«Иммунитет» в переводе с латинского значит «избавление»
«Вирусы – штука опасная. Они могут вызывать очень тяжелые заболевания, вплоть до онкологических. Внедрение вируса в клетку может приводить не только к ее гибели, но и к началу неконтролируемого деления – образованию опухоли. Миллионы вирусов давно бы погубили человеческую цивилизацию, если бы не иммунная система, защищающая нас от всего чужеродного. Клетки иммунной системы «поедают» вирусы или же вырабатывают против них особые белки – антитела, которые связываются с вирусом и блокируют его, препятствуют его проникновению в клетку, то есть, по сути, делают безвредным».
Андрей Сазонов. «Мифы о микробах и вирусах: как живет наш внутренний мир»
«Несметное множество невидимых глазу бактерий таится повсюду, куда ни взглянешь, чего ни коснешься. Они только и ждут подходящего случая, чтобы заявить свои права на эту сказочно-изобильную живую глыбу теплого, сочного, податливого белка и доступной энергии – человеческое тело. Может, мы и рады бы забыть, что они всегда рядом, но вездесущая телевизионная реклама всяких моюще-чистящих средств и пестрящие в выпусках новостей сообщений про разную гадость, которую то и дело обнаруживают на дверных ручках, магазинных тележках, компьютерных клавиатурах, кухонных разделочных столах, подушках, без устали напоминают, что зараза окружает нас на каждом шагу. Наслушавшись гигиенистов, невольно начинаешь удивляться, как это мы вообще до сих пор живы. Просто чудо какое-то!
Это и правда чудо. Фантастическое, озадачивающее, непростое чудо. А имя ему – иммунная система. И моя книга – о ней. Но сначала одна важная оговорка. Эта книга не поможет вам принимать более осознанные решения насчет вашего здоровья. Она не сделает ваш рацион более калорийным, не придаст больше блеска вашей шевелюре, не продлит вам молодость, не уменьшит ваши страдания при ежегодном зимнем гриппе, не улучшит баланс вашей кредитной карты. Кроме того, эта книга специально написана так, чтобы не способствовать школьной успеваемости. У меня аллергия на всякого рода полезную информацию, так что я включил сюда как можно меньше таких сведений. Среди моих любимых особенностей иммунной системы – тот факт, что ее работа обычно не требует нашего постоянного внимания. Система эта тихонько действует где-то на заднем плане, подобно деликатной уборочной службе. Мы замечаем ее, лишь когда что-то пойдет совсем уж не так».
Айдан Бен-Барак. «Почему мы до сих пор живы?»
«Мы уделили достаточно места беспристрастному анализу мотивов микробов-возбудителей. Теперь вернемся к нашему собственному эгоистичному интересу – остаться живыми и здоровыми, – для которого первое средство – это как раз уничтожение всякой заразы. Одна из самых распространенных реакций нашего организма на вторжение патогена – повышение температуры. Опять же мы привыкли смотреть на жар как на «симптом», как будто это лишь неизбежное порождение болезни, не выполняющее никакой функции. Между тем изменение температуры тела находится под нашим генетическим контролем и не происходит просто так. Некоторые микробы более чувствительны к перегреву, чем наши собственные тела. Поднимая температуру, организм на самом деле превращается в нечто вроде печки, в которой микробы должны успеть погибнуть до того, как мы спечемся сами.
Еще одна обычная для нас реакция – мобилизовать иммунную систему. Белые кровяные тельца и другие клетки организма начинают активно выискивать и убивать вторгшихся чужаков. Вырабатывая конкретные антитела против конкретного патогена, организм уменьшает риск повторного заражения после выздоровления. Мы знаем, что от некоторых болезней, например от гриппа и простуды, можно защищаться лишь на время – у нас всегда будет оставаться шанс подхватить болезнь снова. Однако от других болезней – от кори, свинки, краснухи, коклюша, побежденной в настоящее время оспы – мы получаем пожизненный иммунитет благодаря антителам, выработанным в результате единственной инфекции. В этом и заключается принцип вакцинации – стимулировать производство антител, фактически не вынуждая организм переносить заболевание, для чего в него вводится мертвый или ослабленный штамм микроба».
Джаред Даймонд. «Ружья, микробы и сталь: история человеческих сообществ»
Зараза окружает нас на каждом шагу. Наслушавшись гигиенистов, невольно начинаешь удивляться, как это мы вообще до сих пор живы. Просто чудо какое-то!
