Główne postanowienia teorii fagocytów. Teorie odporności. Rozwój teorii odporności. Fagocytarna teoria odporności. I. Miecznikow. Tak więc dzięki staraniom dwóch pokoleń japońskich badaczy pomysł Miecznikowa został zrealizowany i powstał produkt, który

Odporność jest ochronną i adaptacyjną reakcją organizmu na różne czynniki chorobotwórcze. W zwykłym znaczeniu odnosi się to do odporności na choroby zakaźne. Nauka badająca odporność nazywana jest immunologią, a reakcje towarzyszące rozwojowi odporności nazywane są reakcjami immunologicznymi. I.I. Miecznikow zdefiniował odporność w następujący sposób: „W przypadku odporności na choroby zakaźne należy zrozumieć ogólny system zjawisk, dzięki którym organizm może wytrzymać atak drobnoustrojów chorobotwórczych”.

Rozróżnij odporność specyficzną i nabytą. Odporność gatunkowa jest właściwością danego gatunku zwierząt i jest dziedziczona. Na przykład zwierzęta nie cierpią na odrę, tyfus i niektóre inne choroby, a ludzie nie cierpią na wiele infekcji, które dotykają zwierzęta (księgosusz, nosówka itp.).

Odporność gatunkowa może być bezwzględna lub względna.

Posiadając absolutną odporność, ani zwierzę, ani człowiek w żadnym wypadku nie zachorują na tę chorobę. Tak więc psy nigdy nie chorują na odrę i inne infekcje obserwowane u ludzi. Jednak ptaki, które w normalnych warunkach nie chorują na wąglik, mogą zachorować na niego, gdy organizm jest osłabiony w wyniku wychłodzenia, głodu i innych przyczyn. Dlatego są stosunkowo odporne na wąglika.

W rozwoju względnej odporności duże znaczenie mają sprzyjające warunki społeczne, a także nabyte w nim właściwości organizmu, które rozwinęły się w nim poprzez połączenie ze środowiskiem (na przykład stwardnienie ciała poprzez wychowanie fizyczne).

Odporność nabyta rozwija się u człowieka w ciągu jego życia, zwykle po chorobie zakaźnej.

Jesienią 1882 r. Miecznikow wraz z żoną Olgą Nikołajewną Biełokopytową, przyjaciółką i asystentką we wszystkich sprawach, wyjechał do Mesyny, gdzie dokonał swojego najsłynniejszego odkrycia.

Kiedyś, kiedy Miecznikow obserwował pod mikroskopem ruchliwe komórki (amebocyty) larw rozgwiazdy, wpadł na pomysł, że te komórki, które wychwytują i trawią cząstki organiczne, nie tylko uczestniczą w trawieniu, ale także pełnią funkcję ochronną w Ciało. Miecznikow potwierdził to założenie prostym i przekonującym eksperymentem. Po wprowadzeniu ciernia różanego do ciała przezroczystej larwy, po chwili zauważył, że wokół drzazgi nagromadziły się amebocyty. Komórki, które albo wchłonęły, albo otoczyły ciała obce ("czynniki szkodliwe"), które dostały się do organizmu, Miecznikow nazwał fagocytami, a samo zjawisko - fagocytozą. W następnym roku, 1883, Miecznikow na zjeździe przyrodników i lekarzy w Odessie sporządził raport „O uzdrawiających mocach ciała”. Poświęcił kolejne 25 lat swojego życia na rozwój fagocytarnej teorii odporności. Aby to zrobić, zwrócił się do badania procesów zapalnych, chorób zakaźnych i ich patogenów - mikroorganizmów chorobotwórczych. „Wcześniej zoolog – od razu zostałem patologiem” – napisał Miecznikow. Pracując nad teorią fagocytów, Miecznikow jednocześnie w latach 1884 i 1885 przeprowadził szereg badań nad embriologią porównawczą, które uważane są za klasykę.

Przed Miecznikowem dominowała idea wiodącej roli w odporności drobnoustrojów i innych ciał obcych.

