Формула иммунитета. Научи свою защитную систему побеждать любую болезнь
Любопытство – гемопоэз
Какие клетки мы видим, и что они делают? Откуда они берутся? Иммунная система состоит из множества различных типов клеток, которые происходят из гемопоэтических стволовых клеток костного мозга. Это означает, что эти стволовые клетки мультипотентны, то есть могут давать начало различным типам дочерних видов. Одна из этих дочерних клеток называется общей миелоидной клеткой-предшественницей, и из нее будут генерироваться мегакариоциты, фрагментами которых являются тромбоциты, и эритробласты, из которых возникнут эритроциты. Кроме того, из этой же клетки происходят тучные клетки и миелобласты, которые являются матерью всех лейкоцитов, кроме лимфоцитов (рис. 8). Также эта стволовая клетка дает начало общей лимфоидной клетке-предшественнице, которая является матерью лимфоцитов.
Рисунок 8. Кроветворение. Включены не все промежуточные типы клеток. Источник: изображения с сайта ServierMedicalArt. https://smart.servier.com. CC BY 3.0.
Любопытно, что, когда в крови много жира, можно увидеть его слой, плавающий поверх всего остального. Выглядит неприятно. У меня когда-то был пациент, у которого в крови было 12 граммов жира на 100 миллилитров. Он попал в реанимацию с ужасным панкреатитом. Между красным и полупрозрачным желтоватым слоями плазмы находится тонкий слой, называемый лейкоцитарной пленкой (на англ. buffycoat). «Баффи – истребительница вампиров» – красивая старшеклассница, которая, как следует из ее имени (если переводить с испанского), охотится на вампиров так же, как лейкоциты отлавливают патогены.
Спойлер: вампиры всегда проигрывают (вероятно, из-за дефицита витамина D и хроноразрушения, как я упоминала ранее). Хотите сказать: «Но ведь лейкоциты известны давно, а „Баффи – истребительница вампиров“ – это сериал из 1990-х!»?
Это правда, вы меня подловили. На самом деле buff – это по-английски цвет неокрашенной замши буйвола. Поэтому под лейкоцитарной пленкой понимают слой того цвета, который образован лейкоцитами. Но разве они не белые? Что ж, хотя цвет скорее желтоватый, если сравнить его с интенсивным цветом эритроцитов или с большим желтым слоем плазмы, часть лейкоцитов вполне может казаться белой. Возможно, человек, который первым взглянул на них, сказал: «Красный, белый и желтый», и позже люди привыкли оперировать этими категориями, чтобы обозначать лейкоцитарную пленку. Научно доказано, что женщины способны различать гораздо больше цветов, чем мужчины, и, если бы их впервые увидела именно женщина, возможно, наши клетки назвали бы бордовыми и охристыми. Все еще не очень понятно, почему лейкоциты назвали белыми. Другая версия этой истории гласит, что название связано с тем, что они кажутся белыми под микроскопом, если не окрашены.
Мне лично понравилось объяснение про истребительницу вампиров. Только представьте, как лейкоциты в белом плаще, с деревянным колом наперевес и ниткой чеснока на шее пинают направо и налево бактерии ангины, вирус гриппа или любое другое чужеродное тело, которое хочет нам навредить! Если мы посмотрим на эти клетки под микроскопом, то можем увидеть их в моем любимом цвете – в различных оттенках фиолетового, – потому что образцы крови окрашиваются веществом, называемым гематоксилин-эозином. Первый окрашивает основные вещества, такие как ядро, в фиолетовый цвет, а второй – все остальное в кислотно-розовый цвет.
Рассматривая образец крови через микроскоп, вы словно погружаетесь в чужой мир, полный более или менее круглых комочков разного размера с ядрами различных размеров и форм.
Нейтрофилы являются наиболее многочисленными белыми клетками. Их еще называют полиморфноядерными, потому что их ядро имеет несколько долей. Они дивы (именно так трагично) острого воспаления.
Нейтрофилы полны гранул с веществами, сверхтоксичными для микробов. Они похожи на баллончик, способный разгонять грабителей или, по крайней мере, ослепить их.
Также у нейтрофилов есть сверхспособность – фагоцитоз.
Fago – от греческого «есть», то есть фагоцит – это клетка, которая чем-то питается.
Но чем? Ну, обычно это различные микробы, особенно бактерии и грибки. Нейтрофил окружает их псевдоподиями, проталкивает внутрь и захватывает куском мембраны.
Таким образом, вредитель остается внутри этого мешка (рис. 9).
Рисунок 9. Фагоцитоз
Представьте себе плохую бактерию, типа стафилококка, боящуюся не только столкнуться с сотрудником правоохранительных органов в его белом плаще, но и попасть внутрь него с темным мешком на голове. Вдруг на бактерию наливают воду, насыщенную кислородом – в буквальном смысле, так как нейтрофилы вырабатывают перекись водорода, окись азота и хлор – крайне разрушительные соединения! Если бы вы были вором и вас засунули бы в темный мешок, а потом вымыли бы в хлорке, как бы вы это восприняли? Для бактерий это равняется смерти. Именно поэтому мы используем перекись водорода и хлорку для стерилизации. В нейтрофилах есть фермент[19], который действует вместе с перекисью водорода (то есть соединением, богатым кислородом). Если вокруг много хлора – тадам! Образуется гипохлорит, который является активным ингредиентом хлорки.
Но есть проблема, и она заключается в том, что эти токсины не только наносят вред микробам, но и раздражают наши собственные клетки. Существуют некоторые противодействующие им вещества, но не всегда в достаточном количестве, и потому при многих воспалительных заболеваниях проблемы часто возникают из-за внутренних сбоев – организм наносит себе вред с помощью своего же арсенала химического оружия.
То, что делают нейтрофилы, утомительно. Выполнив свою задачу, они больше ничего не могут. Когда они уничтожат достаточное количество бактерий – или свои собственные клетки, не будем забывать, – они умирают. Их смерть даже имеет поэтическое название – апоптоз. Я говорю «поэтическое», потому что, как и многое другое в медицине, это слово происходит из греческого языка и означает «падение, отделение». Итак, нейтрофилы – герои-камикадзе, готовые умереть за правое дело. Когда погибает большое количество нейтрофилов, а вместе с ними и микроорганизмов, знаете, что мы получаем? Ну, вообще-то, гной. Фу, противно даже думать об этом, верно? Гной представляет собой густую смесь, обычно зеленоватого или желтоватого цвета, которая содержит нейтрофилы и мертвые микроорганизмы, а также жидкость, обычно находящуюся между клетками. Как вы заметили, мне нравится этимология слов. Я могла бы опустить историю про гной, потому что он отвратителен, но стоит знать, что и на этот раз мы возвращаемся к латинскому слову pus («грязь и гной»), от более старого корня pu, превосходная степень на латыни которого puter, что означает «гнилой», или глагол putere – «быть гнилым».