«Наука – это сразу много чего. Метод, странствие, путь к власти, корпус знаний, то, что ты любил или ненавидел в школе, головоломка из бесчисленного множества фрагментов, сила добра и зла, производящая и пищу, и бомбы. Возможно, ее величайший успех состоял и, вероятно, будет состоять еще некоторое время в лечении болезней.
И все же лечебное средство, присущее самому человеческому телу, – иммунная система, и оно гораздо мощнее любого придуманного нами лекарства. Большинство микробов наш организм устраняет самостоятельно, мы об этом едва догадываемся. За многие десятилетия мы начали понемножку разбираться, как это работает, – проверяя, что происходит, когда клеток какого-то вида нет или их в избытке, когда ген заблокирован или усовершенствован, когда химический механизм задействован или отключен. Шаг за шагом, время от времени оступаясь, мы разрешили множество загадок иммунной системы человека. Но, как и Солнечная или финансовая системы – как любая большая система, – иммунная система не утрачивает таинственности. У любой теории есть трещины, всякая мысль применима к отдельным обстоятельствам, да и только, всё – лишь некоторое приближение. Тысячи людей, в том числе и я сам, продолжают посвящать дни и целые жизни решению оставшихся загадок. Однажды мы, вероятно, найдем великую единую теорию иммунной системы, несколько принципов, в точности запечатлевающих, как это все работает, или какую-то одну диаграмму, которую можно напечатать на футболке. Но эта мечта может никогда и не воплотиться. Не исключено, что и стремиться-то к ней – оплошность.
Вероятно, иммунная система – и биология человека в целом – гораздо многообразнее, чем мы ныне склонны воображать. Физики уже давно научились жить со странным фактом, что свет иногда ведет себя как волна, а иногда – как частица. То, как мы мыслим себе свет, зависит от того, как мы его измеряем; любой выборочный взгляд слишком узок. Мне кажется, сложность иммунной системы означает, что она и действовать должна странно. Ее поведение нельзя объяснить на пальцах, в паре слов – эдак «иммунная система нужна для того, чтобы отслеживать возникающие угрозы» или «чтобы различать свое и чужое». Это все полезные соображения, они сильнее метафор, но слабее законов, управляющих каждым конкретным случаем. Поскольку иммунная система, как и вся биология человека, эволюционировала без всяких принципов в своем основании, возможно, без толку и искать их.
В ближайшем будущем, независимо от того, сумеем мы описать иммунную систему в простых понятиях или нет, нам, вероятно, под силу будет прогнозировать динамику самочувствия человека, сняв с него несколько точных замеров – подробный анализ разных кровяных клеток, допустим, – и введя эти данные в математическую или моделирующую симуляцию (так же как математика – единственный способ описать поведение света). Тем временем, применяя имеющееся у нас знание, мы можем с умом выбирать, как вести себя в жизни, и создавать новые лекарства для борьбы с инфекциями, раком, аутоиммунными болезнями и другими недугами.
Но смерть устранить не удастся, обещаний рая не будет. Далее ступать следует осторожно – и крепко думать, прежде чем браться что-то лечить. Не все глухие люди рвутся в мир звука. И до чего же ошеломляет, что в Великобритании в 1950–1960-е гомосексуальность считалась болезнью, которую следует лечить женским гормоном эстрогеном или же электрошоком. Наука – это сразу много чего, но есть кое-что, чем она быть не должна: она не имеет права добиваться какого бы то ни было совершенства в человеческом теле.
И с моей точки зрения, и с точки зрения, думаю, многих других, в постижении нюансов мы кое-что обретаем. Мы видим себя теми, кто мы на самом деле есть, а это возвышает нас над обыденностью. Ключевой смысл науки – как знания и как странствия – в том, что мы ускользаем, воспаряя».
Дэниел М. Дэвис. «Невероятный иммунитет. Как работает естественная защита нашего организма»
Айдан Бен-Барак, которого мы уже упоминали, изучавший медицину и микробиологию в Иерусалимском университете, написал книгу «Почему мы до сих пор живы?».
Речь в книге о микробах. Преимущественно злостных, способных вызывать различные недомогания. «Известно, что везде и всюду нас подстерегает несметное множество невидимых глазу бактерий и вирусов, только и ждущих удобного случая, чтобы проникнуть внутрь нашего организма. Большая часть из них – возбудители опасных и тяжких болезней. Но удивительное дело – мы до сих пор живы! А спасает нас от всей этой нечисти наша иммунная система», – писал Айдан Бен-Барак.