Miecznikow w licznych eksperymentach odkrył ogromną, niekiedy wiodącą rolę makroorganizmu w walce z infekcjami. Założył liczne eksperymenty, aby zbadać proces rozwoju odporności u królików na drobnoustroje cholery świń, na czynnik wywołujący różyczkę u świń, na czynnik wywołujący wąglika u gołębi i szczurów, u świnek morskich na wibrio Miecznikowa itp. We wszystkich przypadkach decydujące znaczenie ma fagocytoza w procesie uwalniania organizmu od drobnoustrojów, które do niego wniknęły.

W ten sposób naukowiec przekonująco wykazał, że aktywne komórki organizmu - leukocyty - w wyniku ich interakcji z drobnoustrojami lub z ich produktami - toksynami, czy wreszcie z innymi nieożywionymi ciałami obcymi, specyficznie zmieniają charakter i kierunek ich działania , „zmienić ich reaktywność”. Mówiąc obrazowo, mobilizują swoje siły i zmieniają poziom napięcia i aktywności zgodnie z charakterystyką i siłą „ataku wroga”. „Reakcja komórek fagocytarnych”, pisał Miecznikow, „jest wynikiem ich wrażliwości”.

U jego przyjaciela A.O. Kovalevsky Mechnikov widział ciemną rozwielitki w akwarium laboratorium. Po zbadaniu okazało się, że są wypełnione zarodnikami grzyba Monospora bicuspidata.

Miecznikow zorganizował eksperymentalne odtworzenie tego faktu i obserwował, jak igłowe zarodniki grzyba, podobnie jak igły, przechodzą przez ściany przewodu pokarmowego i wnikają do jamy ciała rozwielitki.

W jaki sposób zraniona dafnia „obroni się” przed wrogami, którzy do niej przeniknęli?

Mikroskop umożliwia obserwowanie, jak „dramatyczne wydarzenia” rozgrywają się w ciele skorupiaka Daphnia. Przede wszystkim leukocyty, krążące w dużych ilościach w ciele rozwielitek, dokonują „burzliwego” ataku na „nieproszonych gości”. Wokół każdego zarodnika grzyba, jak poprzednio wokół drzazgi w larwie rozgwiazdy, gromadzą się leukocyty. Otaczają i izolują każdy zarodnik. Ale to nie wystarczy. W końcu zarodniki grzybów nie są szkłem. Leukocyty rozwielitek połykają je przez trawienie wewnątrzkomórkowe i nie ma śladu po zarodnikach. Pole bitwy zostało oczyszczone. Usuwanie zwłok wrogów, zgodnie z dowcipną wypowiedzią ucznia i następcy Miecznikowa, Bezredoka, nie jest konieczne.

Daphnia „pokonała” zarodniki grzyba, choć jest również mikroskopijna. Wcześniej mętny, rozjaśnia się i znów „żyje” do następnej infekcji. Ale ten szczęśliwy wynik dla Daphnia nie zawsze się zdarza. Jeśli jest więcej sił wroga (w tym przypadku zarodników grzybów), niż mogą je pokonać leukocyty utworzone w ciele rozwielitki, wówczas zarodniki, które nie są połknięte przez leukocyty, mają czas na kiełkowanie w grzyby, a ogólnie infekcja prowadzi do śmierci rozwielitek.

To przenośna opowieść, bliska prezentacji samego Miecznikowa i jego najbliższych następców o kilku ciekawych epizodach eksperymentalnych. Ale to właśnie te epizody pomogły Miecznikowowi ujawnić przebieg procesów leżących u podstaw jego nieśmiertelnej doktryny fagocytozy. Głęboko owocne znaczenie teorii fagocytów polega przede wszystkim na tym, że prawa, które zbadaliśmy w dwóch poprzednich eksperymentach, znajdują potwierdzenie w swoich głównych cechach u wyższych zwierząt iu człowieka.

Znaczenie w medycynie

Znaczenie tej teorii w medycynie jest ogromne. Odsłania w nowy sposób istotę procesów zapalnych jako urządzeń ochronnych organizmu, leży u podstaw walki z infekcjami, wyjaśnia resorpcję tkanek podczas zjawisk regeneracyjnych itp.

W Sztokholmie w 1908 r. Miecznikow otrzymał Nagrodę Nobla za odkrycia w dziedzinie odporności. Miecznikow podzielił nagrodę za fagocytarną teorię odporności z wybitnym niemieckim naukowcem Ehrlichem, który opracował humoralną teorię odporności. To niejako podkreślało, że obie teorie wzajemnie się uzupełniają.