Я навсегда запомню темный зал университетской больницы Вирхен-де-ла-Арриксака с грязными красными креслами, где нас учили на четвертом курсе медицинского факультета. У нас был великолепный профессор хирургии, доктор Паррия, настоящий мастер своего дела. Я помню, как он выкрикивал: «Ubipus, ibievacua!», что означает «Где гной – опорожни».
Не очень понятно, откуда этот афоризм, но гной действительно следует удалять, в какой бы части тела он ни находился. Если карман с гноем лопнет самостоятельно, последствия могут быть серьезными. Как, например, при аппендиците, когда он вызывает перитонит. Представьте себе мешок с гноем, лопнувший у вас в кишке. Ну вот. Современные англосаксы переводят это как «Если есть гной, выпустите его».
Лимфоциты являются вторыми наиболее часто встречаемыми в анализе крови лейкоцитами. Существует множество различных типов лимфоцитов. Эти клетки отвечают за адаптивный иммунитет, о котором мы еще поговорим. А пока позвольте сказать, что именно благодаря лимфоцитам у нас есть иммунологическая память. Под микроскопом все они выглядят практически одинаково, поэтому, чтобы различать их, требуются сложные методы молекулярной биологии. Основные подтипы лимфоцитов – В и Т.
Т-лимфоциты
Т-лимфоциты названы так потому, что заканчивают созревание в органе, называемом тимусом (или вилочковой железой), находящемся сразу за грудиной, перед сердцем. Этот орган иммунной системы очень активен в период после рождения и до наступления подросткового возраста. После периода подросткового безумия он атрофируется и замещается жировой тканью, хотя сохраняет остаточную активность и во взрослом возрасте. Из 30–40 граммов его веса к пожилому возрасту остается всего лишь 6 граммов.
Его название происходит от греческого слова thymos, что означает «сердце, душа, желание, жизнь», хотя также может иметь отношение к его сходству с пучком тимьяна. Его важность в научном сообществе осознали только в 1960-х годах.
Кстати, вилочковая железа ягненка и телятины известна как мускульный желудок.
В тимусе Т-лимфоциты учатся распознавать категории «свой» и «чужой», чтобы не атаковать родной организм. Иногда, тем не менее, они совершают ошибки, и тогда их уже называют аутореактивными Т-лимфоцитами. Если таких станет слишком много, может развиться аутоиммунное заболевание. Здоровые Т-лимфоциты делятся на разные подтипы, которые вы можете увидеть в таблице 3. Конечно, существует и множество других типов, но для продолжения вовсе не обязательно подробно рассказывать о них всех.
Основные из них – хелперы, также называемые CD4 из-за типа маркера на их поверхности; они помогают другим клеткам иммунной системы. Эти «помощники» бывают разных видов. Например, Th1 борется с патогенами, находящимися внутри клеток, Th2 атакует паразитов, а Th17 – внеклеточные бактерии и грибки. Следует сказать, что ученые постоянно находят новые типы клеток и публикуют об этом многочисленные статьи.
Цитотоксические Т-лимфоциты, или клетки CD8, предназначены для уничтожения инфицированных вирусом клеток, а также опухолевых клеток.
Одним из очень важных типов являются регуляторные Т-клетки. Они как МВД в Гражданской гвардии. Если агент что-то делает не так, приезжают представители МВД и, если дело серьезное, могут уволить или хотя бы озвучить предупреждение. Точно так же регуляторные Т-лимфоциты, еще называемые Трег (они не имеют ничего общего с тираннозавром рекс), отвечают за контроль над остальными клетками иммунной системы и, когда они делают что-то не так, могут подавить их или изгнать.
Также есть тип лимфоцитов с немного пугающим названием – настоящие убийцы или киллеры, – которые делают много разных вещей, но прежде всего занимаются уничтожением инфицированных и раковых клеток.
В-лимфоциты
А как же В-лимфоциты? Где они созревают? В костном мозге. У птиц это происходит в сумке Фабрициуса, где они и были обнаружены впервые. Двое ученых, Чанг и Глик, должно быть, сказали что-то вроде: «Эврика! Поскольку эти клетки находятся в сумке (бурсе), мы будем называть их В-клетками». Понимаю, называть что-то новое не так-то просто. Впервые эти ученые опубликовали свои выводы в научном журнале о курах[20].
В-лимфоциты вырабатывают антитела, о которых я расскажу позже. Хотя антитела известны еще с 1890-х годов, В-лимфоциты были полностью описаны только в 1960-х.
Лимфоциты являются элитными единицами
Как выглядят лимфоциты? На рисунке 10 вы можете увидеть, как они выглядят под микроскопом. Большинство из них не очень большие, чуть заметнее эритроцитов, и имеют крупное ядро, которое занимает почти всю клетку, оставляя мало места для митохондрий (которые обеспечивают энергию), рибосом (которые синтезируют белки) и аппарата Гольджи (который делает все понемногу).
Рисунок 10. Лимфоцит
Приблизительно 10 % лимфоцитов крупнее, имеют меньшее ядро, содержат больше рибосом и митохондрий. Как правило, это активированные лимфоциты. Но что это значит?
Иммунный ответ представляет собой процесс, требующий больших затрат энергии.
Именно поэтому бо льшая часть лимфоцитов, проходящих через кровь, находится в спокойном состоянии, «патрулируя город», как сказал бы Фэри, но без траты чрезмерной энергии или ресурсов. Они подобны гражданским охранникам, которые ездят на своем Nissan Patrol и следят за тем, чтобы в тихом городке Саморе не было инцидентов, требующих их вмешательства.
Однако, когда что-то внезапно происходит, они начинают действовать. Начальник патруля принимает сигнал и уведомляет Оперативную службу о необходимости задать взбучку правонарушителям, как будто опасные наркоторговцы забаррикадировались в доме и расстреливают других плохих парней, укрывающихся за стеной. Затем прибудет много элитных подразделений, таких как GRS, GAR или UEI[21], которые будут действовать определенным образом в зависимости от ситуации. Эти мускулистые и проворные красавчики вооружены впечатляющим арсеналом, чтобы противостоять опасностям. Активные лимфоциты крупнее и обладают способностью производить различные вещества, необходимые для должного иммунного ответа; им нужно больше пространства для органелл. Знаете, как говорит Хосе Мота: «Дайте мне место – будет мне счастье».