6.1. Вакцинация
«О существовании внутри живых организмов веществ, способных бороться с инфекционными агентами, было известно давно. Об этом свидетельствует старинный русский способ хранения молока, когда в крынку опускали лягушку. Секрет желез кожи этого животного обладает антимикробными свойствами и не позволяет молоку скиснуть.
В медицине Древнего Китая и Индии для заживления ран и снятия симптомов воспаления также использовали кожу лягушек. Этот же метод вьетнамские хирурги практиковали во время войны в 1960-х годах, когда не хватало медикаментов и инструментов для лечения ожогов у солдат. Для заживления ран также использовали личинки мух. С древнейших времен было известно о пользе меда и о его целебных свойствах. В наши дни ученые обнаружили, что мед обладает антимикробным действием».
Екатерина Умнякова. «Как работает иммунитет»
«Еще в глубокой древности заметили, что одним и тем же инфекционным заболеванием дважды, как правило, не болеют. Восточные народы знали, что грозные и губительные эпидемии оспы иногда протекают в более легкой форме. В Китае, например, это достигалось предварительной прививкой оспы здоровым людям. Делалось это просто: корочки с оспинок (пустул) больных людей собирали, перетирали в порошок, который вдыхали носом. В Турции гной из пустул втирали в надрезанную кожу. Проведенное таким образом искусственное заражение вызывало заболевание оспой, но протекало оно в легкой форме, а главное – человек приобретал иммунитет к болезни».
Алиса Самуиловна Самсонова. «Микробы против микробов»
В ближайшем будущем нам, вероятно, под силу будет прогнозировать динамику самочувствия человека, сняв с него несколько точных замеров.
«А вот что касается биологии вакцинации, то здесь все довольно-таки прямолинейно: иммунной системе демонстрируется патоген, она реагирует на него, и эта реакция создает иммунную память, которая в дальнейшем помогает организму противостоять последующему заражению данным патогеном. Вакцины существуют во многих вариантах: в двух самых известных и широко используемых применяется ослабленная форма вируса и убитый вирус, однако есть и другие типы вакцин, создаваемых так, чтобы они обладали как можно большей иммуногенностью (способностью вызывать иммунный отклик) при минимальной патогенности (способности вызывать заболевание)».
Айдан Бен-Барак. «Почему мы до сих пор живы?»
Слово «прививка» ныне известно всем, а вот родственное ему понятие «вариоляция» оказалось забытым. Какая между ними разница? Вариоляция – это введение в больной организм небольшой дозы инфекции в строго контролируемых условиях. А при вакцинации применяют уже мертвых или ослабленных микробов.
Эти два способа борьбы с инфекционными болезнями возникли в Британии в начале ХVIII века. Тогда началась эпидемия оспы, и британская королевская семья встревожилась за здоровье своих детей. Известно, что оспой болеют лишь раз в жизни. Слухи о прививках уже были распространены. И чтобы проверить действенность подобных мер, было решено сначала произвести подобную пробу на узниках тюрем.
И вот 9 августа 1721 года на руках и ногах шести приговоренных к смерти тюремных узников были произведены надрезы. В них втерли пробы кожи и гноя, взятые у больного оспой. Еще одной заключенной ввели образцы кожи и гноя в нос. Результат этого медицинского эксперимента? Все заключенные явили признаки оспы, но затем все-таки выздоровели.
6 сентября 1721 года король Георг I помиловал приговоренных добровольцев, и их выпустили на свободу. Мы-то сейчас понимаем суть того, что тогда произошло. Иммунные системы бывших узников уберегли их сразу от двух казней – от эшафота и от оспы.
Обычно тему прививок принято начинать с имени англичанина Эдварда Дженнера (1749–1823). Долгие годы он был сельским врачом в окрестностях городка Беркли. Ему было известно, что доярки никогда не болеют оспой. И однажды Дженнера осенило. Возможно, все дело тут в том, что эти женщины соприкасаются с коровьей оспой, с легкой вирусной инфекцией, которая у людей проявляется лишь небольшими оспинками на руках.
Тогда Дженнер решился на ставший позже легендой научный эксперимент. 14 мая 1796 года он берет пробу гноя у доярки Сары Нелзм, заразившейся коровьей оспой от коровы по кличке Цветик, и затем прививает этим веществом Джеймза Фиппса, восьмилетнего сына своего садовника. Позже Джеймзу вводят гной пациента, больного теперь уже не коровьей, а обычной оспой. И Джеймз, на удивление, не то что остался жив, а даже не заболел!
Дженнер на 75 страницах публикует за свой счет известие о своей научной победе. Сначала эту небольшую брошюру можно было достать лишь в двух лондонских магазинах. Но 17 сентября 1798 года выходит уже серьезное издание труда Дженнера, и он вскоре обретает громкую и заслуженную славу. Кстати, само слово «вакцина» было предложено другом Дженнера, хирургом Ричардом Даннингом. На латыни, языке врачей, «корова» – это vacca.
Стоит еще отметить, что новый метод предупреждения опасных заболеваний вначале имел массу противников. Так, к примеру, среди простого люда шла молва, что, дескать, привитые люди могли распространять болезнь среди непривитых. Поскольку сама процедура вакцинации была достаточно дорогостоящей, получалось даже, что богатые якобы заражают бедных.
Не одобряла вариоляцию-вакцинацию, введенную Дженнером, и Церковь. Ведь оспу считали наказанием за грехи, поэтому борьба с ней приравнивалась к сопротивлению воле Господней. Порой нововведение встречало даже массовое сопротивление. Когда в американском городе Бостоне вспыхнула эпидемия оспы, в дом, где пытались проводить вариоляцию, бросили гранату.
Среди простого люда в XIX веке шла молва, что привитые люди могли распространять болезнь среди непривитых. Поскольку сама процедура вакцинации была достаточно дорогостоящей, получалось даже, что богатые якобы заражают бедных.
Так было вначале, но постепенно вакцинация входила в жизнь. Когда шла Война за независимость в Америке (1775–1783), солдатам Континентальной армии Джорджа Вашингтона прививаться было строго запрещено. Вашингтон не мог себе позволить, чтобы его армия месяц приходила в себя после прививок. Он предпочитал бороться с оспой при помощи карантинов. Но когда стало ясно, что противники-британцы, поголовно привитые заранее и поэтому обладающие иммунитетом к оспе, не терпят никаких лишений, Вашингтон кардинально изменил свое решение. Теперь всех бойцов его армии прививали уже на стадии зачисления в войска.
Мораль данного раздела? С фактами трудно спорить. Во-первых, даже во времена самых жестоких пандемий (смотри первую главу этой книги) не все поголовно заболевают. Значит, их организмы способны противостоять заразе. Во-вторых, организмы заболевших как бы приобретают «второе дыхание», если им оказать какую-то помощь – осуществить вариоляцию или прививку. Но отчего все это происходит? Наука не сразу дала ответ на этот коварный вопрос.
6.2. Илья Ильич Мечников (1845–1916)
«Охота за микробами всегда была непредсказуемым и довольно путаным делом.
Привратник, не имеющий надлежащего образования, был первым человеком, увидевшим микробов; химик вывел их на чистую воду и указал на таящуюся в них угрозу; скромный сельский врач превратил охоту за микробами в нечто, напоминающее подлинную науку. Вся история охоты за микробами полна нелепейших фантазий, блестящих откровений и сумасшедших парадоксов. А в соответствии с этим другая молодая наука, наука об иммунитете, носила точно такой же характер, ибо неукротимый Мечников, основоположник этой науки, вовсе не был спокойным и трезвым исследователем, а скорее, напоминал истеричных героев романов Достоевского.
Илья Мечников был евреем, родился в 1845 году на юге России и, не достигши еще двадцатилетнего возраста, сказал сам себе: «Я обладаю волей и способностями; я одарен природным талантом и достаточно честолюбив для того, чтобы сделаться выдающимся исследователем».
Поступив в Харьковский университет, он позаимствовал у одного из профессоров редкий в те времена микроскоп и, не имея еще абсолютно никакой научной подготовки, сел и начал писать большие научные работы. Иногда он на несколько месяцев забрасывал университетские занятия, но не для забавы, а для чтения, и читал не романы, а сложные научные труды о «кристаллизации белковых веществ» и страстные политические прокламации, обнаружение которых полицией грозило бы ему ссылкой в Сибирь на каторжные работы. Он просиживал ночи напролет, выпивая бесконечное количество чаю и проповедуя товарищам (предтечам большевиков) атеизм, так что в конце концов они прозвали его «Бога Нет». Затем за несколько дней до экзаменов он сразу нагонял все, что пропускал за много месяцев. Его чудовищная память, напоминавшая скорее усовершенствованный фонограф, чем человеческий мозг, дала ему возможность написать своим родным, что он стал одним из лучших выпускников университета и получил золотую медаль.
