Трилогия про иммунитет, часть 2.
Мы начали разговор про иммунитет с того, что определили, что организм может воспринимать в качестве своих «врагов». Вторая часть рассказа про иммунитет, наверное, самая занудная, будет о том, как он собственно работает. Читать стоит только тем, кто действительно хочет разобраться в вопросе и получить представление о такой сложной и удивительной материи, как защитная система организма.
Если хотите получить хотя бы приблизительное впечатление об устройстве иммунной системы человека, то можно представить себе среднестатистическую армию любого государства. Границу с пограничниками, визовым контролем, овчарками и колючей проволокой; сухопутные и водные войска, патрулирующие территорию и готовые в любой момент напасть на любого, кто посмеет на нее вторгнуться; внутренние войска, такие как милиция или полиция, а также различные спецслужбы в штатском. Кроме того, невероятное количество оружия, начиная от пуль и штыков, заканчивая химическим, бактериологическим и термическим. В помощь им граждане, многие из которых не прочь ткнуть захватчиков кухонным ножом. Кстати, против собственных граждан, которые решили переметнуться на сторону противника, тоже есть кому воевать…
Организм защищен не менее тщательно.
Во-первых, со всех сторон он закрыт прочной кожей. Кроме того, на самой коже обитают дружественные бактерии, а также выделяются различные защитные вещества, что создает дополнительную защиту от вредных микроорганизмов.
В местах, где кожи нет, а есть тонкие слизистые оболочки, существует множество дополнительных защитных сооружений: слизь и различные защитные вещества в ротовой полости и в носу; ворсинки в трахее, которые не позволяют проникнуть микроорганизмам в легкие, кислота и пищеварительные ферменты в желудке; слезы, омывающие глаза, моча, омывающая слизистые уретры; выделения из влагалища имеют слабокислую среду, которая мешает развиваться патогенным микроорганизмам; даже сперма содержит дефенсины и цинк для уничтожения возбудителей - со всех сторон организм защищен от проникновения. Дружественные бактерии живут также во рту, в кишечнике и влагалище, и не дают развиваться болезнетворным бактериям и грибкам.
Кроме того есть аварийные системы защиты в случае сбоя основных барьерных систем - кашель, чихание, рвота, диарея.
Если одна из этих систем защиты была повреждена, или болезнетворный микроорганизм смог их пройти, то его ждет следующий этап защиты - так называемый неспецифический, или врожденный иммунитет.
Первым делом на вторжение организм реагирует воспалением. Поврежденные или инфицированные клетки выделяют вещества, которые вызывают расширение кровеносных сосудов в месте воспаления (что внешне проявляется покраснением и отеком), а также лейкотриены и хемокины, которые привлекают к месту воспаления защитные клетки, циркулирующие крови.
В результате этого в очаг «конфликта» поступает больше крови, с которой туда попадают лимфоциты - организм подтягивает войска.
Кроме того, поврежденные клетки выделяют простогландины, которые вызывают повышение температуры - еще одна защитная реакция организма, что-то типа пастеризации - повышение температуры убивает болезнетворных бактерий. Кроме того, при более высокой температуре ряд защитных реакций протекают быстрее - в организме зона боевых действия тоже является горячей точкой.
Кстати, именно подавление синтеза простогландинов объясняет эффект различных противовоспалительных и жаропонижающих средств, типа аспирина и парацетамола. В очаге воспаления также выделяются интерфероны, которые защищают от вирусов и частично от бактерий.
Дальше против возбудителей активируется сложное биологическое оружие - система комплимента. Это целый биохимический каскад, который разрушает клеточную стенку микроорганизма, а также привлекает к бактериям клетки иммунной системы. В боевые действия вступают различные клетки-убийцы, как то лейкоциты, фагоциты, тучные клетки, базофилы, эозинофилы и естественные киллеры. Часть из них живет непосредственно в тканях, часть прибывает с кровью. Это бойцы первой линии, пушечное мясо, эффективность которого не слишком высока. Они пожирают возбудителей и переваривают их, а если не могут переварить, то просто консервируют из в себе до прибытия специализированных защитных клеток - лимфоцитов. Все описанное выше - это самая быстрая реакция организма в ответ на обнаружение инфекции. В чем-то эта реакция напоминает стрельбу из пушки по воробьям - из-за неизбирательности страдают не только бактерии или вирусы, но и ткани собственного организма. Однако эта реакция очень важна, т.к. сдерживает вредоносную инфекцию и не позволяет ей захватить весь организм, пока в бой не вступили высокоспециализированные и эффективные бойцы. Этой высокоэффективной системой является система приобретенного иммунитета, которая способна не просто мочить всех подряд, а распознавать врага по его антигенным свойствам (о которых мы говорили в прошлой части), запоминать его и при повторном столкновении уничтожить, не позволяя даже рыпнуться.
Основную роль в формировании приобретенного иммунитета играют два вида клеток: Т-лимфоциты, ответственные за клеточный иммунитет и В-лимфоциты, формирующие гуморальный иммунитет.
Гуморальный (от слова «жидкость») иммунитет работает следующим образом. Когда В-лимфоцит распознает чужеродные антигены, он начинает вырабатывать антитела - специальные белки, которые склеивают антигены между собой и нейтрализуют их. Таким образом В-лимфоциты борются с бактериями и вирусами. Склеенные и обездвиженные вражеские объекты погибают, либо становятся легкой мишенью для макрофагов, которые пожирают их.
В этой популяции клеток есть также клетки памяти, которые на годы или даже десятилетия запоминают особо опасные антигены, и в случае их повторного появления готовы реагировать намного быстрее и эффективнее - на этом принципе построен пожизненный иммунитет, который развивается если в детстве переболеть некоторыми инфекциями, или вакцинация. Кстати, в некоторых случаях он на самом деле не является пожизненным - просто «срок годности» такой защиты составляет десятки лет, чего обычно достаточно на всю жизнь.
На вторую популяцию иммунных клеток, Т-клетки, предлагаю обратить особое внимание. Существует три основные разновидности Т-клеток: киллеры, хелперы, супрессоры. Киллеры, как очевидно из названия, осуществляют уничтожение опасных клеток. Интересно то, что они действуют в основном между своих же клеток, которые по той или иной причине стали нести угрозу.
Это могут быть клетки, инфицированные микроорганизмами, которые в большом количестве присутствуют в месте воспаления (помните макрофаги, которые «консервируют» в себе бактерии и вирусы). Также они расправляются с злокачественными клетками и трансплантированными органами и тканями.
Управляют активностью всех лимфоцитов два других типа Т-клеток. Хелперы стимулируют ее, а супрессоры подавляют. Для того, чтобы представить всю степень влияния этих популяций клеток на весь иммунитет организма, нужно вспомнить про такое пугающее заболевание, как ВИЧ-инфекция, вирус которой поражает преимущественно Т-хелперы, из-за чего постепенно развивается состояние приобретенного иммунодефицита, которое заканчивается полной неспособностью сопротивляться инфекциям, даже самым безобидным.
Происходят все названные клетки иммунной системы из единой клетки-предшественницы, и прежде, чем стать матерыми бойцами они должны пройти определенную подготовку. Это похоже на то, как в армию набирают новобранцев - зеленых сопляков, которым еще надо дорасти даже до звания «солдат», не говоря уже о том, чтобы продвинуться по служебной лестнице.
Вся эта кухня подготовки боевой армии тесно связана с лимфоидными органами.
Первым шагом на пути становления «солдата» являются центральные (их еще называют первичные) лимфоидных органов - это костный мозг, вилочковая железа, печень у эмбриона до рождения, лимфоидные образования толстой кишки и червеобразного отростка. Процесс формирования иммунной армии в этих органах наиболее активно протекает еще до рождения, продолжается во время роста человека, после чего начинает постепенно угасать и к старости практически прекращается.
Вторым шагом являются вторичные лимфоидные органы - лимфатические узлы и селезенка, в которых иммунные клетки могут накапливаться, когда необходимость в них низкая, или обмениваться информацией об опасных объектах, которые нападают на организм для более быстрого и планомерного нападения. Большинство клеток иммунной системы постоянно циркулируют, перемещаясь из сосудистого русла в какой-либо отдел иммунной системы и обратно.
А теперь внимание: суммарная масса органов и клеток иммунной системы достигает у взрослого человека 1 кг. Это если не учитывать иммунные клетки, которые живут практически во всех тканях и органах человека.
Если сравнить то, что я описал и то, как реально функционирует иммунная система в организме человека, то это все равно, что сравнивать реальную битву во время войны, и ее обсуждение по картам местности, нарисованным от руки, переставляя по ней модельки танков и самолетиков - на самом деле все гораздо сложнее. Например, кроме упомянутых факторов, на активность иммунитета и воспалительных реакций прямое влияние оказывает еще и гормональная система организма - многие гормоны обладают противовоспалительным эффектом. Состояние эндокринной системы - это еще один существенный фактор, который нужно учитывать при оценке состояния иммунной системы.
Иммунологов, имеющих специальное образование и богатый опыт, можно сравнить с опытными полководцами, но и они не могут стопроцентно предсказать, как будет развиваться битва, даже под их чутким управлением. Конечно, шансов на то, что под их руководством плохую ситуацию на поле боя удастся переломить в свою пользу очень много, но это дается определенными жертвами, иногда весьма ощутимыми.
А теперь представьте, что за руководство армией принимается обыватель (мы конечно знаем, что любая кухарка может управлять страной) - т.е. человек, далекий от медицины, который отмечает, что начал частенько болеть, и решает «простимулировать», «поднять», «улучшить» иммунитет. Что он делает?
Конечно же, первым делом идет в аптеку в поиске эффективного иммуномодулятора/стимулятора. Допустим, ему действительно удалось купить средство, стимулирующее иммунную систему. Однако что конкретно оно будет стимулировать, и что в результате этого удастся получить?
А если дефицит иммунитета связан с тем, что у человека повышено количество Т-супрессоров по отношению к Т-хелперам? Он стимулирует иммунную систему, и количество тех и других пропорционально возрастает - будет ли какой-то эффект? Да, истощение иммунной системы.
А если в организме есть дремлющий очаг инфекции, который отвлекает иммунные силы организма, что мы получим стимуляцией иммунитета? Как минимум обострение воспаления с непредсказуемыми последствиями, которое без прикрытия антибиотиками и должного лабораторного и клинического контроля может и вовсе закончится весьма трагично.
А если организм страдает от аутоиммунного процесса, поражающего собственные органы и ткани? Или же аллергии, когда активность иммунной системы и так зашкаливает? Будем стимулировать?
А если снижение иммунитета связано с начинающимся заболеванием крови, может даже онкологическим, то стоит ли заниматься самолечением «самнезнаючего», и стирать симптомы, вместо того, чтобы вовремя обратиться к врачу?
Таких «если» тысячи. И без должных знаний, а нередко и без лабораторных исследований, вы никогда не сможете определить есть ли у вас проблемы с иммунитетом на самом деле, и что с ними нужно делать. Иммунная система человека похожа на упряжку, в которую запряжено несколько десятков лошадей. Если они бегут в одном направлении, то все хорошо. Но если возникает ситуация «лебедь, рак и щука», то сколько не маши хлыстом, сколько не измывайся над бедными животными, хоть до смерти их забей, упряжка с места не сдвинется.
В третьей части мы поговорим о самом интересном и полезном: о том, что все-таки можно сделать для того, чтобы улучшить состояние своей иммунной системы и увеличить сопротивляемость различным инфекциям.
Если хотите получить хотя бы приблизительное впечатление об устройстве иммунной системы человека, то можно представить себе среднестатистическую армию любого государства. Границу с пограничниками, визовым контролем, овчарками и колючей проволокой; сухопутные и водные войска, патрулирующие территорию и готовые в любой момент напасть на любого, кто посмеет на нее вторгнуться; внутренние войска, такие как милиция или полиция, а также различные спецслужбы в штатском. Кроме того, невероятное количество оружия, начиная от пуль и штыков, заканчивая химическим, бактериологическим и термическим. В помощь им граждане, многие из которых не прочь ткнуть захватчиков кухонным ножом. Кстати, против собственных граждан, которые решили переметнуться на сторону противника, тоже есть кому воевать…
Организм защищен не менее тщательно.
Во-первых, со всех сторон он закрыт прочной кожей. Кроме того, на самой коже обитают дружественные бактерии, а также выделяются различные защитные вещества, что создает дополнительную защиту от вредных микроорганизмов.
В местах, где кожи нет, а есть тонкие слизистые оболочки, существует множество дополнительных защитных сооружений: слизь и различные защитные вещества в ротовой полости и в носу; ворсинки в трахее, которые не позволяют проникнуть микроорганизмам в легкие, кислота и пищеварительные ферменты в желудке; слезы, омывающие глаза, моча, омывающая слизистые уретры; выделения из влагалища имеют слабокислую среду, которая мешает развиваться патогенным микроорганизмам; даже сперма содержит дефенсины и цинк для уничтожения возбудителей - со всех сторон организм защищен от проникновения. Дружественные бактерии живут также во рту, в кишечнике и влагалище, и не дают развиваться болезнетворным бактериям и грибкам.
Кроме того есть аварийные системы защиты в случае сбоя основных барьерных систем - кашель, чихание, рвота, диарея.
Если одна из этих систем защиты была повреждена, или болезнетворный микроорганизм смог их пройти, то его ждет следующий этап защиты - так называемый неспецифический, или врожденный иммунитет.
Первым делом на вторжение организм реагирует воспалением. Поврежденные или инфицированные клетки выделяют вещества, которые вызывают расширение кровеносных сосудов в месте воспаления (что внешне проявляется покраснением и отеком), а также лейкотриены и хемокины, которые привлекают к месту воспаления защитные клетки, циркулирующие крови.
В результате этого в очаг «конфликта» поступает больше крови, с которой туда попадают лимфоциты - организм подтягивает войска.
Кроме того, поврежденные клетки выделяют простогландины, которые вызывают повышение температуры - еще одна защитная реакция организма, что-то типа пастеризации - повышение температуры убивает болезнетворных бактерий. Кроме того, при более высокой температуре ряд защитных реакций протекают быстрее - в организме зона боевых действия тоже является горячей точкой.
Кстати, именно подавление синтеза простогландинов объясняет эффект различных противовоспалительных и жаропонижающих средств, типа аспирина и парацетамола. В очаге воспаления также выделяются интерфероны, которые защищают от вирусов и частично от бактерий.
Дальше против возбудителей активируется сложное биологическое оружие - система комплимента. Это целый биохимический каскад, который разрушает клеточную стенку микроорганизма, а также привлекает к бактериям клетки иммунной системы. В боевые действия вступают различные клетки-убийцы, как то лейкоциты, фагоциты, тучные клетки, базофилы, эозинофилы и естественные киллеры. Часть из них живет непосредственно в тканях, часть прибывает с кровью. Это бойцы первой линии, пушечное мясо, эффективность которого не слишком высока. Они пожирают возбудителей и переваривают их, а если не могут переварить, то просто консервируют из в себе до прибытия специализированных защитных клеток - лимфоцитов. Все описанное выше - это самая быстрая реакция организма в ответ на обнаружение инфекции. В чем-то эта реакция напоминает стрельбу из пушки по воробьям - из-за неизбирательности страдают не только бактерии или вирусы, но и ткани собственного организма. Однако эта реакция очень важна, т.к. сдерживает вредоносную инфекцию и не позволяет ей захватить весь организм, пока в бой не вступили высокоспециализированные и эффективные бойцы. Этой высокоэффективной системой является система приобретенного иммунитета, которая способна не просто мочить всех подряд, а распознавать врага по его антигенным свойствам (о которых мы говорили в прошлой части), запоминать его и при повторном столкновении уничтожить, не позволяя даже рыпнуться.
Основную роль в формировании приобретенного иммунитета играют два вида клеток: Т-лимфоциты, ответственные за клеточный иммунитет и В-лимфоциты, формирующие гуморальный иммунитет.
Гуморальный (от слова «жидкость») иммунитет работает следующим образом. Когда В-лимфоцит распознает чужеродные антигены, он начинает вырабатывать антитела - специальные белки, которые склеивают антигены между собой и нейтрализуют их. Таким образом В-лимфоциты борются с бактериями и вирусами. Склеенные и обездвиженные вражеские объекты погибают, либо становятся легкой мишенью для макрофагов, которые пожирают их.
В этой популяции клеток есть также клетки памяти, которые на годы или даже десятилетия запоминают особо опасные антигены, и в случае их повторного появления готовы реагировать намного быстрее и эффективнее - на этом принципе построен пожизненный иммунитет, который развивается если в детстве переболеть некоторыми инфекциями, или вакцинация. Кстати, в некоторых случаях он на самом деле не является пожизненным - просто «срок годности» такой защиты составляет десятки лет, чего обычно достаточно на всю жизнь.
На вторую популяцию иммунных клеток, Т-клетки, предлагаю обратить особое внимание. Существует три основные разновидности Т-клеток: киллеры, хелперы, супрессоры. Киллеры, как очевидно из названия, осуществляют уничтожение опасных клеток. Интересно то, что они действуют в основном между своих же клеток, которые по той или иной причине стали нести угрозу.
Это могут быть клетки, инфицированные микроорганизмами, которые в большом количестве присутствуют в месте воспаления (помните макрофаги, которые «консервируют» в себе бактерии и вирусы). Также они расправляются с злокачественными клетками и трансплантированными органами и тканями.
Управляют активностью всех лимфоцитов два других типа Т-клеток. Хелперы стимулируют ее, а супрессоры подавляют. Для того, чтобы представить всю степень влияния этих популяций клеток на весь иммунитет организма, нужно вспомнить про такое пугающее заболевание, как ВИЧ-инфекция, вирус которой поражает преимущественно Т-хелперы, из-за чего постепенно развивается состояние приобретенного иммунодефицита, которое заканчивается полной неспособностью сопротивляться инфекциям, даже самым безобидным.
Происходят все названные клетки иммунной системы из единой клетки-предшественницы, и прежде, чем стать матерыми бойцами они должны пройти определенную подготовку. Это похоже на то, как в армию набирают новобранцев - зеленых сопляков, которым еще надо дорасти даже до звания «солдат», не говоря уже о том, чтобы продвинуться по служебной лестнице.
Вся эта кухня подготовки боевой армии тесно связана с лимфоидными органами.
Первым шагом на пути становления «солдата» являются центральные (их еще называют первичные) лимфоидных органов - это костный мозг, вилочковая железа, печень у эмбриона до рождения, лимфоидные образования толстой кишки и червеобразного отростка. Процесс формирования иммунной армии в этих органах наиболее активно протекает еще до рождения, продолжается во время роста человека, после чего начинает постепенно угасать и к старости практически прекращается.
Вторым шагом являются вторичные лимфоидные органы - лимфатические узлы и селезенка, в которых иммунные клетки могут накапливаться, когда необходимость в них низкая, или обмениваться информацией об опасных объектах, которые нападают на организм для более быстрого и планомерного нападения. Большинство клеток иммунной системы постоянно циркулируют, перемещаясь из сосудистого русла в какой-либо отдел иммунной системы и обратно.
А теперь внимание: суммарная масса органов и клеток иммунной системы достигает у взрослого человека 1 кг. Это если не учитывать иммунные клетки, которые живут практически во всех тканях и органах человека.
Если сравнить то, что я описал и то, как реально функционирует иммунная система в организме человека, то это все равно, что сравнивать реальную битву во время войны, и ее обсуждение по картам местности, нарисованным от руки, переставляя по ней модельки танков и самолетиков - на самом деле все гораздо сложнее. Например, кроме упомянутых факторов, на активность иммунитета и воспалительных реакций прямое влияние оказывает еще и гормональная система организма - многие гормоны обладают противовоспалительным эффектом. Состояние эндокринной системы - это еще один существенный фактор, который нужно учитывать при оценке состояния иммунной системы.
Иммунологов, имеющих специальное образование и богатый опыт, можно сравнить с опытными полководцами, но и они не могут стопроцентно предсказать, как будет развиваться битва, даже под их чутким управлением. Конечно, шансов на то, что под их руководством плохую ситуацию на поле боя удастся переломить в свою пользу очень много, но это дается определенными жертвами, иногда весьма ощутимыми.
А теперь представьте, что за руководство армией принимается обыватель (мы конечно знаем, что любая кухарка может управлять страной) - т.е. человек, далекий от медицины, который отмечает, что начал частенько болеть, и решает «простимулировать», «поднять», «улучшить» иммунитет. Что он делает?
Конечно же, первым делом идет в аптеку в поиске эффективного иммуномодулятора/стимулятора. Допустим, ему действительно удалось купить средство, стимулирующее иммунную систему. Однако что конкретно оно будет стимулировать, и что в результате этого удастся получить?
А если дефицит иммунитета связан с тем, что у человека повышено количество Т-супрессоров по отношению к Т-хелперам? Он стимулирует иммунную систему, и количество тех и других пропорционально возрастает - будет ли какой-то эффект? Да, истощение иммунной системы.
А если в организме есть дремлющий очаг инфекции, который отвлекает иммунные силы организма, что мы получим стимуляцией иммунитета? Как минимум обострение воспаления с непредсказуемыми последствиями, которое без прикрытия антибиотиками и должного лабораторного и клинического контроля может и вовсе закончится весьма трагично.
А если организм страдает от аутоиммунного процесса, поражающего собственные органы и ткани? Или же аллергии, когда активность иммунной системы и так зашкаливает? Будем стимулировать?
А если снижение иммунитета связано с начинающимся заболеванием крови, может даже онкологическим, то стоит ли заниматься самолечением «самнезнаючего», и стирать симптомы, вместо того, чтобы вовремя обратиться к врачу?
Таких «если» тысячи. И без должных знаний, а нередко и без лабораторных исследований, вы никогда не сможете определить есть ли у вас проблемы с иммунитетом на самом деле, и что с ними нужно делать. Иммунная система человека похожа на упряжку, в которую запряжено несколько десятков лошадей. Если они бегут в одном направлении, то все хорошо. Но если возникает ситуация «лебедь, рак и щука», то сколько не маши хлыстом, сколько не измывайся над бедными животными, хоть до смерти их забей, упряжка с места не сдвинется.
В третьей части мы поговорим о самом интересном и полезном: о том, что все-таки можно сделать для того, чтобы улучшить состояние своей иммунной системы и увеличить сопротивляемость различным инфекциям.