Я уже рассказала о нейтрофилах, гнойниках и о том, что в них содержатся гранулы с определенными веществами. Что ж, в других клетках они тоже содержатся – такие называют гранулоцитами. Их меньше, чем нейтрофилов, но это не значит, что они менее важны. Гранулоциты делят на эозинофилы и базофилы. Эозинофилы[22] выполняют основную функцию защиты от паразитов, например глистов. Так как сейчас мы практически не подвержены заражению глистами, клеткам, бедным, становится скучно, и они увеличиваются при таких заболеваниях, как аллергия, астма или крапивница. Базофилы заряжены гистамином – веществом, ответственным за симптомы аллергии, когда мы ею страдаем, хотя гистамин также влияет и на многие другие органы. Антигистаминные препараты воздействуют на это вещество, облегчая симптомы аллергии, но не устраняя ее причину.
Тучные клетки, о которых я уже упоминала, находятся во многих местах организма, но помните: их не должно быть в крови. Они служат для защиты от бактерий, паразитов и различных токсинов. Внутри у них много гистамина, поэтому выглядят они как базофилы, но содержат и гепарин. Да, это антикоагулянтное вещество, которое вводят в область живота, когда вы попадаете в больницу на операцию или вам не повезло оказаться с ногой в гипсе. Эти клетки также важны при остром воспалении и называются мастоцитами, или тучными клетками, потому что, когда Эрлих смотрел на них, он вообразил, что они съели кучу питательных веществ. Поэтому он и окрестил их Mastzellen, что с немецкого значит что-то вроде «откормленные клетки».
Мы уже рассмотрели нейтрофилы, лимфоциты, эозинофилы и базофилы, обнаруживаемые в анализе крови, и тучные клетки, находящиеся в тканях.
Если вы посмотрите на свой последний анализ, то увидите, что там значится еще один тип лейкоцитов – моноциты, названные так потому, что они имеют одно ядро. Удивительно! По-видимому, у других кажется, что их несколько, из-за их характерных долей.
В крови присутствуют разные виды моноцитов, которые, как и нейтрофилы, поедают микроорганизмы и другие частицы.
Но самое интересное в моноцитах то, что они могут трансформироваться в макрофаги и дендритные клетки. Кто это?
Макрофаги – это клетки, присутствующие во многих тканях организма: печени, кишечнике, поджелудочной железе, жировой ткани – повсюду; даже в мозгу у нас живут видоизмененные макрофаги, о которых я вам уже говорила (микроглия). Как следует из их названия, макрофаги – обжоры.
Дендритные клетки, с другой стороны, называются так потому, что они имеют своего рода разветвления и присутствуют прежде всего в тех местах, которые соприкасаются с внешней средой, например на коже, слизистых оболочках носа, легких или кишечнике. Они едят то, что появляется на этих поверхностях, чтобы обработать их, а затем передают кусочки съеденного (например, бактерии) другим клеткам[23].
Они как жандармы Гражданской гвардии, контролирующие границы. Да, я о тех, что появляются в телевизионных программах. Представим, что на границу прибывает фургон, попавший в Испанию на пароме.
Трудолюбивая Гражданская гвардия считает его подозрительным и решает осмотреть груз. Обнаруживается, что внутри есть загадочный пакет, и не очень понятно, все ли в порядке с водителем фургона.
Наверняка сотрудник Гражданской гвардии возьмет пакет и попросит у водителя права и паспорт, а затем покажет все другим коллегам. Если выяснится, что водитель приезжает не в первый раз и ведет себя как законопослушный человек, а в пакете находится 5 килограммов обычной крупы, они пропустят фургон без дальнейших вопросов.
Однако если у водителя есть записи о правонарушениях, а в пакете отмечаются следы марихуаны, будут задействованы необходимые полицейские и судебные механизмы.
Если же за этим стоит организованная преступная группа, то будет начато целое расследование, в котором гвардии помогут другие подразделения соответствующего органа.
Точно так же дендритные клетки находятся на наших границах (барьерах), фиксируя все, что происходит, и потому важно, чтобы они показывали другим клеткам то, что им удается поймать, в дополнение к сигналам о текущей обстановке. Если на барьерах образуется среда, полная патогенов и токсинов, вероятно, то, что поглотила дендритная клетка, на всякий случай вызовет воспалительную реакцию иммунной системы, даже если ничего плохого не происходит.
Как будто кучка наркоторговцев, фальшивомонетчиков, контрабандистов и прочих неугодных вдруг сосредоточилась на конкретном погранпереходе. Гражданская охрана пограничного контроля передаст эту информацию и отправит подкрепление из разных подразделений, чтобы разобраться со всеми плохими парнями разом.
С другой стороны, макрофаги затем и расположены в органах – ни барьер, ни пограничный контроль не могут работать без перебоев, и иногда «особи» могут проникнуть туда, куда не должны, как наемники разъяренной микробиоты, о которых мы говорили ранее. Например, в головном мозге и печени макрофаги поглощают и отлавливают все: от микроорганизмов до инородных частиц и остатков мертвых клеток. Бесполезно иметь безупречный пограничный контроль, если мы не контролируем преступные элементы внутри нас независимо от их происхождения, верно?
Эта шишка на шее…
Все рассмотренные нами клетки, а также различные молекулы иммунной системы находятся в разных жидкостях организма, чаще всего – в лимфе и крови. Мы уже знаем, что такое кровь и что ее состав, клетки и молекулы, мы можем разобрать с помощью анализа. Но про лимфу забывают до тех пор, пока она не вызывает проблемы. Слово «лимфа» происходит из латыни и означает «вода», из которой, как и любая другая жидкость в нашем организме, в основном и состоит. Крошечные кровеносные сосуды, называемые капиллярами, перемещают избыток жидкости в пространство между клетками. Оттуда она собирается в лимфатические капилляры, которые становятся более крупными лимфатическими сосудами, пока не достигают грудной клетки и не впадают в крупные (подключичные) вены.
В лимфе нет эритроцитов, но есть лейкоциты. Та, что идет от рук и ног, практически прозрачная, а от живота – беловатая. Так как сердце не тянет и не выталкивает лимфу, 3 литра, которые мы производим в день, циркулируют по телу с очень медленной скоростью.
На пути к подключичным венам лимфатические сосуды проходят через лимфатические узлы, где множество лимфоцитов собирают, например микроорганизмы.
В дополнение к защитной функции лимфа переносит интерстициальную (межклеточную) жидкость и жиры из пищи в кровь, поэтому, поступая из кишечника, она содержит липиды, которые придают ей молочно-белый цвет.