Miecznikow, spoglądając w myślach wstecz na lata wyczerpującej walki, którą musiał toczyć „w warunkach nieufności i ostrej krytyki”, powiedział zjadliwie, że wspomnienia Bipinnarii z drzazgą otoczoną ze wszystkich stron ruchomymi komórkami i Dafni z pożerającymi kule krwi cierniste zarodniki zakaźnych drobnoustrojów dawały mu nadzieję, że jego pomysły ujdą klęski. Historia znakomicie uzasadniała jego nadzieje. Doktryna fagocytozy weszła do złotego funduszu nauki.

Współczesne badania nad rolą czynników wirusowych w rozwoju nowotworów złośliwych obligują nas do zwrócenia ogromnej uwagi na ten cenny pomysł genialnego naukowca w swoim wglądzie.

“Odkrywać to widzieć to, co wszyscy widzą i myśleć w sposób, w jaki nikt inny nie myśli”.

G. Selye

W XIX wieku dokonano trzech fundamentalnych odkryć w dziedzinie nauk przyrodniczych - prawa zachowania materii i energii autorstwa M.I. Łomonosow, teoria komórkowa Virchowa i pochodzenie gatunków poprzez dobór naturalny.

Nie mniej pomysłowym odkryciem jest komórkowa teoria odporności, stworzona przez I.I. Miecznikow w grudniu 1882 r. Stworzenie tej teorii zajęło ponad 18 lat ciężkiej i intensywnej pracy. Co spowodowało rozwój teorii fagocytów?

W 1865 r. Miecznikow odkrył trawienie wewnątrzkomórkowe u wypustka rzęskowego robaka. Porównując tę ​​metodę trawienia z odżywianiem u wyższych orzęsków, dostrzegł w tym akcie dodatkowy dowód na genetyczny związek między robakami a pierwotniakami. Był to pierwszy krok w kierunku stworzenia teorii fagocytów. Na podstawie obserwacji sformułowano następujący wniosek:

„Prekursorem organizmów wielokomórkowych musi być nagromadzenie komórek zdolnych do trawienia wewnątrzkomórkowego”. Miecznikow twierdził, że pierwotny organizm wielokomórkowy jest „autonomiczny” i bez obecności jamy trawiennej jest konglomeratem komórek zdolnych do trawienia wewnątrzkomórkowego. Początkowo Miecznikow nazwał taki organizm - miąższem, a później nazwał go - fagocytellą, podkreślając w ten sposób jego funkcję - fagocytozę, tj. zdolność do wychwytywania i wewnątrzkomórkowego trawienia obcych cząstek.

Na tej podstawie Miecznikow konkluduje: trawienie wewnątrzkomórkowe jest uniwersalne. Ale jeśli u zwierząt niższych pełni funkcję trawienną, to u zwierząt wyższych jest „zdolny do więcej” – do ochrony przed infekcją.

Miecznikow od 18 lat pracuje nad teorią fagocytozy, aw 1882 roku nadchodzi jego najwspanialsza godzina, odkrywa zjawisko fagocytozy.

Sam Miecznikow opisuje to zjawisko w następujący sposób: „Pracując z mikroskopem i obserwując życie mobilnych komórek w przezroczystej larwie rozgwiazdy, natychmiast przyszedł mi do głowy pomysł. Przyszło mi do głowy, że takie komórki powinny służyć w organizmie do przeciwdziałania szkodnikom organizmu. Powiedziałem sobie, że podobno drzazga włożona do ciała larwy rozgwiazdy, która nie ma układu naczyniowego ani nerwowego, powinna w krótkim czasie zostać otoczona komórkami ruchomymi, które się do niej przywarły, tak jak to się obserwuje w osobie, która złamała palec. Miecznikow wykonał ten eksperyment i rano zobaczył, że ludzkie leukocyty i nieruchome fagocyty rozgwiazdy są embriologicznie homologiczne, ponieważ pochodzą z mezodermy. Na tej podstawie Miecznikow wnioskuje, że leukocyty pełnią funkcję ochronną. Choroba jest postrzegana jako walka między patogennymi drobnoustrojami a fagocytami.

Twórca doktryny stresu, kanadyjski biochemik i patolog Hans Selye, napisał: „Odkrywać to widzieć to, co wszyscy widzą, i myśleć jak nikt inny”. Ta definicja dotyczy Miecznikowa. Przed Miecznikowem wiele osób widziało zjawisko fagocytozy, ale nie mogli zrozumieć tego zjawiska. I Miecznikow zdał sobie sprawę, że ma do czynienia nie z częstym faktem, ale z głębokim ogólnym problemem biologicznym.

To jest osobliwość geniusza - myśli w sposób, w jaki nikt przed nim nie pomyślał.

Wielki Ludwik Pasteur powiedział: „Szansa przychodzi z pomocą tym, którzy jej szukają”. Wydawałoby się, że był jakiś wgląd, doszło do przypadkowego odkrycia, ale Ilya Iljicz udał się na to odkrycie przez prawie dwie dekady, zajmując się problemami trawienia wewnątrzkomórkowego.

Po odkryciu teorii fagocytów naukowiec nawet nie wyobrażał sobie, ile ciężkiej pracy będzie kosztować walka o jej uznanie. Nie wszystko było tak gładkie. Mikrobiolodzy zagraniczni i krajowi zaczęli atakować teorię fagocytów. I nawet Gamaleya, uczeń Miecznikowa, napisał: „… historia fagocytaryzmu to cała seria rozczarowań:

pierwszym rozczarowaniem jest odkrycie szczepionek chemicznych,

drugie rozczarowanie to odkrycie bakteriobójczych właściwości krwi,

trzecie rozczarowanie to odkrycie antytoksyn i seroterapii.”

Dlaczego naukowcy odrzucili teorię fagocytów?

Wyjaśniono to szybkim rozwojem mikrobiologii i immunologii pod koniec XIX wieku. Wszyscy byli zajęci opracowywaniem narzędzi do zwalczania infekcji. W ludzkiej krwi znaleziono przeciwciała przeciwko drobnoustrojom, które dostały się do organizmu. W tym samym czasie powstało serum przeciwdyfterytowe. W ten sposób na pierwszy plan wysunęła się teoria humoralna.

Miecznikow nie odrzuca teorii humoralnej, przeciwnie, stara się połączyć obie teorie. A teraz udowodniono, że przeciwciała są wynikiem działania komórek immunokompetentnych. Innymi słowy, „odporność komórkowa leży u podstaw odporności humoralnej”.

Pełne rozpoznanie fagocytarnej teorii odporności zajęło Miecznikowowi 25 lat. Jego nieprzejednani wrogowie poddali się - Koch, Butner, Bering.

W 1908 r. Komitet Noblowski ds. badań w dziedzinie immunitetu przyznał Miecznikowowi i jego przyjacielowi Erlichowi Nagrodę Nobla. Teorie humoralne i fagocytarne połączyły się. Ale problem ostatecznie wyjaśnił się w połowie XX wieku, kiedy australijski naukowiec McFarlane Burnet stworzył ogólnie przyjętą teorię selekcyjno-klonalną powstawania przeciwciał, zgodnie z którą odporność humoralna wywodzi się z odporności komórkowej.

Prawdziwa walka z przeciwnikami I.I. Miecznikow wystąpił na międzynarodowym kongresie higienicznym w Budapeszcie. Uczeń Pasteura i bliski przyjaciel Miecznikowa, Emil Ru, przypomniał ten kongres w siedemdziesiąte urodziny Ilji Iljicza: nauka, ale twoje słowa, twoje niepodważalne argumenty wywołały aplauz publiczności. Nowe fakty, które z początku zdawały się zaprzeczać teorii fagocytów, wkrótce się z nią pogodziły. Okazało się, że jest na tyle szeroki, by pogodzić zwolenników teorii humoralnej z obrońcami komórki…”

Jedną z pierwszych, dostatecznie uzasadnionych eksperymentalnych teorii naukowych przedstawił na przełomie XIX i XX wieku I. I. Miecznikow. Za jedną z głównych przyczyn starzenia się uważał zatrucie organizmu specjalnymi truciznami-toksynami, produktami gnilnego rozkładu, który występuje w jelitach. Toksyny, wchłonięte do krwi, powodują zatrucie organizmu. Przewlekłe zatrucie przyczynia się do starzenia. Naukowiec zaproponował wprowadzenie do organizmu bakterii kwasu mlekowego, co osłabia procesy gnilne w jelicie grubym.

Obserwacje eksperymentalne i kliniczne przeprowadzone przez I.I. Miecznikow i jego uczniowie na istniejącym wówczas poziomie naukowym potwierdzili wiele zapisów tej teorii, w których stwierdzano w szczególności szkodliwy wpływ na organizm trucizn pochodzących z zewnątrz: alkohol, nikotyna, sole metali ciężkich, itp.

Dalsze badania, prowadzone już w latach 20-30 naszego stulecia, wykazały nieco przesadzoną rolę mikroflory jelitowej jako głównego czynnika w rozwoju procesów starzenia. Ale mimo to prace I.I. Miecznikow był potężnym bodźcem do dalszych badań nad tym problemem.

Dziś lekarze nie mają wątpliwości, że substancje toksyczne, które powodują zanieczyszczenie środowiska i dostają się do żywności, wody, powietrza, a następnie do organizmu, mogą powodować przedwczesne starzenie się. Istotna jest również teoria Miecznikowa o samozatruciu organizmu.

Uszkodzenie aparatu genetycznego komórki pod wpływem czynników chemicznych i fizycznych

Aparat genetyczny komórki (DNA) jest jej najbardziej delikatną i najbardziej wrażliwą częścią. Nie bez powodu DNA jest „ukryte” w jądrze komórki, a nawet zamknięte w otoczce chromosomów.

Jesteśmy otoczeni przez ogromną liczbę chemicznych i fizycznych czynników uszkadzających DNA, przed którymi nie możemy się uchronić. Spaliny, azotany, azotyny, pestycydy i herbicydy – to nie jest pełna lista substancji chemicznych, które nieustannie dostają się do naszego organizmu z zewnątrz i uszkadzają aparat genetyczny. Co więcej, nasz organizm sam wytwarza dużą ilość toksycznych związków, które mogą mieć szkodliwy wpływ. Wolne rodniki, produkty metabolizmu azotu, produkty zatrucia z jelit - to nie jest pełna lista tego, co uszkadza nasz aparat dziedziczny.

Nie ma mniej fizycznych czynników szkodliwych niż chemiczne: pola elektromagnetyczne, promieniowanie radioaktywne, promieniowanie rentgenowskie, dodatnie jony powietrza, wysokie temperatury - to nie jest pełna lista fizycznych czynników uszkadzających. Nawet normalna temperatura ludzkiego ciała - 36,6°C, najbardziej optymalna temperatura dla wszystkich reakcji biochemicznych w organizmie, ma szkodliwy wpływ na cząsteczki białek, a przede wszystkim na DNA, jako najdelikatniejszą strukturę. Nic dziwnego, że w procesie ewolucji gruczoły płciowe mężczyzn zostały wyprowadzone z jamy brzusznej. Temperatura jąder u mężczyzn jest o 2-3 ° niższa niż temperatura w jamie brzusznej. Niższa temperatura w gonadach pomaga zmniejszyć uszkodzenia DNA komórek rozrodczych spowodowane ciepłem.

Żeńskie komórki rozrodcze (w jajnikach) są umieszczane w jamie brzusznej. Dlatego wraz z wiekiem w żeńskich komórkach płciowych kumuluje się znacznie więcej uszkodzeń DNA niż w męskich. Z tego możemy już wywnioskować, że dla zdrowego potomstwa wiek matki jest znacznie ważniejszy niż wiek ojca.

Jednak uszkodzenie DNA przez czynniki chemiczne i fizyczne nie jest całkowicie śmiertelne. W procesie ewolucji powstały i utrwaliły się procesy naprawy (odbudowy) uszkodzonego DNA. 98% wszystkich uszkodzeń DNA jest naprawianych przez samą komórkę. Istnieją specjalne enzymy, które „wycinają” uszkodzony obszar z DNA. Następnie w miejsce wyciętego obszaru, za pomocą innych enzymów, budowany jest nowy, podobny do usuniętego. Uszkodzona część DNA jest wydalana z organizmu.

Jeśli proces naprawy nie zostanie zakończony, zanim komórka wejdzie w fazę podziału, to podczas podziału może umrzeć, ponieważ. jednoniciowa struktura rozszczepionej cząsteczki

DNA ma pusty obszar iw tym miejscu nie może zajść duplikacja cząsteczki DNA. Jak widać, DNA „naprawia się” samo. Proces tej ciągłej naprawy, jak każdy inny proces, jest pod kontrolą odpowiednich genów. Wraz z wiekiem, gdy potencjał genetyczny komórek wyczerpuje się, takich naprawczych (odbudowujących) genów jest coraz mniej. Proces naprawy DNA. W ten sposób stopniowo zanika, co przyczynia się do starzenia i śmierci komórek. Badani stulatkowie wyróżniają się między innymi wysoką zdolnością DNA do naprawy po różnych uszkodzeniach. Pionierami teorii spontanicznych uszkodzeń DNA byli amerykańscy naukowcy Marratt (teoria akumulacji błędów) i Bjorksten (teoria błędów poprzecznych sieciowania spiralnego włókien spiralnych). W naszym kraju klasyczne prace o uszkodzeniu i naprawie DNA zostały napisane przez Frolkisa V.V.

Pasteur

W drugiej połowie XIX wieku wysunięto wiele hipotez na temat działania szczepionek. Na przykład Pasteur i jego zwolennicy zaproponowali teorię „wyczerpania”. Zrozumiano, że wprowadzony drobnoustrój wchłania „coś” w organizmie aż do wyczerpania jego rezerw, po czym drobnoustrój umiera.

Teoria „szkodliwej przeszkody” sugerowała, że ​​wprowadzone drobnoustroje wytwarzają pewne substancje, które zakłócają ich własny rozwój. Ale obie teorie opierały się na tym samym fałszywym założeniu, że organizm nie odgrywa żadnej roli w pracy nad szczepionką i biernie obserwuje z boku, jak drobnoustroje kopią własną dziurę.

Obie teorie zostały zapomniane wraz z pojawieniem się nowych danych i nowych szczepionek, a wkrótce epokowa praca dwóch naukowców nie tylko umożliwiła ponowne przemyślenie tego procesu, ale także stworzyła nową dziedzinę działalności naukowej i przyniosła zarówno Nagrodę Nobla w 1908 roku .

Ilya Mechnikov: odkrycie układu odpornościowego

Początki epokowego wglądu rosyjskiego mikrobiologa Ilja Miecznikow sięga roku 1882, kiedy przeprowadził przełomowy eksperyment, w którym zauważył, że pewne komórki mają zdolność migracji przez tkanki w odpowiedzi na podrażnienie lub uraz.

Co więcej, komórki te są w stanie otaczać, wchłaniać i trawić inne substancje. Miecznikow nazwał ten proces fagocytoza i komórki fagocyty(z greckiego phagos „pożeracz” + cytos „komórka”).

Początkowo wysuwano wersję, zgodnie z którą funkcją fagocytozy jest dostarczanie komórkom składników odżywczych. Jednakże Ilja Miecznikow podejrzewał, że te cele nie chodzą tylko na niedzielny piknik. Jego podejrzenia potwierdziły się w trakcie sporu z Robertem Kochem, który w 1876 roku obserwując wąglik zinterpretował to, co widział jako inwazję czynników sprawczych choroby do białych krwinek.

Miecznikow spojrzał na ten proces inaczej i zasugerował, że to nie bakterie wąglika zaatakowały białe krwinki, ale raczej komórki otoczyły i pochłonęły bakterie.

Miecznikow zdał sobie sprawę, że fagocytoza- narzędzie ochrony, sposób na schwytanie i zniszczenie najeźdźcy. Mówiąc najprościej, odkrył kamień węgielny największej tajemnicy ciała - jego układ odpornościowy zapewniając ochronę przed chorobami.

W 1887 Miecznikow zaklasyfikował fagocyty do: makrofagi oraz mikrofagi i, co nie mniej ważne, sformułował podstawową zasadę układu odpornościowego.

Aby prawidłowo funkcjonować w obliczu nieznanych zjawisk w ciele, układ odpornościowy zadaje bardzo proste, ale jednocześnie niezwykle ważne pytanie: „swoje” czy „nie swoje”?

Jeśli „nie twój” (a zatem przed wirusem ospy wietrznej, bakteriami wąglika lub toksyną błonicy, układ odpornościowy rozpoczyna atak.

Teoria Paula Ehrlicha rozwiązuje zagadkę odporności

Przełomowe odkrycie Paula Ehrlicha było, podobnie jak wiele innych, spowodowane rozwojem technologii, która pozwoliła światu zobaczyć to, co wcześniej było tajemnicą. Takim środkiem stały się dla Erlicha barwniki – związki chemiczne do barwienia komórek i tkanek, które umożliwiły odkrywanie nowych szczegółów ich budowy i funkcjonowania.

W 1878 roku, kiedy Ehrlich miał zaledwie 24 lata, był w stanie opisać kilka typów komórek układu odpornościowego, w tym różne typy białych krwinek. W 1885 roku te i inne odkrycia skłoniły młodego naukowca do zastanowienia się nad nową teorią odżywiania komórek.

Paweł Erlich zasugerował, że "łańcuchy boczne" na zewnątrz komórek - dziś nazywamy je receptorami komórkowymi - mogą łączyć się z pewnymi substancjami i przenosić je do wnętrza komórki.

Zainteresowany immunologią Paul Ehrlich zastanawiał się, czy teoria receptorów może wyjaśnić działanie surowicy przeciwko błonicy i tężcowi. Jak już wiemy Bering i Kitasato odkryli, że zwierzę zakażone bakterią błonicy zaczyna wytwarzać antytoksynę i może być wyizolowane i wykorzystane jako obrona przed chorobami innych organizmów.

Okazało się, że te „antytoksyny” są tak naprawdę przeciwciała - specyficzne białka wytwarzane przez komórki w celu znalezienia i zneutralizowania toksyny błoniczej.

W swoich pionierskich eksperymentach z przeciwciałami Ehrlich zastanawiał się, czy teoria receptorów może wyjaśnić mechanizm działania przeciwciał. I wkrótce doszedł do epokowego wglądu.

Początkowo, jako część swojej teorii łańcuchów bocznych, Ehrlich zasugerował, że komórka ma wiele różnych zewnętrznych receptorów, z których każdy łączy się z określonym składnikiem odżywczym. Później rozwinął ten pomysł i zasugerował, że szkodliwe substancje - bakterie i wirusy - mogą naśladować składniki odżywcze, a także przyczepiać się do określonych receptorów. To, co dzieje się później, zgodnie z hipotezą Ehrlicha, wyjaśnia, w jaki sposób komórki wytwarzają przeciwciała przeciwko obcemu mikroorganizmowi.

Kiedy szkodliwa substancja przyłącza się do właściwego receptora, komórka jest w stanie określić swoje kluczowe cechy i zaczyna wytwarzać dużą liczbę nowych receptorów, identycznych z tym, który jest przyłączony do najeźdźcy. Receptory te są następnie odłączane od komórki i stają się przeciwciałami, wysoce specyficznymi białkami zdolnymi do wyszukiwania, przyłączania się i dezaktywacji szkodliwych substancji.

Teoria Ehrlicha ostatecznie wyjaśniła, w jaki sposób określone obce substancje, po dostaniu się do organizmu, są rozpoznawane przez komórki i prowokują je do wytwarzania określonych przeciwciał, które ścigają i niszczą najeźdźcę.

Piękno tej teorii polega na tym, że wyjaśnia, w jaki sposób organizm wytwarza przeciwciała przeciwko określonym chorobom i czy są one wytwarzane w odpowiedzi na poprzednią chorobę, wariolację lub szczepienie.

Oczywiście Erlich się w czymś pomylił. Na przykład później okazało się, że nie wszystkie komórki są w stanie przyłączać się do najeźdźców i wytwarzać przeciwciała. To ważne zadanie wykonuje tylko jeden rodzaj białych krwinek – limfocyty B. Co więcej, potrzeba ponad dekady badań, aby zrozumieć wszystkie złożone role komórek B oraz wielu innych komórek i substancji układu odpornościowego.

A dziś przełomowe odkrycia Ilyi Miecznikowa i Paula Ehrlicha, uzupełniające się nawzajem, są uważane za dwa kamienie węgielne immunologii i dostarczają długo oczekiwanej odpowiedzi na pytanie, jak działają szczepionki.