«Но как же так, – возразите вы, – мы же описываем иммунитет такими прилагательными, как сильный, слабый, упавший, стойкий». Штука в том, что иммунитет может быть одновременно разным. Например, сильным в отношении гриппа, поскольку вы сделали прививку, и слабым в отношении кори или полиомиелита, потому что такую прививку делать побоялись.
Иммунитет сочетает в себе разные стратегии для распознавания и уничтожения угроз, поддержания здоровья и контроля внутренних процессов. Для этого у него есть много механизмов и, если хотите, воинов – его часто сравнивают со щитом, а иммунные клетки – практически с бойцами невидимого фронта. Лимфатическая система – это одно из подразделений иммунитета, которое 24/7 сканирует все триллионы клеток организма, чтобы найти поломанные, больные или просто отличающиеся от нормальных и дать сигнал: «чужаков» нужно проверить и при необходимости уничтожить. Говоря об анатомии лимфатической системы и лимфоидных органах, мы уже частично разбирались с тем, что они вырабатывают и транспортируют различные иммунные клетки. В этой главе поговорим о них подробнее.
Виды иммунитета: барьеры и механизмы защиты
Иммунная система делится на врожденный и адаптивный иммунитет. Врожденный – это наша первая линия защиты, готовая отразить любую угрозу сразу. Он срабатывает молниеносно, но не способен различать конкретные патогены. Адаптивный иммунитет, напротив, медленнее, зато более избирательный. Он может «обучаться», запоминать конкретные вирусы и бактерии, чтобы защищать организм при повторной встрече с ними. Эти два типа иммунитета не работают в одиночку: они поддерживают и усиливают друг друга.
Врожденный иммунитет (неспецифический, наследственный): служба быстрого реагирования
Врожденный иммунитет – это подарок человеку от миллионов лет эволюции. И не только человеку, кстати, – он есть у животных и растений. Врожденный иммунитет – универсальный защитник, который всегда наготове. Его клетки, такие как фагоциты и NK-клетки (натуральные киллеры), мгновенно реагируют на опасность. Они уничтожают любую подозрительную клетку, не разбираясь в ее «личности». Этот иммунитет можно сравнить с автоматической сигнализацией, реагирующей на любые подозрительные движения. Он разрушает клеточную мембрану чужеродной клетки, и, главное, он способен уничтожать чужеродные элементы, с которыми никогда раньше не встречался. Такой иммунитет не запоминает, с какими чужеродными клетками уже встречался, а с какими – нет, он реагирует на определенные особенности в структуре клеток, которые присущи многим «злодеям».
Если «злой» клетке удалось прорваться или обмануть врожденный иммунитет, включается вторая линия защиты, а именно адаптивный иммунитет.
Адаптивный иммунитет: обучаемая защита
Раньше такой иммунитет называли приобретенным и специфическим. Это более сложная форма защиты организма, присущая только позвоночным. При первом контакте с инфекцией он может срабатывать медленно, так как B- и T-лимфоцитам нужно время, чтобы распознать врага и подготовиться. Однако адаптивный иммунитет запоминает все, с чем сталкивается. При каждом контакте с подозрительной клеткой в организме создается что-то наподобие картотеки вредоносных клеток и способов борьбы с ними, с которой организм каждый раз сверяется при попадании в него очередной «чужой» клетки. Именно за счет адаптивного иммунитета на некоторые виды инфекций у человека вырабатывается иммунитет на всю оставшуюся жизнь. Привет, ветряная оспа!
Каким образом система врожденного иммунитета подает системе приобретенного иммунитета сигнал, что организму угрожает опасность?
Вот за решение этого ключевого вопроса иммунологии и присуждена Нобелевская премия 2011 года по физиологии или медицине. Ее получили Брюс Бойтлер, Ральф Стайнман и Жюль Хоффман за открытие механизмов активации врожденного иммунитета, а также за открытие дендритных клеток и их роли в активации адаптивного иммунитета.
Эти революционные исследования полностью изменили представление о функционировании иммунной системы. В 1973 году Ральф Стайнман открыл новый вид клеток, которые назвал дендритными. Они обнаружились во всех тканях организма, которые соприкасались с внешней средой: в коже, легких, слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта. Стайнман доказал: именно через эти клетки два иммунитета обмениваются сигналами, что нужно активировать остальные иммунные клетки организма для борьбы с чужаками.
Иммунные клетки и их специализация
Чтобы защищать наш организм, у иммунитета есть целая армия разнообразных клеток, у каждой из которых своя зона ответственности. Каждая иммунная клетка играет уникальную роль в защите организма в зависимости от типа угрозы. А лимфатическая система служит транспортной сетью для иммунных клеток и того самого «мусора», образовавшегося в результате работы иммунитета. Давайте разбираться, кто за что отвечает. Если вдруг сейчас у вас есть желание пропустить теорию, я не советую. А то так и не узнаете, почему средства для поднятия иммунитета с колен не работают, а специальные диеты для иммунитета – скорее маркетинг.
Нейтрофилы
Нейтрофилы – первые клетки, которые прибывают на место инфекции. Они атакуют патогены путем фагоцитоза, то есть поглощают их, а затем самоуничтожаются, превращаясь в гной. Эти клетки составляют бóльшую часть циркулирующих лейкоцитов и играют критическую роль в борьбе с бактериальными инфекциями. Фабрика по производству нейтрофилов расположена в костном мозге.
Т-лимфоциты
Т-лимфоциты, еще их называют Т-клетками, – это «специализированные войска» иммунной системы, созревающие в тимусе, лимфоидном органе, расположенном за грудиной. Т-киллеры отвечают за уничтожение бракованных клеток, например раковых или зараженных вирусами. T-хелперы не атакуют патогены напрямую, а выделяют сигнальные молекулы, активирующие другие клетки иммунной системы. Чтобы все эти ребята не перестарались, у нас есть регуляторные T-клетки, которые не дают иммунной системе «переборщить» и атаковать собственные ткани.
B-лимфоциты
B-лимфоциты, или B-клетки, образуются в костном мозге и отвечают за выработку антител – белков, которые связываются с патогенами и нейтрализуют их. Именно B-клетки производят клетки памяти, сохраняющие информацию об угрозе на будущее, чтобы в следующий раз быстрее запустить защиту.
NK-клетки (натуральные киллеры)
NK-клетки, или натуральные киллеры, – «естественные защитники», которые могут атаковать клетки, не требуя специфической активации. Они особенно эффективны против вирусных инфекций и раковых клеток. NK-клетки патрулируют тело и убивают клетки, которые не распознаются как свои. Основное место их производства и «созревания» – костный мозг.
Макрофаги
Макрофаги – крупные клетки, буквально пожирающие бактерии, умирающие клетки и мусор с целью очистить ткани и создать условия для заживления.
Дендритные клетки
Это «разведчики» иммунной системы, которые перемещаются по тканям, обнаруживая патогены. Они собирают информацию о патогене и представляют его фрагменты Т-лимфоцитам, активируя их и помогая организму включать защиту.
Клетки иммунной системы циркулируют по организму, пользуясь двумя транспортными магистралями – кровеносной и лимфатической системами. Попадая в лимфатические узлы, патогены отфильтровываются и нейтрализуются. Лимфоузлы действуют как пункты концентрации иммунных клеток: здесь они активируются,