Как я уже упоминала ранее, мы вспоминаем о лимфе, только когда что-то идет не так. Лимфедема (отек) часто встречается у женщин, страдающих от рака молочной железы, если нарушены пути оттока лимфы. Существует также и очень неприятная болезнь под названием «элефантиаз», или «слоновая болезнь». Она развивается из-за того, что черви-паразиты препятствуют циркуляции лимфы, и та скапливается в ногах и даже в половых органах, непропорционально увеличивая объем соответствующих частей тела. О ней редко говорят, несмотря на то, что она поразила около 120 миллионов человек и еще более 1,2 миллиарда человек рискуют заболеть ею. Прилагаются усилия по ее искоренению, но, как это часто бывает с болезнями, поражающими лишь развивающиеся страны, прогресс идет очень медленно.
Наверняка вы хоть раз слышали про лимфатические узлы, которые образуют скопления по ходу лимфатических сосудов. В размере они достигают нескольких миллиметров, хотя иногда разрастаются и до 2 сантиметров, и имеют форму почки или боба. Находиться они могут по всему телу. А теперь подумайте о том периоде, когда вы простудились или заболели тонзиллитом… Вспомнили? Что ж, эта болезненная шишка, выступившая у вас сбоку на шее, была лимфоузлом, защищавшим вас от плохих микробов.
Большой, болезненный, мягкий узел обычно признак инфекционной природы заболевания. Когда узел твердый, как камень, и прикрепляется к окружающим тканям, это плохой признак, так как может свидетельствовать о наличии злокачественной опухоли.
Типичным примером является туберкулезная золотуха – инфекция, при которой узел становится огромным и даже лопается, чтобы избавиться от содержимого. Другой поражавшей лимфоузлы инфекцией, очень известной, в особенности благодаря историческим романам и фильмам, была бубонная чума. При ее течении бактерия Yersinia pestis очень болезненно воспаляла узлы, вызывая появление уплотнения.
Селезенка и костный мозг
Другими органами иммунной системы являются селезенка, костный мозг и тимус.
Селезенка, кроме того, что представляет собой место образования эритроцитов у плода и кладбище старых эритроцитов, является настоящим иммунным органом. Антигены также попадают в селезенку и, помимо прочих функций, вырабатывают тип антител, о которых мы чуть позже поговорим. Хоть мы и можем жить без селезенки, когда у человека отсутствует этот орган (например, из-за несчастного случая или травмы, требующей его удаления), его следует вакцинировать против инфекций, вызванных определенным типом бактерий, таких как пневмококк или гемофильная палочка.
Костный мозг выполняет множество функций, но очень важной является производство клеток иммунной системы. Все они родом отсюда!
О вилочковой железе я уже говорила при обсуждении Т-лимфоцитов. Кроме того, такие структуры, как барьеры, о которых я вам уже писала, и другие, такие как миндалины, пейеровы бляшки (скопления лимфоидных тканей, присутствующих в тонкой кишке), лимфоидные фолликулы (скопление лимфоцитов, которые находятся повсюду) и аппендикс также участвуют в защите организма.
Чтобы эффективно общаться, мы должны понимать, что все по-разному воспринимают мир, и использовать это знание в качестве руководства в общении с другими.
Тони Роббинс
Как вы видели, существует множество видов клеток. То, как нас защищают, например, фагоциты, мы ясно понимаем: они напрямую пожирают болезнетворные микроорганизмы. Но как защищают нас те, кто не посвящает себя съедению первого попавшегося? И, с другой стороны, как клетки узнают, что делают их сородичи?
Если бы каждое подразделение работало само по себе, без связи с другими, они не смогли бы эффективно выполнять свои функции. Когда происходит исчезновение и последующее досадное обнаружение тела, следователь со своим помощником, скажем сержантом и капралом, в одиночку дело не раскроют. В романах Лоренцо Сильвы, например, главные герои – сержант Бевилаква и капрал Чаморро, но их всегда поддерживают множество коллег из других отделов. Им может потребоваться техническая помощь либо из криминалистической лаборатории, либо, уже в наши дни, от инженеров-специалистов по анализу компьютерного оборудования или мобильных телефонов. Другим придется расспрашивать соседей и горожан, чтобы отыскать среди них свидетелей. В случае необходимости поискать улики в море или реке они задействуют отряды с катерами и, возможно, водолазов… Но можете ли вы представить, чтобы они не разговаривали между собой? Как они смогли бы поймать плохого парня и отдать его под суд?
Иммунитет работает так же.
Иммунные клетки должны взаимодействовать как друг с другом, так и с остальными клетками нашего тела, чтобы ответить на угрозу определенным образом.
Но что это значит?
Вспомните, когда вы в последний раз болели гриппом, COVID или простудой. Что вы больше всего хотели сделать? Наверное, завалиться и проспать несколько дней, чтобы наконец отдохнуть. Эта часть болезненного поведения – то, что ваша иммунная система делает для экономии энергии, чтобы организм мог сосредоточиться на исцелении.
Кроме того, остальная часть организма также взаимодействует с иммунной системой: мозг должен передать ей информацию, например, об условиях окружающей среды; мышцы, кишечник и жировая ткань взаимодействуют с нашей защитой и т. д.
Дело не в том, что они разговаривают по телефону или посылают сообщения в мессенджерах. Хотя было бы неплохо, правда? Собственно, примерно об этом нам и рассказывали в «Жила-была жизнь», где быстроногие посыльные несли рулоны бумаги с инструкциями для каждой ситуации. В XXI веке разговор мог бы звучать примерно так.
Кишечник: «Эй, ребята, у меня внутри много еды! Можете сделать свое дело».
Мозг: «Я ЗНАЮ. Я еще до тебя знал, что будет еда. Скажи мне, ты уже наелся?»
Кишечник: «Чувствую себя сытым, но человек продолжает что-то в меня запихивать».
Иммунная система: «Пойду посмотрю, что там у вас».
Печень: «Мозг, почему человек постоянно насыщается фруктозой? Я набрал так много жира, что чувствую себя фуа-гра. Скажи ему что-нибудь. Например, что уже не время есть. Солнце давно село!»
Мозг: «Прости, печень, ты же знаешь, что нас здесь несколько, и некоторые любят легкоусвояемые углеводы. Еду на ночь я даже не комментирую. Мы устраиваем марафон Netfl ix».
Печень: «Никто не может этого вынести. Я собираюсь стрелять, и не завтра, сегодня!»
Иммунная система: «Ну вот! Еще кусочки глютена, много сахара, и еще кое-что, чего я толком не знаю, но на всякий случай немного воспалюсь. Выглядит не очень хорошо. Мозг, ты слышал?»
Мозг покинул чат.
Иммунная система: «Ты посмотри, у него уже мозговой туман… В последнее время ему не хватает энергии».
Как иммунная система взаимодействует?
Клетки иммунной системы взаимодействуют главным образом двумя способами. Один из них – почти прямой контакт. На поверхности мембраны все клетки имеют разные молекулы, которые могут выполнять множество функций, но одна из них заключается в том, чтобы представляться другим клеткам.
Точно так же, когда гвардия носит униформу, служащие понимают, к какому подразделению принадлежит тот или иной человек и каково его место в иерархии, просто по типу униформы, знакам звания, значкам и медалям. То же самое происходит в нашем обществе со специалистами в области здравоохранения, персоналом супермаркетов, садовниками… Все они носят униформу, которая позволяет нам узнать, чем они занимаются. Все мы делаем это в обычной жизни либо потому, что принадлежим к городским жителям, подобно тусклым тяжеловесам или почти устаревшим хипстерам, либо потому, что живем в обществе, где джинсы и футболка – это то, что нужно для звания «человека Запада». Следовательно, по внешнему виду мы можем сделать некоторые выводы о людях.
Помимо этих мембранных молекул, существуют белки, вырабатываемые иммунными клетками, адипоцитами или мышечными клетками, которые обеспечивают связь между различными структурами. Эти белки называются цитокинами – «веществами, которые перемещают клетки». Определенный цитокин не может действовать на все клетки – только на те, у которых есть соответствующий рецептор, подобно тому, как ключ открывает только те замки, к которым подходит. Вы не можете открыть дверь средней школы ключом от начальной школы и детского сада через дорогу.
Таким образом, разные клетки могут продуцировать различные цитокины, которые, в свою очередь, воздействуют на конкретные типы клеток.
По месту исполнения:
Эндокринная система: удаленно.
Паракринная система: на других близлежащих клетках.
Аутокринная система: на самой клетке.
Кто их производит:
Мышцы: миокины.
Печень: гепатокины.
Жировая ткань: адипокины.
Лимфоциты: лимфокины.
Моноциты: монокины.
Много разных клеток: интерлейкины, интерфероны, фактор некроза опухоли.
В зависимости от рецепторов, которые их активируют.
В зависимости от функций.
Мы можем классифицировать цитокины по-разному, как показано в таблице выше. Но чем занимаются цитокины? Честно говоря, было бы проще спросить, что они не делают, поскольку они выполняют сотни различных функций. Например, интерлейкины, которые могут быть вам знакомы, обозначаются цифрами: ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4 и так далее. Наш геном кодирует (для справки) более 50 различных интерлейкинов. В таб лице 5 мы видим некоторые важные их виды. Это не исчерпывающий список, но я включила его ради любопытства. Бардак, знаю – я этого не отрицаю.
А теперь представьте, что каждый из этих белков продуцируется определенным геном в разных клетках и действует на другие, а также что в каждом из этих мест цитокин может выполнять разные функции. С другой стороны, случаются генетические изменения, из-за которых некоторые цитокины не вырабатываются должным образом, и это может вылиться в генетическое заболевание. Кроме того, их производство также зависит от питания, состояния микробиоты, наличия воспалительной среды в организме, наличия инородных веществ, таких как эндокринные разрушители или тяжелые металлы, и даже от душевного состояния человека. Мы знаем, что положительные эмоции связаны с выработкой цитокинов с противовоспалительной функцией, а, например, одиночество или издевательства могут иметь очень негативные последствия для нашей иммунной системы.
p>Дисциплина, изучающая влияние нейропсихологии на иммунную систему, называется психонейроиммунологией.
Многие препараты, действующие на иммунную систему, весьма специфично блокируют некоторые из этих веществ.
Интерлейкины
• ИЛ-1: активирует лимфоциты и макрофаги, вызывает лихорадку и воспаление. В печени он вызывает выработку белков острой фазы[24].
• ИЛ-6: также вызывает воспаление, лихорадку и выработку белков острой фазы. Кроме того, провоцирует активацию В-лимфоцитов и начало их пролиферации.
• ИЛ-17: индуцирует выработку других провоспалительных цитокинов.
• ИЛ-10: интерлейкин «хорошего настроения», обычно с противовоспалительными функциями. Связан с иммунной толерантностью.
Другие
• Интерферон альфа и бета: оба стимулируют противовирусную активность.
• ФНО-альфа: заставляет Т-хелперные лимфоциты дифференцироваться в тип Th 17, активирует нейтрофилы (производители гноя), вызывает воспаление в кровеносных сосудах, выработку белков острой фазы в печени и цитотоксичность во многих клетках. Можно сказать, что это одна из главных молекул воспаления. Неудивительно, что существуют лекарства, которые воздействуют именно на этот цитокин.
• Интерферон-гамма вызывает переключение Th-лимфоциты на тип Thl, что увеличивает выработку молекул типа МНС[25] и активирует макрофаги.
• ТФР-бета[26]: еще один из цитокинов «хорошего настроения», который участвует в подавлении чрезмерного воспаления.
Гемопоэтические цитокины: стимулируют выработку новых клеток в костном мозге. Это такие вещества, как G-CSF, что означает «гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор»; они вызывают производство большего количества гранулоцитов.
Хемокины: цитокины, привлекающие другие клетки. Это множество различных типов веществ, названных буквами и цифрами, например, CCL2, CXCL1, XCL-1 и т. д.
Обнаружение цитокинов предвещало важные изменения в лечении болезней, которые раньше было трудно контролировать, однако они не затрагивают корень проблемы.
Например, несмотря на выработку TNF-альфа, ревматоидный артрит не вызывается этим TNF-альфа, а скорее является маркером последней стадии заболевания. Ранее отмечались и другие триггеры, такие как наличие генетической предрасположенности, на которую воздействуют различные факторы окружающей среды, наряду с кишечным и оральным дисбиозом, которые в конечном счете приводят к воспалению и аутоиммунному ответу. Не лучше ли воздействовать и на причины ревматоидного артрита, то есть на факторы, которые спровоцировали генетическую предрасположенность? Ну конечно же!
Другие важные вещества
В дополнение к этим сигнальным молекулам существует множество других веществ, важных для хорошего ответа иммунной системы.
Белки острой фазы: синтезируются в печени (например, С-реактивный белок или ферритин).
Гистамин: концентрация увеличивается при аллергии. Переизбыток вреден, но и отсутствие его было бы несовместимо с жизнью из-за важных функций, необходимых для работы организма.
Система комплемента: убивает бактерии (просверливая в них отверстия!) и стимулирует воспалительную реакцию.
Барьеры – это первая линия защиты человеческого организма. То, что наша кожа, кишечник, рот и так далее здоровы и имеют сбалансированную микробиоту, важно для правильного функционирования иммунной системы.
Производство слизи, слюны и слез с сотнями различных защитных веществ является фундаментальной частью первой линии защиты.
В иммунной системе есть много разных клеток, каждая из которых выполняет свои функции. Но выделяются фагоциты, которые поедают микроорганизмы, мертвые клетки и другие частицы, и лимфоциты, отвечающие за иммунологическую память и адаптивный иммунитет, о которых мы расскажем ниже.
Клетки иммунной системы взаимодействуют как друг с другом, так и с клетками других систем, а также присутствуют во многих тканях и органах, крови и барьерах.
Глава 4
Иммунный ответ
Старайтесь всегда иметь готовый ответ, даже если склонны передумать.
Ричард Грант
Мы уже рассмотрели клетки, органы и некоторые молекулы иммунной системы и знаем, что такое силы и органы безопасности нашего организма. Но мало поговорили о том, как они нас защищают. Что такое иммунный ответ? Какие типы существуют? Кто участвует в каждом из этапов?
Классификации, которые люди привыкли делать в любой области, всегда несколько искусственны, хотя они помогают нам лучше понять мир. По этой причине в контексте иммунитета мы говорим о разных типах реакции: врожденной и адаптивной.
Люди выполняют действия врожденного характера, такие как сон, еда или хождение в туалет, и те, которым научились, такие как установка будильника, приготовление пищи или вытирание попки трехслойной туалетной бумагой с изображением щенков, благоухающей ароматом цветов.
Первая реакция – это реакция врожденного иммунитета, которым в той или иной степени обладают все живые существа, в том числе растения или бактерии. Она возникает через считаные секунды. Вырабатываемая реакция неспецифична, то есть «имя и фамилия» возбудителя не имеет значения: она всегда будет одинакова. Это связано с тем, что иммунитет реагирует не на конкретные вещества, а на сходные молекулярные структуры целых групп микроорганизмов. Этот тип иммунитета распознает около 1000 различных веществ, которых достаточно, чтобы защитить нас от различных типов инфекционных угроз. Например, грамотрицательные бактерии, такие как Escherichia coli или Pseudomonas aeruginosa, имеют молекулу, называемую ЛПС (липополисахарид). И вот врожденная часть иммунной системы распознает этот ЛПС и одинаково реагирует на любую бактерию с этой молекулой. Когда фагоцит встречает эту бактерию, он говорит: «Эй! Вредитель с ЛПС!» Ведь он «знает», что ЛПС – это плохо, и потому съедает его, а также все, что его сопровождает (всю бактерию, независимо от того, что она собой представляет).
Это как если бы очень крутые шины вдруг вошли в моду, но не были бы сертифицированы, потому что сильно портят асфальт, а их яркий розовый цвет отвлекает других водителей. Как только сотрудники ГИБДД замечали бы автомобиль с шинами цвета фуксии, они останавливали бы его и выписывали бы водителю штраф, будь он хоть ведущий с MTV, ваша бабушка или наркоторговец. Его вина заключалась бы в использовании несертифицированных шин, цвет которых стал бы опознавательным знаком для дорожной службы.
В дополнение к врожденному клеточному иммунному ответу существует также гуморальный компонент, то есть различные защищающие нас вещества, такие как система комплемента (от бактерий) или альфа-интерферон (от вирусов).
До относительно недавнего времени говорили, что этот тип иммунного ответа не имеет памяти, то есть время от времени забывает, что патогенная бактерия уже появлялась в организме, чтобы причинить ему вред. Однако сейчас в научном сообществе говорят о концепции тренированного иммунитета.
Доказано, что врожденная иммунная система может улучшить ответ на новую инфекцию тем же патогеном или его фрагментами.
Это недавнее открытие. Тренировка происходит благодаря эпигенетическим и метаболическим изменениям, то есть тому, как экспрессируются гены молекул, связанных с врожденным иммунным ответом. Таким образом, последующие реакции на патоген будут улучшены по сравнению с первым. Выходит, врожденный иммунитет не такой уж и забывчивый.
Второй тип реакции – адаптивный иммунитет, который есть не у всех живых существ, а только у позвоночных животных. Он состоит из специфического ответа, который генерируется иммунологической памятью. Но что это значит?
Вернемся к знакомому примеру. Представьте, что есть известный торговец наркотиками Олам Омисилам, жестокий и опасный. В первый раз, когда его поймают при совершении им преступления, гвардия возьмет его паспортные и биометрические данные. Потом его отдадут под суд, и Олам сможет провести какое-то время в тюрьме. Когда он выйдет, каждый раз, когда с ним будет сталкиваться Гражданская гвардия, она сможет свериться с базой данных и точно узнать, кто он, хотя сбор данных и выполнение запроса может занять некоторое время. Согласно судебной системе, предполагающей презумпцию невиновности, его не смогут арестовать, если он снова не совершит преступление и его вину не докажут. А вот иммунную систему доказательства не интересуют – она сразу переходит к наказаниям.
Адаптивный иммунитет активируется через несколько дней. При появлении возбудителя в первую очередь реагирует врожденный иммунитет, и только затем в дело вступают клетки адаптивного – лимфоциты, которые участвуют в защите от возбудителя до тех пор, пока он не будет уничтожен, если все идет хорошо. Что, впрочем, не всегда бывает так.
В этом процессе обычно вырабатываются антитела, специфические белки для очень специфической части микроорганизма – антигена.
Антитела также называются иммуноглобулинами, и они находятся в крови, выделениях (таких как кишечная слизь, слюна или сперма) и межклеточной жидкости.
Антитела защищают нас по-разному. Например, распознают и нейтрализуют антигены, активируют систему комплемента (помните, что они могут делать отверстия в бактериях), активируют клетки-обжоры (фагоциты).
Здесь я воспользуюсь преимуществом и расскажу вам, что такое антиген, потому что это понятие крайне важно. Термин «антиген» состоит из префикса «анти-», что означает «противоположный», и «гено», что означает «генерировать, создавать». Ну вот и получается: антиген – это то, что порождает противодействие.
Им, если очень упрощенно, является любое вещество, которое может распознаваться рецепторами адаптивной иммунной системы и вызывать ответную реакцию. Классически антигенами считались вещества, провоцирующие образование антител, но современное определение несколько шире.
Например, шиповидный белок SARS-CoV-2 или S-белок – это антиген. Горсть пыльцы – это антиген. Сахар типа Neu5Gc, присутствующий в мясе млекопитающих, – это тоже антиген. В наших собственных клетках много компонентов, которые являются аутоантигенами, но иммунная система не реагирует на них в нормальных условиях, потому что выработала устойчивость к их присутствию. Для правильного функционирования иммунной системы ей необходимо уметь следующее:
• распознавать патогены и токсины как чужеродные и опасные;
• распознавать безвредные антигены, такие как пыльца или продукты питания;
• различать собственные структуры организма как правильные и хорошие;
• определять момент, когда собственный антиген испортился, например при раке.
Пример
Когда в наш организм вторгается вирус, например знаменитый SARS-CoV-2, он запускает множество защитных механизмов. Как себя поведет адаптивный иммунитет?
Запустится активация Т-лимфоцитов, которые в основном убивают инфицированные клетки, а также протягивают руку помощи В-лимфоцитам.
В-лимфоциты превратятся в плазматические клетки и начнут вырабатывать антитела, изначально относящиеся к типу IgM. Через несколько дней выработаются и другие типы антител, называемые IgG и IgA.
Если все работает нормально, инфекцию получится взять под контроль.
Дополнительная информацияАнтитела типа IgM говорят нам об относительно недавнем заражении. При каждой инфекции они активны в течение разного количества времени. IgG, напротив, появляются позже и могут оставаться в организме годами. Антитела типа IgA секретируются в слизистых оболочках, где готовы действовать в случае повторной попытки проникновения вируса. Эти антитела вырабатываются против различных типов вирусных антигенов. В случае SARS-CoV-2 вырабатываются антитела против S-, N-, M- и E-белков вируса.
Тот факт, что в определенное время в анализе крови не обнаруживаются антитела к этому вирусу или другим возбудителям, не означает, что у вас нет адаптивного иммунитета против данного возбудителя. Иммунитет гуморального типа является лишь частью ответа организма. Кроме того, существует клеточный иммунитет – лимфоциты, которые после первого контакта трансформируются в клетки памяти как Т-, так и В-лимфоцитарного типа, которые помнят свой контакт с вирусом (или чем-то другим), и при следующем воздействии они подействуют намного быстрее.
Каждый из этих лимфоцитов специфичен для патогена, против которого был запрограммирован. Наше тело обладает иммунологической памятью против миллионов различных антигенов, однако оно не вырабатывает антитела против всех из них постоянно (табл. 6).
Антитела – это не волшебный белок, который лечит нас от всех болезней.
Есть и антитела, от которых мало пользы. Подумайте, например, о гепатите С. Сейчас мы можем вылечить его современными противовирусными препаратами, но вылеченный человек навсегда останется с антителами против этой болезни. Значит ли это, что он не заразится повторно? К сожалению, нет, поскольку антитела не защищают от инфекции. Собственно, то же самое относится и ко многим другим вирусам: не все антитела нейтрализуют угрозу навсегда.
По этой причине существуют такие вирусы, как гепатит С или ВИЧ, против которых мы еще не смогли разработать эффективные вакцины. Вакцины не творят чудес – скорее стимулируют иммунную систему делать то, что она умеет, то есть вырабатывать антитела и генерировать клетки памяти. Но если наш иммунный ответ не способен избавиться от инфекции, независимо от того, сколько вакцин мы вводим, нам будет трудно добиться эффективного ответа против возбудителя той или иной болезни.
Я уверена, как и все в этой области, что действительно эффективная и защищающая вакцина против ВИЧ однажды будет разработана. Но это требует гораздо больше времени, денег и усилий, чем предполагалось в 1980-х годах, не говоря уже об ужасающем количестве человеческих жизней, потерянных на этом пути.
В предыдущей главе я рассказала вам о многих клетках, но давайте теперь вспомним некоторые особенно специфические – антигенпрезентирующие клетки, которые действуют как мост между врожденным и адаптивным иммунитетом. Они подобны офицеру полиции, который берет отпечатки пальцев преступника в центральном оперативном подразделении и передает их агентам специализированного отдела.
В-лимфоциты способны распознавать разные антигены, однако Т-лимфоциты, хотя и имеют рецепторы, нуждаются в другой клетке, которая укажет на вредителей, частички пыльцы или пищи или что-то подобное.
Представьте себе, например, что существует патоген, который съедается дендритной клеткой и разбирается ею на части. Затем она берет некоторые из этих кусочков и прикрепляет их к белкам, которые сама же и вырабатывает. Эти белки составляют так называемую систему человеческого лейкоцитарного антигена (HLA)[27].
Таким образом, часть вредителя с частью белка HLA выходит из клетки на мембрану. Там встречаются Т-клетка и дендритная клетка, и последняя говорит: «Посмотрите, что я там обнаружил! Опасный вредитель!» Система HLA зависит от генетики, что влияет на реакцию Т-лимфоцитов на частичку вредителя в белке HLA (рис. 11).
Рисунок 11
К примеру, есть люди, которые очень хорошо реагируют на бактерию бубонной чумы. В этих случаях дендритная клетка показывает кусочек чумной бактерии Т-лимфоциту и сопровождает его своим белком, которым говорит: «Озу! Смотри, какой у нас тут вредитель. Избавься от него как можно скорее». И тогда активируется иммунный ответ, который спасает человеку жизнь.
А теперь представьте человека с другой генетикой. В этом случае дендритная клетка скажет Т-лимфоциту: «Посмотри, что у меня здесь. Вроде что-то плохое, но не знаю, может быть, не так уж все и страшно… В общем, посмотри». И на этом история заканчивается, потому что человек умирает от чумы.
Вот почему наша генетика в значительной степени определяет, как хорошо мы можем защититься от определенных патогенов. Генетически детерминированная система HLA дает нам определенную защиту от различных патогенов. Кроме того, система HLA представляет кусочки наших собственных клеток или, например, клеток пересаженного органа иммунной системе[28] и говорит: «Это мое» или «Это чужеродное».
Представьте, что какой-либо возбудитель попадает в ваш организм. Первое, что должна сделать иммунная система, – это ПРИЗНАТЬ, что это нечто представляет опасность. Эта фаза очень важна, потому что, если что-то патогенное не будет признано таковым, мы не сможем от него защититься. С другой стороны, если система распознавания дает сбой и принимает в качестве врагов собственные или чужеродные, но безвредные структуры, это может вызвать аутоиммунное заболевание или аллергию.
Фагоциты – клетки, пожирающие вредителей, – делают это с помощью рецепторов, которые обобщенно называются PRR (pattern recognition receptors[29]), хотя они есть и в других клетках. Всякий раз, когда мы говорим о рецепторах, мы как будто имеем в виду замок, который используется для ключа. Они относятся к разным типам[30] и распознают молекулярные паттерны патогенов[31] – то, что сходно у многих разных патогенов, как одинаковые шины на автомобилях. Существуют также рецепторы, которые распознают вещества, образующиеся при повреждении собственных клеток или тканей организма[32]. Если есть повреждение ткани, как это случилось с Гурфом, когда он получил растяжение, иммунная система должна понять это, активировать процесс воспаления, очистить поврежденный участок, а затем восстановить его. Лимфоциты также могут распознавать патогены. В-лимфоциты обладают антителами на мембране, которые распознают различные антигены, в то время как Т-лимфоциты немного сложнее – им нужны другие клетки, которые сообщат им о наличии вредителей (рис. 12).
Рисунок 12. Распознавание возбудителей и активация иммунной системы
Как только иммунная система понимает, что имеет дело с чем-то опасным, активируются различные клетки и вырабатываются разные типы молекул – тут-то и разворачивается целый комплекс защитных действий.
Одним из защитных действий является воспаление – неспецифический процесс, нацеленный на уничтожение возбудителя или того, что вызвало повреждение, и предотвращение, насколько это возможно, его распространения за пределы организма. Своеобразная точка входа.
Воспаление может быть вызвано различными внешними факторами, а не только патогенными микроорганизмами, хотя последние и встречаются чаще. Например, холод или жара, а также укус насекомого или токсин способны запустить воспалительный процесс. Вспомните, как выглядит ваша кожа после укуса комара или осы – она опухает и краснеет.
Травма (например, растяжение связок или перелом) тоже провоцирует воспаление, как и наличие инородных тел, например занозы. Я помню человека, который упал на опунцию, пытаясь дотянуться до одного из ее плодов. Опунция – это разновидность кактуса. Ее плоды очень вкусны, но, как и все кактусы, имеют много шипов. Что ж, этот бедняга вонзил в себя сотни игл, из-за чего ранки заметно воспалились. У мужчины была лихорадка и постоянные боли в течение недели. Стоит ли говорить, что с тех пор он не ел опунцию?
Отсутствие кровотока в ткани или наличие собственных веществ, таких как мочевая кислота в суставах при подагре, тоже определяются как воспаление.
И да, психосоциальные стресс-факторы также способны его спровоцировать.
Конечно, нельзя забывать и о дисбактериозе – нарушении баланса микробиоты. Хотя это не инфекция, воспалительная реакция все же возникает, даже если она слабо выражена.
Но что происходит, когда возникает воспаление? Реакция всегда одинакова, независимо от типа раздражителя, который ее вызывает. Сейчас мы отлично понимаем клеточные и молекулярные процессы, происходящие при воспалении, но люди знали об этом процессе и гораздо раньше – уже в Античности и египтяне, и китайские, и греко-римские врачи четко описывали классические признаки воспаления. В древности их выделяли 4: отек, покраснение, жар и боль.
Отек – это припухлость воспаленной области. Подумайте о том, как выглядит вывихнутая лодыжка. Отек возникает из-за увеличения количества интерстициальной жидкости, которая находится между клетками.
Покраснение может быть как заметным, так и не очень. В следующий раз, когда вы порежетесь во время приготовления пищи (будьте осторожны, я не хочу, чтобы это случилось), обратите внимание, как быстро краснеет рана. В основном это связано с расширением сосудов: в воспаленной области они увеличиваются в диаметре, и к ним поступает больше крови с клетками, которые участвуют в процессе воспаления. Кроме того, происходит увеличение проницаемости этих сосудов, а это значит, что соединения между клетками сосуда становятся более рыхлыми – так клеткам и молекулам крови (и жидкости) легче выйти из сосуда. И, конечно же, поскольку крови становится больше, повышается температура воспаленного участка.
Что касается боли, то она обусловлена выделением различных веществ, которые раздражают болевые рецепторы. В этом заключен глубокий эволюционный смысл: нужно быть осторожным с опухшим участком и обращать на него внимание. Тело как бы говорит нам: «Эй! Что-то не так, сделай что-нибудь».
Боль при острой травме очень важна для нашего выживания. А если вы так не считаете, вспомните диабетиков, у которых проблемы с кровотоком в ногах и которые также страдают от повреждения нервов, из-за чего не могут чувствовать боль от раны на подошве стопы или между пальцами. Так как у них ничего не болит, они не знают, что есть проблема, и, следовательно, не лечат рану, которая может инфицироваться и воспалиться вплоть до кости. В крайних случаях это может привести к ампутации. Так что да, существование боли имеет смысл. И при острых травмах она позволяет нам планировать дальнейшие действия.
Сегодня, благодаря врачу и патологоанатому Вирхову, есть и пятый признак, заключающийся в нарушении функции воспаленной части. Если вы сильно порезали палец во время приготовления обеда, у вас уже есть предлог не мыть посуду: «Мистер Вирхов сказал, мой опухший палец лишает меня некоторых функций, так что я не могу мыть посуду».
Вирхов был одним из тех ученых, который постоянно упоминался в медицинских исследованиях, пока мы учились в университете. Его считают основателем современной патологии, а также социальной медицины, так как он подтвердил, что вспышка сыпного тифа была вызвана ужасными условиями жизни. Кроме того, он был первым, кто предположил, что болезни начинаются в клетках. И пусть он не получил Нобелевскую премию по медицине ни в одном из трех случаев, когда его номинировали, он ее заслужил.
Конечно, он не был прав во всем, поскольку не думал, что бактерии могут вызывать болезни, да и дарвиновская теория естественного отбора не казалась ему убедительной. Его учениками были такие люди, как Роберт Кох, автор известных постулатов Коха, и Эдвин Клебс, давший свое имя бактерии клебсиелла.
Короче говоря, воспаление – это то, что красное, опухшее, теплое, доставляющее боль, а также плохо работающее. Это легко понять, если представить себе вывихнутую лодыжку, флюс или порез. Но происходит ли то же самое внутри тела? Да, хотя мы этого и не видим. Происходящие клеточные и молекулярные явления одни и те же. Появляется множество клеток врожденного иммунитета, которые активируются и вырабатывают вещества, участвующие в воспалении, каждая со своими функциями: от фагоцитоза, осуществляемого нейтрофилами, до явления, известного как респираторный взрыв. Когда фагоциты активированы, они поглощают много кислорода, который генерирует некоторые вещества, вроде перекиси водорода, щелочи и оксида азота.
Кроме того, собственные клетки организма повреждаются либо патогенным агентом, либо острым воспалением. Но происходит и кое-что интересное: поврежденные клеточные мембраны выделяют арахидоновую кислоту – молекулу жира, которая является предшественником эйкозаноидов, веществ, вызывающих острое воспаление[33]. Они действуют как местные гормоны воспаления. Позже мы поговорим о том, как медикаменты предотвращают производство некоторых из них для борьбы с воспалением.
Другие молекулы, возникающие при воспалительной реакции, – гистамин и серотонин. Последний наиболее известен как нейромедиатор счастья, также имеющий сотни функций вне мозга.
Читать бесплатно другие книги:
