внутріклітинне травлення у безхребетних", негайно опублікованій у "Віденському зоологічному журналі" (у Відні Мечников зупинився, повертаючись до Росії), а потім в "Російській медицині". Принципово нові факти, хоча вони були одержані при вивченні представників не багатьох таксонів безхребетних, спрямовують думку Мечникова у бік патології людини і вищих тварин. Це стає абсолютно ясним при виділенні трьох смислових переходів конкретно від тих, що спостерігалися явищ до узагальнюючих висновків, зроблених Мечниковим в статті [7]. 1. Від поглинання і внутріклітинного перетравлення блукаючими мезодермальними клітинами "білкоподібних кульок", тобто клітинних частинок органів, що розпадаються при метаморфозі личинок морських зірок, до закономірності, що поширює цей процес "на всіх тваринах, що мають складне травлення". 2. Від присутності сторонніх тіл (частинки грязі, кропив'яні капсули і т.п.) в протоплазмі і в "вакуолях" блукаючих мезодермальних клітин у гребневиків, личинок голкошкірих і молюска – через вперше знайдену "деяку здатність розпізнавання", тобто клітинного пізнавання, у блукаючих мезодермальних клітин – до їх важливої профілактичної ролі. 3. Від поглинання і перетравлення блукаючими мезодермальними клітинами бактерій, введених під шкіру личинкам голкошкірих і бактерій, що спонтанно розвиваються в рані у цих тварин або в мантії колоніальної асцидії – через відому в патології людини внутріклітинну локалізацію патогенних бактерій в лейкоцитах і гігантських клітинах – до "травної діяльності блукаючих мезодермальних клітин для охорони організму проти бактерій у всякому тваринному царстві". Так був відкритий фагоцитоз, що вважається як універсальна в тваринному світі захисна функція блукаючих мезодермальних клітин, яка реалізується в боротьбі проти бактерій або при видаленні "непотрібних частин" організму. Мечников розглядає фагоцитоз як найдревнішу захисну функцію – філогенетичну основу становлення запального процесу. Тому він "з порівняльної патологічної точки зору" відкидає загальноприйняту в медицині тезу Конгейма "без судин немає запалення" і вважає потрібним визнати активніше значення за безбарвними кров'яними тільцями в запальному процесі у хребетних [9]. Ці дані об'єктивно свідчать, що зроблені теоретичні узагальнення не обмежені рамками аналізованого фактичного матеріалу і далеко виходять за його межі. У цьому особливість творчого методу Мечникова, властивість його геніальності: теоретичний початок, хоч і нерозривно пов'язано з емпірією, але завжди переважає над нею і перетворить її. Так відбулося усвідомлення єдності двох до цього принципово різних функцій: травної і захисної. Зрозуміло, Мечников прагне укріпити фактичну основу свого фагоцитарного проекту і після повернення до Росії у себе в маєтку терміново проводить орієнтовні досліди над амфібіями. Отримані в них нечисленні факти підтверджують закономірності, встановлені в Мессіні, а "активний вихід крізь стінки судин білих кров'яних тілець", що спостерігалося при запаленні у жаби, ніби перекидає місток до патології людини. Проте фактичний матеріал Мечникова все ще знаходиться в межах зоології. В серпні 1883 року, в Одесі відбувся VII з'їзд росіян природодослідників і лікарів, що став важливою подією в науковому житті Росії і Європи. З несподіваною доповіддю виступив 38-річний зоолог професор І.І. Мечников, що недавно повернувся з дослідницької поїздки з Італії. Він добре відомий присутнім і вибраний головою з'їзду. За плечима Мечникова 20 років наполегливої роботи з мікроскопом, присвяченої виключно безхребетним. Рясні плоди зоологічних досліджень Мечникова принесли йому заслужену славу і дві премії великого ембріолога Карла Бера. Мечникову є що сказати з'їзду. Адже в такій урочистій обстановці звичайно підводять підсумки багаторічної роботи і намічають суворо обґрунтований шлях подальших пошуків. Мечников не був звичайним ученим, нехай навіть великого масштабу. Він був творцем наукової революції в біології та медицині. Його доповідь, доповідь відомого фахівця з ембріології безхребетних, була присвячена абсолютно несподіваній темі: "Про цілющі сили організму". Йшлося, головним чином, про організм людини і вищих тварин. Мечников відроджує відтиснену на задній план медицини Гіппократову ідею про цілющу силу природи, яка пошкоджує і виганяє хворобу, словом, бореться з нею. Розуміється, у Мечникова ця сила зовсім не містичне джерело, як у Гіппократа, Галена або у відомого німецького лікаря Шталя. Вона і не результат конкуренції за живильні речовини між бактеріями і клітками організму, як вважали багато сучасників Мечникова. Нарешті, це не анонімні сили, властиві різним тканинам, як стверджував в 1875 р. Віхров [4]. Мечников рішуче стає на бік погляду Пастера, тоді далеко ще не всіма визнаного – про мікробну етіологію хвороб людини. Він пророче вказує, що до інфекційних захворювань будуть зараховані багато, що раніше не вважалися такими. Цілюща сила організму, по Мечникову, представлена амебоподібними блукаючими клітками крові і сполучної тканини, здатними знищити, тобто "з'їсти і переправити" захоплені мікроби, але, зрозуміло, що не завжди виконують це. Мечников зводить цілющі сили організму до процесів внутріклітинного травлення і постулювала наявність "цілющої системи профілактичного і терапевтичного (лікувального) травлення", утвореної лейкоцитами, селезінкою, лімфатичними вузлами і кістковим мозком. Якщо не вдаватися в деталі, то ці погляди доволі близькі до сучасних уявлень про природжений імунітет. Доповідь Мечникова на VII з'їзді росіян природодослідників і лікарів пройшла з тріумфом. Ініціативна група запропонувала його кандидатуру до складу Російської академії наук і незабаром він був вибраний її членом-кореспондентом. Потрібно, проте, ще раз підкреслити, що Мечников, виступаючи з своєю доповіддю на з'їзді, йшов на величезний ризик. Адже до цього моменту він не мав в своєму розпорядженні жодного факту фагоцитозу патогенних бактерій не тільки в організмі людини, але і в загальний у вищих хребетних. Проголосивши недоведене фактами положення про захисну функцію лейкоцитів у організмі людини, Мечников викликав на бій тогочасне медичне мислення. На переконання видатних патологів (Ріндфляйш, Вальдейер, Клебс), яке розділяв засновник целюлярної патології Вірхов, гній вважався показником важкого зараження, а лейкоцити – фатальними клітинами, що служили для живлення мікроорганізмів і їх розповсюдження по всьому організму. Твердим прихильником цих уявлень, що стали догмою, був і знаменитий бактеріолог Кох. Висаджуючи цю догму, Мечников виходить з свого досвіду прижиттєвого мікроскопічного дослідження прозорих нижчих безхребетних, яке забезпечує безпосереднє бачення спрямованості процесів, що спостерігалися в масштабі реального часу. При цьому він ніби ототожнює фагоцити людини з активними блукаючими мезодермальними клітинами безхребетних, що рухаються в їжі. Мечникову було зрозуміло, що патологи і бактеріологи, що вивчають "зупинені кадри" процесу в зафарбованих препаратах, не мають такої можливості. По цьому вони реконструюють динаміку процесу самовільно, керуючись лише своїми апріорними уявленнями. Розуміючи це, Мечникjв прагне підтвердити свою фагоцитарну гіпотезу прямими спостереженнями патологічного процесу (1884-1887 рр.). У роботі "Про грибкове захворювання дафній" [6] він встановив, що ці тварини вражаються спорами грибків, які через стінки травного каналу переходять в порожнину тіла. Тут спори оточуються з усіх боків лейкоцитами, які захоплюють і переварюють їх, що веде до звільнення організму від інфекції. При введенні великої кількості спор деякі з них, залишившись незахопленими, проростають, що викликає загибель дафнії. Крім цього Мечників спостерігав в ранах, що утворюються у дафній при укусах, фагоцитоз бактерій і шматків тканини, що омертвіли. Результати, одержані на дафніях, спонукають Мечникова до висновку, що відноситься до сфери патології людини, "найістотнішим моментом запальної реакції є скупчення фагоцитів і захоплення дратівливих елементів... Запалення являє собою тільки окремий випадок внутріклітинного травлення". Ця теза знайшла підтвердження в подальших поглиблених дослідженнях на амфібіях, плазунах і ссавцях. Було встановлено, що при зараженні ослабленим збудником сибірської виразки (вакцина) розвиток вираженого фагоцитозу супроводжується одужанням або повною стійкістю тварини до інфекції. Відсутність фагоцитозу веде до захворювання і смерти [7]. Мечников провів зразкове, навіть за сучасною міркою, патогістологічне дослідження шкіри померлих від бешихового запалення [8]. У ділянках, вільних від некрозу, регулярно спостерігалися лейкоцити, що містять стрептококів безпосередньо в протоплазмі або в світлих вакуолях. Були добре помітні картини, які чітко вказували на розпад бактерій з утворенням найдрібнішої зернистості. При гангренозних змінах лейкоцити з бактеріями зустрічалися у вигляді рідкісних виключень. Принципово новим було виявлення у з'єднувальній тканині великих фагоцитуючих клітин, здатних поглинати "як цілі лейкоцити, так і їх уламки, і багато інших твердих тіл". Це фагоцити, що одержали назву "макрофагів". Мечников відрізняє ці клітини від мікрофагів, тобто дрібніших лейкоцитів з сегментованим ядром. Макрофаги не поглинають стрептококи і активна боротьба з ними "при бешиховому запаленні ведеться виключно мікрофагами". Проте при сибірській виразці кроликів і морських свинок макрофаги селезінки інтенсивно поглинають бактерії. Дані дослідження експериментально довели, що фагоцитоз дійсно є захисною антибактеріальною реакцією у тварин різних типів і людини. Так, фагоцитарна гіпотеза Мечнікова в результаті її фактичного обґрунтування набула статус фагоцитарної теорії, яка базується на встановленні цілеспрямованої активності фагоцитів, що виявляється в чутливості, рухливості і поглинанні чужорідних частинок з їх подальшим внутріклітинним перетравленням. У 80-і роки XIX століття поняття клітинної активності було досконало чужим лікарському світу, що твердо стояв на позиціях целюлярної патології. Заслуга Вірхова в здійсненні синтезу клітинної теорії і патології не скороминуща, проте його розуміння клітини було обмежено часом (1858 р.) Для Вірхова клітина є пасивним субстратом хвороботворного процесу, вона зазнає зміни в результаті пошкодження або ослаблення живлення, але ніколи не реагує на дію того або іншого чинника. Сама ідея клітинної реакції і тим більше доцільної клітинної реакції була абсолютно чужа Вірхову. Відомий патолог Клебс, що вперше відкрив локалізацію бактерій усередині лейкоцитів, підкреслював, що власної клітинної сили, що веде з ворогом свого роду боротьбу, взагалі не існує; зміни, які спостерігаються після пошкодження клітин, завжди носять пасивний характер. Такою була парадигма медичного мислення, яку сміливо викорінив Мечников, з'ясувавши біологічний сенс запалення, що полягав в протидії фагоцитів будь-якому чужорідному впровадженню, а також в знищенні ослаблених або мертвих тканин, Мечников вперше вніс в медичне мислення поняття про доцільну реакцію клітин макроорганізму, направленої на подолання хвороботворного чинника. Так дарвінівська концепція пристосування і боротьби за існування була вперше перенесена на клітинний рівень і трансформована в теорію активного захисту організму за допомогою спеціалізованої целюлярної системи [10]. Більш того, фагоцитарна теорія принципово перетворила сам зміст поняття "клітина". На відміну від пасивно страждаючої клітини Вірхова, клітина Мечникова відчуває, реагує, доцільно діє і, нарешті, взаємодіє з іншими клітками. Ця абсолютно нова постановка питання, що завоювала в результаті запеклої ідейної боротьби загальне визнання, повела до корінного перевороту в мисленні лікарського світу і стала основним теоретичним положенням медицини. Мечниковській синтез дарвінізму і патології людини по його методологічному значенні і принциповій новизні емпіричних даних слід з повною підставою розглядати як наукову революцію в медицині. Звертаючись до сучасності, необхідно підкреслити, що клонально-селекційна теорія Бернета, будучи результатом синтезу категорій дарвінізму і проблем адаптивного імунітету, має своїм безпосереднім витоком ідейну спадщину Мечникова. ПІДСУМОК На основі аналізу праць І.І. Мечникова і досліджень його творчості представлений логіко-теоретичний аналіз відкриття фагоцитозу і обґрунтування фагоцитарної теорії. Висловлене переконання, що синтез дарвінізму і патології людини, що лежить в основі фагоцитарної теорії, слід розглядати як наукову революцію в медицині XIX століття та ідейний витік клонально-селекційної теорії Бернета. Посилення і ослаблення впливу ідей Дарвіна супроводжувалося послідовною зміною хімічного і біологічного періодів у розвитку імунології. Сучасна імуногенетика допомогла розкрити етапи еволюції генів суперродини імуноглобулінів; відомо, що джерелом їх походження служать гени примітивних молекул міжклітинної адгезії. В результаті комбінації мінігенів формуються імуноглобуліни і рецептори Т-лімфоцитів. Цей багатофазний процес є унікальним різновидом еволюції, мета якої – підготувати організм господаря до несподіваного проникнення в нього антигенів, а не поволі адаптувати його до змін навколишнього середовища, що вже відбулися. Список використаних джерел: 1. Безредка A.M. История одной идеи. Творчество Мечникова // Харьков: Научная мысль. – 1926. 2. Зильбер Л.А. Фагоцитарная теория И.И. Мечникова. В кн. И.И. Мечников. Вопросы иммунитета // Москва: Изд. АН СССР. – 1951. 3. Мечников И.И. Академическое собрание сочинений // Москва. – 1955-1956. – тт. 1-11. 4. Мечников И.И. Страницы воспоминаний // Москва: Изд. АН СССР. – 1946. 5. Ульянкина Т.И. Зарождение иммунологии // Москва: Наука. – 1994. 6. Уманский Э.Е. И.И. Мечников - зоолог и эмбриолог. В кн. Памяти великого русского ученого // Харьков. – 1947. – С. 65-72. 7. Шубич М.Г. Методологический анализ открытия фагоцитоза. В кн. Функция иммунной системы в инфекцион-ном и неинфекционном процессе // Краснодар. – 1984. – С. 9-15. 8. Шубич М.Г. Два этапа синтеза биологии и медицины. В кн. Химия и мировоззрение // Москва: Наука. – 1988. – С. 300-315. 9. Шубич М.Г. Дофагоцитарный этап развития учения о внутриклеточном пищеварении // Вопр. истории естествознания и техники. – № 1. –1992. – С. 40-46. 10. Шубич М.Г. Мировоззренческое и методологическое наследие Мечникова // Асклепий. – № 1-2. – 1998. – С. 63-63. 11. Burnet F.M. The Clonal Selection Theory of Antibody Formation // Cambridge University Press: Cambridge. – 1959. 12. Burnet F.M. The Production of Antibodies // Macmillan: Melbourne. – 1941. 13. Burnet F.M., Fenner F. The Production of Antibodies. 2-ed. // Macmillan: Melbourne. – 1949. 14. Chernyak L., Tauber A. From Metaphor to Theory. Metchnikoff and the origin of Immunology // NY. Oxford University Press. – 1991. 15. Cohen I. Tending Adam's Garden: Evolving the cognitive immune self // Academic Press: New York. – 2000. 16. Corsi P. The Darwinian Heritage // Princeton University Press: Princeton. –1985. – Р. 698-711. 17. Fleming D., William H. Welch and the Rise of Modern Medicine // Little Brown: Boston. – 1954. 18. Geison G. Michael Foster and the Cambridge School of Physiologists // Princeton: Princeton University Press. –1978. – Р. 340-344. 19. Kabat E.A., Mayer M.M. Quantitative Immunochemistry // Thomas: Springfield. – 1948. 20. Landsteiner K. The Specificity of Serological Reactions // Dover: New York. – 1962. 21. Langman R.E. The Immune System // Academic Press: San Diego. – 1989. 22. Mayr E. The Evolutionary Synthesis // Harvard University Press: Cambridge. – 1980. – Р. 1-48. 23. Metchnikoff E. Lectures on the Comparative Pathology of Inflammation // New York: Dover. – 1968. 24. Moulin A.-M. Le Dernier Langage de la Medicine: Histoire de l'immunologie de Pasteur au sida // Presses Universitaires: Paris. – 1991. – Р. 49. 25. Оhno S. Promethian evolution // Perspect. Biol. Med. – 1976. – V. 19. – P. 527. 26. Silverstein A.M. A History of Immunology // Academic Press: New York. – 1989. – Р 38-58. 27. Silverstein A.M. Paul Ehrlich's Receptor Immunology: The magnificent obsession // Academic Press: New York. – 2002. – Р. 27-39. 28. Tauber A.I. The Immune Self: Theory or metaphor? // Cambridge University Press: Cambridge. – 1994. 29. Tauber A.I., Chernyak L. Metchnikoff and the Origins of Immunology: From metaphor to theor // Oxford University Press: New York. – 1991. – Р. 101-153. 30. Tauber A.I., Chernyak, L. The problem of evolution in Metchnikoffs. In: Metchnikoff and the Origins of Immunology // Oxford University Press: New York. – 1991. – Р. 68-100. 31. Todes D.P. Mechnikoff, Darwinism, and the phagocytic theory. In: Darwin without Malthus: The struggle for existence in Russian evolutionary thought. // Oxford University Press, Oxford. – 1989. – Р. 82-103.
1 2 3 4 5 Категория: Інше \| Добавил: DoceNt (20.05.2016)
Просмотров: 392 \| Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0


Имя *:
Email *:

Код *: