บทบัญญัติหลักของทฤษฎีฟาโกไซติก ทฤษฎีภูมิคุ้มกัน การพัฒนาทฤษฎีภูมิคุ้มกัน ทฤษฎีภูมิคุ้มกันฟาโกไซติก I. เมชนิคอฟ ด้วยความพยายามของนักวิจัยชาวญี่ปุ่นสองชั่วอายุคน ความคิดของ Mechnikov จึงเกิดขึ้นจริงและได้สร้างสรรค์ผลิตภัณฑ์ขึ้นมา

ภูมิคุ้มกันเป็นปฏิกิริยาป้องกันและปรับตัวของร่างกายต่อสารก่อโรคต่างๆ ตามความหมายปกติ นี่หมายถึงภูมิคุ้มกันต่อโรคติดเชื้อ วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาภูมิคุ้มกันเรียกว่าภูมิคุ้มกันวิทยา และปฏิกิริยาที่มาพร้อมกับการพัฒนาภูมิคุ้มกันเรียกว่าปฏิกิริยาภูมิคุ้มกัน ครั้งที่สอง Mechnikov กำหนดภูมิคุ้มกันดังนี้: "ภายใต้ภูมิคุ้มกันของโรคติดเชื้อเราต้องเข้าใจระบบทั่วไปของปรากฏการณ์เนื่องจากร่างกายสามารถทนต่อการโจมตีของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคได้"

แยกแยะภูมิคุ้มกันที่เฉพาะเจาะจงและได้มา ภูมิคุ้มกันของสายพันธุ์เป็นสมบัติของสัตว์บางชนิดและสืบทอดมา ตัวอย่างเช่น สัตว์ไม่ต้องทนทุกข์ทรมานจากโรคหัด ไข้รากสาดใหญ่ และโรคอื่นๆ และมนุษย์ไม่ได้รับผลกระทบจากการติดเชื้อจำนวนมากที่ส่งผลกระทบต่อสัตว์ (ไรเดอร์เพสต์ โรคหัดสุนัข ฯลฯ)

ภูมิคุ้มกันของสปีชีส์สามารถเป็นแบบสัมบูรณ์หรือแบบสัมพัทธ์

มีภูมิคุ้มกันโดยสมบูรณ์ ไม่ว่าสัตว์หรือบุคคล ไม่ว่ากรณีใดๆ จะป่วยด้วยโรคนี้ ดังนั้น สุนัขจะไม่เป็นโรคหัดและการติดเชื้ออื่นๆ ที่สังเกตพบในมนุษย์ อย่างไรก็ตาม นกที่ไม่ป่วยด้วยโรคแอนแทรกซ์ในสภาวะปกติสามารถป่วยได้เมื่อร่างกายอ่อนแอลงอันเป็นผลมาจากความเย็น ความอดอยาก และสาเหตุอื่นๆ ดังนั้นจึงค่อนข้างมีภูมิคุ้มกันต่อโรคแอนแทรกซ์

ในการพัฒนาภูมิคุ้มกันสัมพัทธ์ สภาพสังคมที่เอื้ออำนวยมีความสำคัญอย่างยิ่ง เช่นเดียวกับคุณสมบัติที่ได้มาของร่างกายที่พัฒนาขึ้นผ่านการเชื่อมโยงถึงกันกับสิ่งแวดล้อม (เช่น การแข็งตัวของร่างกายโดยพลศึกษา)

ภูมิคุ้มกันที่ได้มาจะพัฒนาในบุคคลในช่วงชีวิตของเขา โดยปกติหลังจากเกิดโรคติดเชื้อ

ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2425 Mechnikov ร่วมกับภรรยาของเขา Olga Nikolaevna Belokopytova เพื่อนและผู้ช่วยในทุกเรื่อง ออกจาก Messina ซึ่งเขาได้ค้นพบที่โด่งดังที่สุดของเขา

ครั้งหนึ่งเมื่อ Mechnikov กำลังสังเกตเซลล์ที่เคลื่อนที่ได้ (amoebocytes) ของตัวอ่อนของปลาดาวภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เขาเกิดแนวคิดว่าเซลล์เหล่านี้ซึ่งจับและย่อยอนุภาคอินทรีย์ ไม่เพียงแต่มีส่วนร่วมในการย่อยอาหาร แต่ยังทำหน้าที่ป้องกันใน ร่างกาย. Mechnikov ยืนยันสมมติฐานนี้ด้วยการทดลองที่เรียบง่ายและน่าเชื่อถือ หลังจากนำหนามกุหลาบเข้ามาในร่างกายของตัวอ่อนโปร่งใส หลังจากนั้นไม่นานเขาก็เห็นว่ามีอะมีโบไซต์สะสมอยู่รอบๆ เสี้ยน เซลล์ที่ดูดซับหรือห่อหุ้มสิ่งแปลกปลอม ("สารอันตราย") ที่เข้าสู่ร่างกาย Mechnikov เรียกว่า phagocytes และปรากฏการณ์นั้นเอง - phagocytosis ปีต่อมา พ.ศ. 2426 Mechnikov ได้จัดทำรายงาน "เกี่ยวกับพลังบำบัดของร่างกาย" ที่การประชุมของนักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและแพทย์ในโอเดสซา เขาอุทิศชีวิตอีก 25 ปีข้างหน้าเพื่อพัฒนาทฤษฎีภูมิคุ้มกันฟาโกไซติก เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เขาหันไปศึกษากระบวนการอักเสบ โรคติดเชื้อ และเชื้อโรค - จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค "ก่อนหน้านั้น นักสัตววิทยา ฉันกลายเป็นนักพยาธิวิทยาทันที" Mechnikov เขียน ในขณะที่ทำงานเกี่ยวกับทฤษฎีฟาโกไซติก Mechnikov ในเวลาเดียวกันในปี พ.ศ. 2427 และ พ.ศ. 2428 ได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับตัวอ่อนเปรียบเทียบซึ่งถือว่าเป็นแบบคลาสสิก

ก่อน Mechnikov แนวคิดเรื่องบทบาทนำในภูมิคุ้มกันของจุลินทรีย์และสิ่งแปลกปลอมอื่น ๆ ครอบงำ

ในการทดลองจำนวนมาก Mechnikov พบว่ามีบทบาทสำคัญอย่างมากในบางครั้งของ macroorganism ในการต่อสู้กับการติดเชื้อ เขาทำการทดลองมากมายเพื่อศึกษากระบวนการพัฒนาภูมิคุ้มกันในกระต่าย กับจุลินทรีย์อหิวาตกโรคในสุกร สาเหตุของโรคหัดเยอรมันในสุกร สาเหตุของโรคแอนแทรกซ์ในนกพิราบและหนู ในหนูตะเภา จนถึงอาการสั่นของ Mechnikov เป็นต้น ในทุกกรณี phagocytosis ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการปลดปล่อยร่างกายจากจุลินทรีย์ที่แทรกซึมเข้าไป

ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงแสดงให้เห็นอย่างน่าเชื่อถือว่าเซลล์ที่ใช้งานของร่างกาย - เม็ดเลือดขาว - อันเป็นผลมาจากการมีปฏิสัมพันธ์กับจุลินทรีย์หรือกับผลิตภัณฑ์ของพวกเขา - สารพิษหรือในที่สุดกับสิ่งแปลกปลอมที่ไม่มีชีวิตอื่น ๆ เปลี่ยนลักษณะและทิศทางของกิจกรรมโดยเฉพาะ , "เปลี่ยนปฏิกิริยาของพวกเขา" กล่าวโดยนัยคือ พวกเขาระดมกำลังและเปลี่ยนระดับของความตึงเครียดและกิจกรรมตามลักษณะและความแข็งแกร่งของ "การโจมตีของศัตรู" "ปฏิกิริยาของเซลล์ฟาโกไซติก" Mechnikov เขียน "เป็นผลมาจากความไวของมัน"

ที่เพื่อนของเขา A.O. Kovalevsky Mechnikov เห็น daphnia สลัวในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำของห้องปฏิบัติการ จากการตรวจสอบพบว่าเต็มไปด้วยสปอร์ของเชื้อรา Monospora bicuspidata

Mechnikov ได้จัดให้มีการทดลองทำซ้ำของข้อเท็จจริงนี้ และสังเกตว่าสปอร์เหมือนเข็มของเชื้อรา เช่น เข็ม ผ่านผนังของระบบทางเดินอาหารและเจาะเข้าไปในโพรงร่างกายของ Daphnia ได้อย่างไร

แดฟเนียที่ได้รับบาดเจ็บจะ "ป้องกันตัวเอง" จากศัตรูที่เจาะเข้าไปได้อย่างไร?

กล้องจุลทรรศน์ทำให้สามารถสังเกตได้ว่า "เหตุการณ์อันน่าทึ่ง" เกิดขึ้นในร่างกายของสัตว์จำพวกครัสเตเชียน Daphnia ได้อย่างไร ประการแรก เม็ดเลือดขาวที่ไหลเวียนอยู่ในร่างกายของแดฟเนียเป็นจำนวนมากทำให้เกิดการโจมตีแบบ "พายุ" ต่อ "แขกที่ไม่ได้รับเชิญ" เม็ดเลือดขาวสะสมรอบๆ สปอร์ของเชื้อราแต่ละชนิด ซึ่งก่อนหน้านี้รอบๆ เสี้ยนในตัวอ่อนของปลาดาว พวกเขาห่อหุ้มและแยกแต่ละสปอร์ แต่นี้ไม่เพียงพอ ท้ายที่สุดสปอร์ของเชื้อราไม่ใช่แก้ว Daphnia leukocytes กลืนพวกมันโดยการย่อยภายในเซลล์ และไม่มีร่องรอยของสปอร์ สนามรบได้รับการล้าง ไม่จำเป็นต้องกำจัดศพของศัตรูตามการแสดงออกอันเฉียบแหลมของนักเรียนและผู้สืบทอดของ Mechnikov Bezredok

Daphnia "เอาชนะ" สปอร์ของเชื้อราแม้ว่าจะเป็นกล้องจุลทรรศน์ก็ตาม เมื่อก่อนมีเมฆมาก จะสว่างขึ้นและ "มีชีวิต" อีกครั้งจนกว่าจะมีการติดเชื้อครั้งต่อไป แต่ผลลัพธ์ที่มีความสุขสำหรับ Daphnia ไม่ได้เกิดขึ้นเสมอไป หากมีศัตรูจำนวนมากขึ้น (ในกรณีนี้คือสปอร์ของเชื้อรา) เกินกว่าที่เซลล์เม็ดเลือดขาวจะก่อตัวขึ้นในร่างกายของแดฟเนียจะเอาชนะได้ สปอร์เหล่านั้นที่เซลล์เม็ดเลือดขาวไม่ถูกกลืนจะมีเวลางอกขึ้นเป็นเชื้อราและโดยทั่วไป การติดเชื้อนำไปสู่ความตายของแดฟเนีย

นี่เป็นการเล่าขานในเชิงเปรียบเทียบ ใกล้กับการนำเสนอของ Mechnikov และผู้สืบทอดที่ใกล้เคียงที่สุดของเขาเกี่ยวกับตอนทดลองที่น่าสนใจหลายตอน แต่เหตุการณ์เหล่านี้เองที่ช่วยให้ Mechnikov เปิดเผยกระบวนการที่เป็นรากฐานของทฤษฎีการฟาโกไซโตซิสที่เป็นอมตะของเขา ความสำคัญที่มีผลอย่างลึกซึ้งของทฤษฎีฟาโกไซติกนั้น ประการแรกคือ ความจริงที่ว่ากฎที่เราตรวจสอบในการทดลองสองครั้งก่อนหน้านี้ได้รับการยืนยันในคุณสมบัติหลักของพวกมันในสัตว์ที่สูงกว่าและในมนุษย์

ความสำคัญในด้านการแพทย์

ความสำคัญของทฤษฎีนี้ในด้านการแพทย์นั้นยิ่งใหญ่มาก มันเผยให้เห็นถึงสาระสำคัญของกระบวนการอักเสบในรูปแบบใหม่ในฐานะอุปกรณ์ป้องกันของร่างกายรองรับการต่อสู้กับการติดเชื้ออธิบายการสลายของเนื้อเยื่อระหว่างปรากฏการณ์การงอกใหม่ ฯลฯ

ในสตอกโฮล์มในปี 1908 Mechnikov ได้รับรางวัลโนเบลสำหรับการค้นพบในด้านภูมิคุ้มกัน Mechnikov แบ่งปันรางวัลสำหรับทฤษฎีภูมิคุ้มกันฟาโกไซติกกับ Ehrlich นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันผู้โดดเด่น ผู้พัฒนาทฤษฎีภูมิคุ้มกันทางอารมณ์ขัน สิ่งนี้เน้นย้ำว่าทฤษฎีทั้งสองมีส่วนเสริมซึ่งกันและกัน

Mechnikov มองย้อนกลับไปในช่วงหลายปีของการต่อสู้อันเหน็ดเหนื่อยที่เขาต้องทำ "ภายใต้เงื่อนไขของความไม่ไว้วางใจและการวิพากษ์วิจารณ์ที่รุนแรง" กล่าวอย่างกระฉับกระเฉงว่าความทรงจำของ Bipinnaria ที่มีเสี้ยนล้อมรอบด้วยเซลล์ที่เคลื่อนที่ทุกด้านและ Daphnia ที่มีลูกเลือดกิน สปอร์ที่มีหนามของจุลินทรีย์ติดเชื้อ ทำให้เขามีความหวังว่าความคิดของเขาจะหลุดพ้นจากความพ่ายแพ้ ประวัติศาสตร์แสดงให้เห็นถึงความหวังของเขาอย่างชาญฉลาด หลักคำสอนเรื่อง phagocytosis ได้เข้าสู่กองทุนวิทยาศาสตร์ทองคำ

การศึกษาสมัยใหม่เกี่ยวกับบทบาทของปัจจัยไวรัสในการพัฒนาเนื้องอกร้ายทำให้เราต้องให้ความสนใจอย่างมากกับแนวคิดอันมีค่าของนักวิทยาศาสตร์อัจฉริยะในความเข้าใจของเขา

“การสำรวจคือการเห็นสิ่งที่ทุกคนเห็นและคิดในแบบที่ไม่มีใครคิด”

G. Selye

ในศตวรรษที่ 19 มีการค้นพบพื้นฐานสามประการในด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ - กฎการอนุรักษ์สสารและพลังงานโดย M.I. Lomonosov ทฤษฎีเซลล์ของ Virchow และต้นกำเนิดของสายพันธุ์โดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

การค้นพบที่แยบยลไม่น้อยคือทฤษฎีเซลล์ของภูมิคุ้มกันซึ่งสร้างโดย I.I. Mechnikov ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2425 ต้องใช้เวลามากกว่า 18 ปีในการทำงานอย่างหนักและเข้มข้นเพื่อสร้างทฤษฎีนี้ อะไรทำให้เกิดการพัฒนาทฤษฎีฟาโกไซติก?

ในปี 1865 Mechnikov ค้นพบการย่อยภายในเซลล์ในหนอนปรับเลนส์ในระนาบ เมื่อเปรียบเทียบวิธีการย่อยอาหารกับโภชนาการใน ciliates ที่สูงขึ้น เขาเห็นในการกระทำนี้เป็นหลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับความเชื่อมโยงทางพันธุกรรมระหว่างเวิร์มและโปรโตซัว นี่เป็นก้าวแรกสู่การสร้างทฤษฎีฟาโกไซต์ จากข้อสังเกต ได้ข้อสรุปดังนี้

“สารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จะต้องมาจากการสะสมของเซลล์ที่มีความสามารถในการย่อยภายในเซลล์” Mechnikov แย้งว่าสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์หลักคือ "อิสระ" และไม่มีช่องย่อยอาหาร มันเป็นกลุ่มเซลล์ที่มีความสามารถในการย่อยภายในเซลล์ ในตอนแรก Mechnikov เรียกสิ่งมีชีวิตดังกล่าว - parenchymella และต่อมาเรียกว่า - phagocytella ซึ่งเน้นการทำงานของมัน - phagocytosis เช่น ความสามารถในการจับและย่อยสิ่งแปลกปลอมภายในเซลล์

จากสิ่งนี้ Mechnikov สรุป: การย่อยภายในเซลล์นั้นเป็นสากล แต่ถ้าในสัตว์ชั้นต่ำ มันทำหน้าที่ย่อยอาหาร ในสัตว์ที่สูงกว่าก็จะ "มีความสามารถมากกว่า" - เพื่อป้องกันการติดเชื้อ

เป็นเวลา 18 ปีที่ Mechnikov ทำงานเกี่ยวกับทฤษฎีฟาโกไซโตซิส และในปี 1882 ชั่วโมงที่ดีที่สุดของเขาก็มาถึง เขาค้นพบปรากฏการณ์ของฟาโกไซโตซิส

Mechnikov อธิบายปรากฏการณ์นี้ดังนี้: “การทำงานกับกล้องจุลทรรศน์และการสังเกตชีวิตของเซลล์เคลื่อนที่ในตัวอ่อนของปลาดาวโปร่งใส ความคิดก็เกิดขึ้นกับฉันทันที มันเกิดขึ้นกับฉันว่าเซลล์ดังกล่าวควรทำหน้าที่ในร่างกายเพื่อต่อต้านศัตรูพืชในร่างกาย ฉันพูดกับตัวเองว่า เห็นได้ชัดว่าเศษเสี้ยวที่สอดเข้าไปในร่างกายของตัวอ่อนของปลาดาวซึ่งไม่มีทั้งหลอดเลือดและระบบประสาท ควรถูกล้อมรอบด้วยเซลล์เคลื่อนที่ที่เกาะติดมันในเวลาสั้นๆ ตามที่สังเกต ในคนที่สะเก็ดนิ้วของเขา Mechnikov ทำการทดลองนี้และในตอนเช้าเขาเห็นว่าเม็ดเลือดขาวของมนุษย์และฟาโกไซต์ของปลาดาวที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้มีความคล้ายคลึงกันในตัวอ่อนเพราะ มีต้นกำเนิดมาจากมีโซเดิร์ม จากสิ่งนี้ Mechnikov สรุปว่าเม็ดเลือดขาวทำหน้าที่ป้องกัน โรคนี้ถูกมองว่าเป็นการต่อสู้ระหว่างจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคและฟาโกไซต์

Hans Selye นักชีวเคมีและนักพยาธิวิทยาชาวแคนาดา ผู้ก่อตั้งหลักคำสอนเรื่องความเครียด เขียนว่า “การสำรวจคือการเห็นสิ่งที่ทุกคนเห็น และคิดไม่เหมือนใคร” คำจำกัดความนี้ใช้กับ Mechnikov ก่อน Mechnikov หลายคนเห็นปรากฏการณ์ของ phagocytosis แต่พวกเขาไม่เข้าใจปรากฏการณ์นี้ และ Mechnikov ก็ตระหนักว่าเขาไม่ได้เผชิญกับข้อเท็จจริงบ่อยครั้ง แต่มีปัญหาทางชีววิทยาทั่วไปอย่างลึกซึ้ง

นี่คือลักษณะเฉพาะของอัจฉริยะ - เขาคิดในแบบที่ไม่มีใครคิดมาก่อน

หลุยส์ ปาสเตอร์ผู้ยิ่งใหญ่กล่าวว่า "โอกาสมาถึงแล้วสำหรับผู้ที่แสวงหามัน" ดูเหมือนว่ามีความเข้าใจบางอย่าง มีการค้นพบโดยบังเอิญ แต่ Ilya Ilyich ไปค้นพบนี้เป็นเวลาเกือบสองทศวรรษเพื่อจัดการกับปัญหาของการย่อยภายในเซลล์

เมื่อค้นพบทฤษฎีฟาโกไซติกแล้ว นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้จินตนาการด้วยซ้ำว่าการดิ้นรนต่อสู้เพื่อการรับรู้นั้นจะต้องใช้ความพยายามอย่างหนักเพียงใด ไม่ใช่ทุกอย่างราบรื่นนัก นักจุลชีววิทยาต่างประเทศและในประเทศเริ่มโจมตีทฤษฎีฟาโกไซติก และแม้แต่ Gamaleya นักเรียนของ Mechnikov ก็เขียนว่า: "... ประวัติของ phagocytarism เป็นความผิดหวังทั้งชุด:

ความผิดหวังครั้งแรกคือการค้นพบวัคซีนเคมี

ความผิดหวังประการที่สองคือการค้นพบคุณสมบัติฆ่าเชื้อแบคทีเรียในเลือด

ความผิดหวังประการที่สามคือการค้นพบสารต้านพิษและซีโรเทอราพี”

ทำไมนักวิทยาศาสตร์ถึงปฏิเสธทฤษฎีฟาโกไซติก?

สิ่งนี้อธิบายได้จากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของจุลชีววิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยาในปลายศตวรรษที่ 19 ทุกคนกำลังยุ่งอยู่กับการพัฒนาเครื่องมือในการต่อสู้กับการติดเชื้อ พบแอนติบอดีต่อต้านจุลินทรีย์ที่เข้าสู่ร่างกายในเลือดมนุษย์ ในเวลาเดียวกัน เซรั่ม antidiphtheritic ถูกสร้างขึ้น ดังนั้น ทฤษฎีอารมณ์ขันจึงปรากฏอยู่เบื้องหน้า

Mechnikov ไม่ได้ปฏิเสธทฤษฎีอารมณ์ขัน แต่ในทางกลับกัน พยายามที่จะรวมทฤษฎีทั้งสองเข้าด้วยกัน และตอนนี้ก็ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าแอนติบอดีเป็นผลมาจากการทำงานของเซลล์ภูมิคุ้มกันบกพร่อง กล่าวอีกนัยหนึ่ง "ภูมิคุ้มกันของเซลล์รองรับภูมิคุ้มกันทางร่างกาย"

Mechnikov ใช้เวลา 25 ปีในการรับรู้ทฤษฎีภูมิคุ้มกันของฟาโกไซติกอย่างเต็มที่ ศัตรูที่ไม่สามารถประนีประนอมยอมจำนน - Koch, Butner, Bering

ในปี ค.ศ. 1908 คณะกรรมการโนเบลด้านการวิจัยด้านภูมิคุ้มกันได้มอบรางวัลให้ Mechnikov และเพื่อนของเขา Erlich ได้รับรางวัลโนเบล ทฤษฎีอารมณ์ขันและฟาโกไซติกรวมกันเป็นหนึ่ง แต่ในที่สุดปัญหาก็คลี่คลายลงในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลีย McFarlane Burnet ได้สร้างทฤษฎีการคัดเลือก-โคลนที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปของการสร้างแอนติบอดี ตามภูมิคุ้มกันทางร่างกายได้มาจากภูมิคุ้มกันของเซลล์

การต่อสู้ที่แท้จริงกับคู่ต่อสู้ของ I.I. Mechnikov ให้ที่การประชุมสุขอนามัยระหว่างประเทศในบูดาเปสต์ นักเรียนของปาสเตอร์และเพื่อนสนิทของ Mechnikov เอมิล รู เล่าถึงการประชุมครั้งนี้ในวันเกิดปีที่เจ็ดสิบของ Ilya Ilyich: วิทยาศาสตร์ แต่คำพูดของคุณ ข้อโต้แย้งที่หักล้างไม่ได้ของคุณทำให้เกิดเสียงปรบมือจากผู้ชม ข้อเท็จจริงใหม่ซึ่งในตอนแรกดูเหมือนจะขัดแย้งกับทฤษฎีฟาโกไซติก ในไม่ช้าก็สอดคล้องกับมัน มันกลับกลายเป็นว่ากว้างพอที่จะประนีประนอมผู้สนับสนุนทฤษฎีอารมณ์ขันกับผู้ปกป้องเซลล์ ... "

I. I. Mechnikov เป็นหนึ่งในทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์เชิงทดลองที่มีหลักฐานยืนยันเพียงพอในช่วงเปลี่ยนผ่านของศตวรรษที่ 19 และ 20 หนึ่งในสาเหตุหลักของการแก่ชรา เขามองว่าการเป็นพิษของร่างกายด้วยสารพิษพิเศษ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการเน่าเปื่อยเน่าที่เกิดขึ้นในลำไส้ สารพิษที่ถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดทำให้เกิดพิษต่อร่างกาย ความมึนเมาเรื้อรังก่อให้เกิดความชรา นักวิทยาศาสตร์เสนอให้แนะนำแบคทีเรียกรดแลคติกเข้าสู่ร่างกาย ซึ่งจะทำให้กระบวนการเน่าเสียในลำไส้ใหญ่อ่อนแอลง

การสังเกตการทดลองและทางคลินิกดำเนินการโดย I.I. Mechnikov และนักเรียนของเขาในระดับวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่ในเวลานั้น ได้ยืนยันบทบัญญัติหลายประการของทฤษฎีนี้ ซึ่งยืนยันโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อร่างกายของสารพิษที่มาจากภายนอก: แอลกอฮอล์ นิโคติน เกลือของโลหะหนัก ฯลฯ

การวิจัยเพิ่มเติมซึ่งดำเนินการไปแล้วในช่วงทศวรรษที่ 20-30 ของศตวรรษของเรา แสดงให้เห็นว่าบทบาทของจุลินทรีย์ในลำไส้เป็นปัจจัยหลักในการพัฒนากระบวนการชราภาพค่อนข้างเกินจริงไปบ้าง แต่อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ผลงานของ I.I. Mechnikov เป็นตัวกระตุ้นที่ทรงพลังสำหรับการศึกษาปัญหานี้ต่อไป

ทุกวันนี้ แพทย์ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสารพิษที่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและเข้าไปในอาหาร น้ำ อากาศ แล้วเข้าสู่ร่างกาย อาจทำให้แก่ก่อนวัยได้ ทฤษฎีที่เสนอโดย Mechnikov เกี่ยวกับการเป็นพิษต่อร่างกายก็มีความเกี่ยวข้องเช่นกัน

ความเสียหายต่อเครื่องมือทางพันธุกรรมของเซลล์ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยทางเคมีและทางกายภาพ

เครื่องมือทางพันธุกรรมของเซลล์ (DNA) เป็นส่วนที่เปราะบางและเปราะบางที่สุด ไม่ใช่เพื่อสิ่งใดเลยที่ DNA ถูก "ซ่อน" ในนิวเคลียสของเซลล์ และถึงกับปิดล้อมอยู่ในเปลือกของโครโมโซม

เราถูกรายล้อมไปด้วยสารเคมีและสารเคมีจำนวนมากที่ทำลาย DNA ซึ่งเราไม่สามารถป้องกันตัวเองได้ ก๊าซไอเสีย ไนเตรต ไนไตรต์ ยาฆ่าแมลง และสารกำจัดวัชพืช นี่ไม่ใช่รายการสารเคมีทั้งหมดที่เข้าสู่ร่างกายของเราอย่างต่อเนื่องจากภายนอกและทำลายเครื่องมือทางพันธุกรรม นอกจากนี้ ร่างกายของเรายังผลิตสารพิษจำนวนมากที่อาจส่งผลเสียหายได้ อนุมูลอิสระ, ผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญไนโตรเจน, ผลิตภัณฑ์ที่เป็นพิษจากลำไส้ - นี่ไม่ใช่รายการที่สมบูรณ์ของสิ่งที่ทำให้เครื่องมือทางพันธุกรรมของเราเสียหาย

ไม่มีสารที่สร้างความเสียหายทางกายภาพน้อยกว่าสารเคมี: สนามแม่เหล็กไฟฟ้า การฉายรังสีกัมมันตภาพรังสี รังสีเอกซ์ ไอออนบวกในอากาศ อุณหภูมิสูง นี่ไม่ใช่รายการปัจจัยความเสียหายทางกายภาพทั้งหมด แม้แต่อุณหภูมิปกติของร่างกายมนุษย์ - 36.6°C ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมีทั้งหมดในร่างกาย มีผลเสียหายต่อโมเลกุลโปรตีน และประการแรกคือต่อ DNA ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ละเอียดอ่อนที่สุด ไม่น่าแปลกใจในกระบวนการวิวัฒนาการ ต่อมเพศของผู้ชายถูกนำออกจากช่องท้อง อุณหภูมิของอัณฑะในผู้ชายต่ำกว่าอุณหภูมิในช่องท้อง 2-3 องศา อุณหภูมิที่ต่ำกว่าในอวัยวะสืบพันธุ์ช่วยลดความเสียหายที่เกิดจากความร้อนให้กับ DNA ของเซลล์สืบพันธุ์

เซลล์สืบพันธุ์เพศหญิง (ในรังไข่) จะอยู่ในช่องท้อง ดังนั้น เมื่ออายุมากขึ้น ความเสียหายของ DNA จะสะสมในเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงมากกว่าในเพศชาย จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าสำหรับลูกหลานที่มีสุขภาพดีอายุของแม่มีความสำคัญมากกว่าอายุของพ่อมาก

อย่างไรก็ตาม ความเสียหายของ DNA จากสารเคมีและทางกายภาพนั้นไม่ได้ทำให้เสียชีวิตได้ทั้งหมด ในกระบวนการวิวัฒนาการ กระบวนการซ่อมแซม (ฟื้นฟู) ของ DNA ที่เสียหายได้เกิดขึ้นและได้รับการแก้ไข 98% ของความเสียหายของ DNA ทั้งหมดได้รับการซ่อมแซมโดยเซลล์เอง มีเอ็นไซม์พิเศษที่ "ตัด" บริเวณที่เสียหายออกจากดีเอ็นเอ จากนั้นแทนที่พื้นที่ที่ถูกตัดออกด้วยความช่วยเหลือของเอ็นไซม์อื่น ๆ ตัวใหม่จะถูกสร้างขึ้นคล้ายกับที่ถูกกำจัดออกไป ส่วนที่เสียหายของ DNA จะถูกขับออกจากร่างกาย

หากกระบวนการซ่อมแซมไม่เสร็จสิ้นก่อนที่เซลล์จะเข้าสู่ระยะการแบ่งตัว ในระหว่างการแบ่งตัวเซลล์อาจตายได้เพราะ โครงสร้างสายเดี่ยวของโมเลกุลแยกออก

ดีเอ็นเอมีพื้นที่ว่าง และในที่นี้จะไม่สามารถเกิดการจำลองแบบของโมเลกุลดีเอ็นเอได้ อย่างที่คุณเห็น DNA "ซ่อมแซม" ตัวเอง กระบวนการของการซ่อมแซมอย่างต่อเนื่องนี้เหมือนกับกระบวนการอื่น ๆ อยู่ภายใต้การควบคุมของยีนที่เกี่ยวข้อง เมื่ออายุมากขึ้น เมื่อศักยภาพทางพันธุกรรมของเซลล์หมดลง ยีนที่ซ่อมแซม (ฟื้นฟู) ดังกล่าวก็น้อยลงเรื่อยๆ ขั้นตอนการซ่อมแซมดีเอ็นเอ จึงค่อย ๆ จางหายไปและมีส่วนทำให้เกิดความชราและการตายของเซลล์ บรรดาผู้ที่มีอายุนับร้อยปีที่ได้รับการศึกษานั้นมีความสามารถสูงในการซ่อมแซม DNA หลังจากความเสียหายต่างๆ ผู้บุกเบิกทฤษฎีความเสียหายของ DNA ที่เกิดขึ้นเองคือนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Marratt (ทฤษฎีการสะสมข้อผิดพลาด) และ Bjorksten (ทฤษฎีข้อผิดพลาดตามขวางของการเชื่อมขวางแบบเกลียวของไส้เดือนฝอย) ในประเทศของเรา งานคลาสสิกเกี่ยวกับความเสียหายและการซ่อมแซมดีเอ็นเอเขียนขึ้นโดย Frolkis V.V.

ปาสเตอร์

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 มีการเสนอสมมติฐานมากมายเกี่ยวกับวิธีการทำงานของวัคซีน ตัวอย่างเช่น ปาสเตอร์และผู้ติดตามของเขาเสนอทฤษฎี "ความเหนื่อยล้า" เป็นที่เข้าใจกันว่าจุลินทรีย์ที่นำเข้าดูดซับ "บางสิ่ง" ในร่างกายจนกว่าปริมาณสำรองจะหมด หลังจากนั้นจุลินทรีย์จะตาย

ทฤษฎี "อุปสรรคที่เป็นอันตราย" ชี้ให้เห็นว่าจุลินทรีย์ที่นำเข้าผลิตสารบางอย่างที่ขัดขวางการพัฒนาของตัวเอง แต่ทฤษฎีทั้งสองมีพื้นฐานอยู่บนสมมติฐานที่ผิดเหมือนกันว่า ร่างกายไม่มีบทบาทในการทำงานของวัคซีน และเฝ้าดูอย่างเฉยเมยจากข้างสนามขณะที่จุลินทรีย์ขุดหลุมของตัวเอง

ทั้งสองทฤษฎีถูกลืมไปพร้อมกับข้อมูลใหม่ ๆ และวัคซีนใหม่ ๆ และในไม่ช้างานสร้างยุคของนักวิทยาศาสตร์ทั้งสองไม่เพียงทำให้สามารถคิดใหม่เกี่ยวกับกระบวนการนี้ แต่ยังสร้างกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์สาขาใหม่และได้รับรางวัลโนเบลทั้งคู่ ในปี พ.ศ. 2451

Ilya Mechnikov: การค้นพบระบบภูมิคุ้มกัน

ต้นกำเนิดของความเข้าใจอันลึกซึ้งเกี่ยวกับยุคสมัยของนักจุลชีววิทยาชาวรัสเซีย Ilya Mechnikovย้อนหลังไปถึงปี พ.ศ. 2425 เมื่อเขาทำการทดลองครั้งสำคัญซึ่งเขาตั้งข้อสังเกตว่าเซลล์บางชนิดมีความสามารถในการย้ายผ่านเนื้อเยื่อเพื่อตอบสนองต่อการระคายเคืองหรือการบาดเจ็บ

นอกจากนี้ เซลล์เหล่านี้ยังสามารถล้อมรอบ ดูดซับ และย่อยสารอื่นๆ ได้ Mechnikov เรียกกระบวนการนี้ว่า ฟาโกไซโตซิสและเซลล์ ฟาโกไซต์(จากภาษากรีก phagos "devourer" + cytos "cell")

ในขั้นต้น ได้มีการนำเสนอเวอร์ชันหนึ่งว่าหน้าที่ของฟาโกไซโทซิสคือการให้สารอาหารแก่เซลล์ อย่างไรก็ตาม Ilya Mechnikovสงสัยว่าเซลล์เหล่านี้ไม่ได้ไปปิกนิกในวันอาทิตย์เท่านั้น ความสงสัยของเขาได้รับการยืนยันในระหว่างการโต้เถียงกับ Robert Koch ซึ่งในปี 1876 เมื่อสังเกตโรคแอนแทรกซ์ ได้ตีความสิ่งที่เขาเห็นว่าเป็นการบุกรุกของสาเหตุของโรคเข้าไปในเซลล์เม็ดเลือดขาว

Mechnikov มองกระบวนการนี้แตกต่างออกไปและแนะนำว่าไม่ใช่แบคทีเรียแอนแทรกซ์ที่บุกรุกเซลล์เม็ดเลือดขาว แต่ควรให้เซลล์ล้อมรอบและดูดกลืนแบคทีเรีย

Mechnikov ตระหนักว่า ฟาโกไซโตซิส- เครื่องมือป้องกัน วิธีการจับและทำลายผู้บุกรุก พูดง่ายๆ ก็คือ เขาได้ค้นพบรากฐานที่สำคัญของความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของร่างกาย - มัน ระบบภูมิคุ้มกันให้การป้องกันโรค

ในปี พ.ศ. 2430 Mechnikov ได้จำแนกฟาโกไซต์เป็น แมคโครฟาจและ ไมโครฟาจและที่สำคัญไม่น้อยไปกว่านั้นคือการกำหนดหลักการพื้นฐานของระบบภูมิคุ้มกัน

เพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้องเมื่อต้องเผชิญกับปรากฏการณ์ที่ไม่คุ้นเคยในร่างกาย ระบบภูมิคุ้มกันถามคำถามง่ายๆ แต่ในขณะเดียวกันคำถามที่สำคัญอย่างยิ่งคือ "ของตัวเอง" หรือ "ไม่ใช่ของตัวเอง"?

หาก “ไม่ใช่ของคุณเอง” (และด้วยเหตุนี้ ก่อนหน้าไวรัสวาริโอลา แบคทีเรียแอนแทรกซ์ หรือพิษคอตีบ ระบบภูมิคุ้มกันจะเริ่มโจมตี

ทฤษฎีของ Paul Ehrlich ไขความลึกลับของภูมิคุ้มกัน

การค้นพบที่ก้าวล้ำของ Paul Ehrlich ก็เหมือนกับหลายๆ อย่าง เนื่องมาจากการพัฒนาของเทคโนโลยี ซึ่งทำให้โลกได้เห็นสิ่งที่เคยเป็นปริศนามาก่อน สำหรับ Erlich สีย้อมได้กลายเป็นวิธีการดังกล่าว - สารประกอบทางเคมีสำหรับการย้อมสีเซลล์และเนื้อเยื่อ ซึ่งทำให้สามารถค้นพบรายละเอียดใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างและการทำงานได้

ในปี 1878 เมื่อ Ehrlich อายุเพียง 24 ปี เขาสามารถอธิบายเซลล์หลายประเภทในระบบภูมิคุ้มกัน รวมถึงเซลล์เม็ดเลือดขาวประเภทต่างๆ ในปี พ.ศ. 2428 การค้นพบเหล่านี้และอื่นๆ กระตุ้นให้นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์คิดเกี่ยวกับทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับโภชนาการของเซลล์

Paul Erlich แนะนำว่า "สายโซ่ด้านข้าง" ที่ด้านนอกของเซลล์ - วันนี้เราเรียกว่าตัวรับเซลล์ - สามารถยึดติดกับสารบางชนิดและนำเข้าไปในเซลล์ได้

สนใจในวิทยาภูมิคุ้มกัน Paul Ehrlich สงสัยว่าทฤษฎีตัวรับสามารถอธิบายได้ว่าซีรั่มต่อต้านโรคคอตีบและบาดทะยักทำงานอย่างไร อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้ว แบริ่งและคิตะซาโตะพบว่าสัตว์ที่ติดเชื้อแบคทีเรียคอตีบเริ่มผลิตสารต้านพิษและสามารถแยกออกมาใช้ป้องกันเชื้อโรคสำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ

ปรากฎว่า "สารต้านพิษ" เหล่านี้จริงๆ แล้ว แอนติบอดี - โปรตีนจำเพาะที่เซลล์ผลิตเพื่อค้นหาและแก้พิษคอตีบ

ในการทดลองบุกเบิกกับแอนติบอดี Ehrlich สงสัยว่าทฤษฎีตัวรับสามารถอธิบายกลไกการออกฤทธิ์ของแอนติบอดีได้หรือไม่ และในไม่ช้าเขาก็มาถึงยุคที่หยั่งรู้

ในขั้นต้น Ehrlich เสนอว่าเซลล์นั้นมีตัวรับภายนอกที่หลากหลาย ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีสายด้านข้างของเขา ซึ่งแต่ละเซลล์ยึดติดกับสารอาหารที่เฉพาะเจาะจง ต่อมา เขาได้พัฒนาแนวคิดนี้และแนะนำว่าสารอันตราย เช่น แบคทีเรียและไวรัส สามารถเลียนแบบสารอาหารและยึดติดกับตัวรับเฉพาะได้ จะเกิดอะไรขึ้นต่อไป ตามสมมติฐานของ Ehrlich อธิบายว่าเซลล์ผลิตแอนติบอดีต่อจุลินทรีย์จากต่างประเทศได้อย่างไร

เมื่อสารที่เป็นอันตรายยึดติดกับตัวรับที่ถูกต้อง เซลล์สามารถระบุลักษณะสำคัญของเซลล์และเริ่มสร้างตัวรับใหม่จำนวนมากที่เหมือนกันกับตัวรับที่ติดอยู่กับตัวบุกรุก จากนั้นตัวรับเหล่านี้จะถูกแยกออกจากเซลล์และกลายเป็นแอนติบอดี ซึ่งเป็นโปรตีนที่จำเพาะเจาะจงสูงซึ่งสามารถค้นหา จับ และปิดการทำงานของสารที่เป็นอันตรายได้

ทฤษฎีของ Ehrlich ได้อธิบายว่าเซลล์รู้จักสารแปลกปลอมเฉพาะที่เข้าสู่ร่างกายแล้วและกระตุ้นให้ผลิตแอนติบอดีจำเพาะที่ไล่ตามและทำลายผู้บุกรุกได้อย่างไร

ความงามของทฤษฎีนี้คือมันอธิบายว่าร่างกายผลิตแอนติบอดีต่อโรคเฉพาะได้อย่างไร และไม่ว่าจะผลิตขึ้นเพื่อตอบสนองต่อโรค การเปลี่ยนแปลง หรือการฉีดวัคซีนครั้งก่อนหรือไม่

แน่นอน Erlich คิดผิดเกี่ยวกับบางสิ่ง ตัวอย่างเช่น ภายหลังปรากฎว่าไม่ใช่ทุกเซลล์จะสามารถยึดติดกับผู้บุกรุกและผลิตแอนติบอดี้ งานที่สำคัญนี้ดำเนินการโดยเซลล์เม็ดเลือดขาวเพียงชนิดเดียว - B-lymphocytes นอกจากนี้ จะใช้เวลากว่าทศวรรษของการวิจัยเพื่อทำความเข้าใจบทบาทที่ซับซ้อนทั้งหมดของเซลล์บี ตลอดจนเซลล์และสารอื่นๆ ของระบบภูมิคุ้มกัน

และในวันนี้ การค้นพบครั้งสำคัญของ Ilya Mechnikov และ Paul Ehrlich ซึ่งช่วยส่งเสริมซึ่งกันและกัน ถือเป็นรากฐานที่สำคัญสองประการของภูมิคุ้มกันวิทยา และเป็นคำตอบที่รอคอยมานานสำหรับคำถามที่ว่าวัคซีนทำงานอย่างไร