Он вечно старался обогнать самого себя. Он бомбардировал научные журналы своими статьями. Наведя микроскоп на какого-нибудь случайного жучка или клопа, он тотчас же садился и писал ученый труд. А на следующий день, посмотрев внимательно на объект своего исследования, уже видел перед собой совершенно иную картину. Тогда он спешно писал в редакцию журнала: «Прошу задержать печатание моей рукописи, отправленной вам вчера. Я обнаружил в ней ошибку». А если редакция иной раз вовсе отказывалась печатать его статью, он приходил в ярость и горестно восклицал: “Ах, мир меня не понимает!”»
Поль де Крюи. «Охотники за микробами»
Зачинателем иммунологии по праву следует считать русского (родился в Харьковской губернии Российской империи) и одновременно французского (долго работал и скончался в Париже) биолога, лауреата Нобелевской премии в области физиологии и медицины Илью Ильича Мечникова. Познакомимся с жизнеописанием этого крайне удивительного человека.
Мечников (1845–1916) – биолог, основоположник эмбриологии, сравнительной патологии и микробиологии, зоолог, почетный член Петербургской академии наук (1902). Родился на Украине. По отцовской линии Илья Ильич происходил из старинного молдавского боярского рода. Мать – дочь известного еврейского публициста и просветителя Лейба Неваховича, считающегося основателем так называемой русско-еврейской литературы.
Еще в детстве проявился интерес мальчика к природе. Может быть, толчком к этому послужил учитель старшего брата, студент-медик. Школьное образование Ильи началось сразу со второго класса, но вскоре, забросив неинтересные предметы, он увлекся естественными науками. Уже в пятом классе он стал участником научного кружка, а через год перевел книгу Груве «Взаимодействие физических сил».
В школе Илья Мечников был частым гостем на лекциях в Харьковском университете. Однако после окончания гимназии с отличием (1862) он отправляется в Германию, в Вюрцбургский университет. Но через короткое время возвращается, будучи удивленным холодным приемом и равнодушием со стороны русских студентов и квартирных хозяев. Поступает на естественное отделение физико-математического факультета Харьковского университета.
В 1863 году он заявил о своем желании быть отчисленным из Харьковского университета. Столь странный поступок быстро объяснился – вскоре Мечников самостоятельно освоил всю учебную программу и сдал экстерном все экзамены. Следующий год молодой ученый посвятил экспедиции на остров в Северном море. Там он изучал разные формы морских животных и налаживал контакты с ученым миром. По наущению знаменитого ботаника Фердинанда Кона[24] Мечников устроился на работу к не менее известному зоологу Рудольфу Лейкарту[25].
О своих исследованиях он успешно заявил на съезде ученых в Гиссене, в 1864 году. Талант юного ученого не остался незамеченным. Благодаря выдающемуся русскому хирургу Николаю Ивановичу Пирогову (1810–1881) он получил стипендию и вместе с тем возможность полностью посвятить себя науке, оставив заботы о пропитании.
Илья Ильич, работая в лаборатории Лейкарта, сделал несколько важных открытий из жизни круглых червей. Позже он перебирается в Неаполь, где посвящает себя эмбриологии, работая с русским биологом и эмбриологом Александром Онуфриевичем Ковалевским (1840–1901). Итогами этих трудов стали премия Бэра, полученная в 1865 году, и защищенная в 1867 году диссертация об эмбриональном развитии рыб и ракообразных.
Получив докторскую степень, Мечников начал преподавательскую деятельность в Петербургском университете. Скучая в шумном городе, он часто проводил время с друзьями. Именно там он и познакомился со своей будущей женой Людмилой Федорович. Девушка была больна туберкулезом, и следующие четыре года после свадьбы все силы и деньги Мечникова уходили на безрезультатную борьбу с ее болезнью. После смерти жены ученому было очень тяжело прийти в себя. Отличавшийся впечатлительностью и тонкой душевной организацией, он даже пытался покончить жизнь самоубийством. Спасла его, как ни странно, слишком большая доза принятого морфия, которая вызвала рвоту.
В 1870 году Мечников перебирается в Одессу, где читает студентам зоологию. Через пять лет он снова влюбляется и женится на своей студентке. Девушка была моложе его на 13 лет. Через некоторое время молодая жена заболевает брюшным тифом, и Мечников в отчаянье и страхе, что снова останется одиноким вдовцом, вводит себе бактерию возвратного тифа, но супруги, к счастью, выжили.
В 1881 году Мечников (ему всего 36 лет) подает в отставку. Это был своеобразный протест против политических репрессий в России. Переехав в Италию и поселившись в Мессине, он продолжает заниматься наукой и вскоре делает открытие, изменившее многие его взгляды. Изучая личинки морских звезд, он обнаружил блуждающие клетки, названные им фагоцитами, которые поглощали чужеродные тела. Осуществив несколько исследований и проведя параллель с человеческим организмом, Мечников открыл явление «фагоцитоз». Это было первым шагом к выстроенной им позже стройной теории об иммунитете.
Охота за микробами всегда была непредсказуемым и довольно путаным делом. Привратник, не имеющий надлежащего образования, был первым человеком, увидевшим микробов, химик вывел их на чистую воду, а сельский врач превратил охоту за микробами в нечто, напоминающее подлинную науку.
В 1886 году ученый снова возвращается в Одессу, где проводит исследования и возглавляет первую в России бактериологическую станцию, которая занимается разработкой вакцин против бешенства, холеры, сибирской язвы. Однако многие упрекали Мечникова в отсутствии медицинского образования, из-за чего ему пришлось снова уехать за границу.
В 1888 году семья Мечниковых покинула Россию. Луи Пастер, заинтересовавшись трудами Мечникова, посвященными исследованию иммунитета, предложил ученому возглавить лабораторию Пастеровского института. Илья Ильич был первым, кого Пастер пригласил работать в только что построенный институт. Впервые увидев Пастера, Мечников был поражен теплом и доброжелательностью, с которыми его приняли. Нет ничего удивительного в том, что, когда здоровье Луи Пастера стало сдавать и ему пришлось отойти от дел, он поручил руководить исследовательским центром института именно Илье Ильичу Мечникову.
Остаток жизни Мечников прожил со своей второй женой Ольгой Белокопытовой в Париже. Детей у них не было. По воспоминаниям жены, «он считал преступным для сознательного человека производить на свет другие жизни». Однако Мечниковы с удовольствием принимали участие в воспитании братьев и сестер Ольги.
В 1908 году Илья Мечников и Пауль Эрлих получили Нобелевскую премию за труды по иммунитету. Проживая до конца жизни в Париже, Мечников не терял связей с Россией. Он систематически переписывался с Климентом Аркадьевичем Тимирязевым, Иваном Михайловичем Сеченовым, Иваном Петровичем Павловым, Николаем Алексеевичем Умовым, Дмитрием Ивановичем Менделеевым и другими видными учеными.
Переживания, связанные с началом Первой мировой войны, тяжело повлияли на Мечникова, ухудшили его и без того слабое здоровье. Обострившаяся болезнь сердца после нескольких инфарктов миокарда стала причиной смерти. Илья Ильич Мечников умер в Париже в возрасте 71 года. Он завещал свое тело на медицинские исследования с последующей кремацией и захоронением на территории Пастеровского института, что и было выполнено.
6.3. Клеточники против гуморалистов
«Прошли долгие годы после создания Э. Дженнером вакцины против оспы, прежде чем в 1883 году русский ученый И. И. Мечников открыл способность белых кровяных телец активно захватывать и поглощать попавшие в организм агрессивные микробы. Белые тельца крови – лейкоциты обволакивают проникший в организм микроб и подвергают его внутриклеточному перевариванию. Это явление И. И. Мечников назвал фагоцитозом (от греч. фагос – «пожирающий», китос – «клетка»), а белые кровяные тельца – фагоцитами. Более 30 лет И. И. Мечников и его ученики изучали фагоцитоз как защитную реакцию организма. Прежде чем получить возможность продемонстрировать способность лейкоцитов животных поглощать болезнетворные микробы, ученые проделали большое количество опытов на представителях различных ступеней зоологической лестницы. В 1882 году И. И. Мечниковым был поставлен простой опыт на личинках морской звезды. В прозрачное тело личинки он ввел шип розы и через несколько часов обнаружил, что вокруг шипа скопилось большое количество клеток, «бросившихся» защищать место вторжения инородного тела. Экспериментируя далее, он использовал в качестве агрессора споры Monospora bicuspidate, которые ввел в тело прозрачных рачков – дафний. Наблюдения под микроскопом показали, что подвижные клетки быстро начинают поглощать споры, спасая дафнию от неминуемой гибели. Эти опыты послужили своеобразным мостиком для перехода к изучению защитной роли фагоцитоза у высших животных. Учение о фагоцитозе легло в основу клеточной, или гуморальной, теории иммунитета, получившей всемирное признание».
Алиса Самуиловна Самсонова. «Микробы против микробов»
Мать Мечникова в детстве насмешливо звала его «господин Ртуть». Илья был очень подвижным ребенком, доставляющим родителям много хлопот. Он чуть было не утонул в пруду, в котором ловил рачков. Когда в доме возник пожар, маленький Илья кинулся в горящее здание спасать своего брата.
Советский литератор Евгений Мар[26] в книге о микробах «Человек и невидимки» пишет про Мечникова:
«Его занимало в мире природы все маленькое и беспомощное: бабочки, червячки, рачки, крошечные рыбки. В их жизни мальчик искал подобие нашей, человеческой. И мог расплакаться над раздавленным муравьем.
“Господину Ртуть” было всего восемь лет, когда он, бывало, усаживал своих сверстников на стулья и играл с ними в школу, всегда выбирая роль учителя. Самых маленьких из слушателей Илья, сам чуть не плача, уговаривал сидеть спокойно, пока он – их учитель – рассказывает им про своих рачков и рыбешек.
В харьковской гимназии Мечников стал организатором научного кружка “Союз учащихся”. И получил от товарищей новое прозвище: “Мечников – бога нет”.
Илья еще учился в гимназии, но уже посещал лекции в университете. Ему приходилось для этого снимать гимназическую форму и надевать штатское платье. Гимназистам посещать университет было запрещено.
Харьковский университет Мечников окончил за два года. Первую свою работу напечатал в шестнадцать лет.
Как-то Илья Ильич взял микроскоп у знакомого студента. И таинственный невидимый мир бесконечно малых существ приковал его к себе на всю жизнь».
Мечникову было всего 20 лет, когда он сделал свое самое важное открытие. Позднее на своем портрете, подаренном Мечникову, Луи Пастер написал: «На память знаменитому Мечникову – творцу фагоцитарной теории от искренне преданного Пастера».
О моменте рождения фагоцитарной теории (эксперименты велись в Италии, на морском побережье) сам Илья Ильич Мечников рассказывал так:
«Однажды, когда вся семья отправилась в цирк смотреть каких-то удивительных дрессированных обезьян, а я остался один над своим микроскопом, наблюдая за жизнью подвижных клеток у прозрачной личинки морской звезды, – меня сразу осенила новая мысль. Мне пришло в голову, что подобные клетки должны служить в организме для противодействия вредным деятелям.
До биолога Мечникова фактически никто не изучал иммунную систему, ибо не было особых причин подозревать, что такая штука существует.
Чувствуя, что тут кроется нечто особенно интересное, я до того взволновался, что стал шагать по комнате и даже вышел на берег моря, чтобы собраться с мыслями. Я сказал себе, что если мое предположение справедливо, то заноза, вставленная в тело личинки морской звезды, не имеющей ни сосудистой, ни нервной системы, должна в короткое время окружиться налезшими на нее подвижными клетками, подобно тому, как это наблюдается у человека, занозившего себе палец. Сказано – сделано. В крошечном садике при нашем доме я сорвал несколько розовых шипов и тотчас же вставил их под кожу великолепным, прозрачным, как вода, личинкам морской звезды. Я, разумеется, всю ночь волновался в ожидании результата и на другой день рано утром с радостью констатировал удачу опыта. Этот последний и составлял основу “теории фагоцитов”, разработке которой были посвящены последующие 25 лет моей жизни».
Но вернемся к главной теме данной главы – к иммунитету. До Мечникова фактически никто не изучал иммунную систему, ибо не было особых причин подозревать, что такая штука существует. Да, микробы могут заражать организм, наносить ему всевозможный вред. И тут сам собой все чаще стал возникать вопрос, что же может мешать микробам причинять человеку зло.
И вот Мечников показывает, что с различными паразитами организм борется с помощью собственных подвижных клеток. Что подвижные клетки или белые кровяные тельца – это лейкоциты, которые расправляются с чужеродными микробами.
За примерами далеко ходить не надо. Человек занозил палец, в ранку лезут гноеродные микробы. Возникает воспаление. Скопившиеся лейкоциты захватывают и пожирают (переваривают) микробов. Эти вот подвижные клетки были названы фагоцитами. Так начала зарождаться фагоцитарная теория иммунитета.
А как же другие мнения об иммунитете? Они возникли еще при жизни Мечникова. Ряд ученых на основании своих опытов доказывали, что организм защищается от болезнетворных микробов вовсе не фагоцитами, а особыми веществами – антителами, которые существуют в жидкой части крови. Эта теория получила название гуморальной («гумор» – жидкость).
Возник жаркий научный спор целлюларистов («клеточников») и гуморалистов. Забавно, что первые были в основном французами, вторые же – сплошь немцами. Французы настаивали, как и Мечников, что иммунитет является результатом взаимодействия живой клетки с чужеродным антигеном. Немцы же, гуморалисты, рассматривали иммунитет с химических позиций, уделяя главное внимание антителу. Тут возникает вопрос, откуда оно взялось? Как образуется?..
И не случайно и очень символично то, что Нобелевскую премию 1908 года разделили два ярких представителя конфликтующих течений в иммунологических исследованиях – «клеточник» Илья Ильич Мечников и ярый гуморалист Пауль Эрлих, о котором мы подробно рассказывали выше.
Но как это обычно и случается, под напором фактов горячий спор постепенно утих. Враждующие стороны научились уважать взгляды оппонентов. А Айдан Бен-Барак в книге «Почему мы до сих пор живы?» венчает этот период становления иммунологии такими красивыми словами:
«Сегодня мы понимаем, что клеточный и гуморальный подходы дополняют друг друга. Подобно слепцам, ощупывавшим слона в известной притче, первые иммунологи пытались определить “форму” иммунной системы по различным ее частям. Мы до сих пор не знаем во всех подробностях, как же выглядит этот слон. Может статься, это и не слон вовсе».
6.4. Танатофобия, или навязчивый страх смерти
«Человеческое существование, каким оно является на основании данных наличной природы человека, может радикально измениться, если бы удалось изменить эту природу. Человеческая жизнь свихнулась на полдороге, и старость наша есть болезнь, которую нужно лечить, как всякую другую».
Илья Ильич Мечников
«Во время своей длительной тяжкой болезни он часто настаивал на том, чтобы я рассказала «последнюю главу» его жизни, надеясь своим отношением к смерти уменьшить страх других перед нею. Кроме того, он говорил, что люди редко сознательно доживают свой век; еще реже достигают они развития «инстинкта смерти», а потому такой пример интересен и должен быть описан. По мере сил своих исполняю его волю».
Ольга Николаевна Белокопытова, жена И. И. Мечникова. Из ее книги «Жизнь Ильи Ильича Мечникова»
«И, насытившись жизнью, он уснул вечным сном».
Библейское изречение
Тему «Мечников и микробы» хочется продолжить, но уже в несколько ином ключе. А для начала напомним читателям имя известного британского писателя Олдоса Леонарда Хаксли (1894–1963). Хаксли принадлежал к династии выдающихся английских ученых и деятелей культуры. И конечно же, он был много наслышан о микробных открытиях.
В 1939 году Олдос Хаксли пишет роман «Через много лет». Главный герой романа Джо Стойт, голливудский магнат, панически боится смерти. Его личный врач Обиспо озабочен поиском чудодейственного средства, которое могло бы продлить жизнь хозяина.
Биолог Мечников считал, что старость и смерть у человека наступают преждевременно из-за самоотравления организма микробными и иными ядами.
Поминая Мечникова и ставя в пример природных долгожителей – крокодилов и черепах, Обиспо заставляет своего патрона объедаться «пюре из потрохов и фекалий» чудовищных карпов. И все это для того, чтобы заменить микробов в своем кишечнике и тем самым добиться личного бессмертия.
Литературоведы полагают, что этот роман развенчал попытки достичь бессмертия, вечной жизни, на физиологическом уровне. Поиски эликсира жизни кончаются в романе тем, что, дожив до двухсот лет, мужчина и женщина превращаются в обезьян…
Очень вероятно, что Олдос Хаксли был знаком с английскими переводами книг И. И. Мечникова «Этюды о природе человека» (1903) и «Этюды оптимизма» (1907). С его учением об ортобиозе. Это введенное Мечниковым слово означало правильную, разумную жизнь, долгую и счастливую.
Мечников верил, что с помощью науки и культуры человек в состоянии преодолеть противоречия человеческой природы, подготовить себе счастливое существование. Добиться естественного и бесстрашного перехода «инстинкта жизни» в «инстинкт смерти».
Если продолжить размышления о страхе, то стоит вспомнить еще один его вид – танатофобию, навязчивый страх смерти. Это один из самых глобальных и вечных страхов человечества, лежащий в основе многих мировых религий. Основатель научной геронтологии Илья Ильич Мечников в работе «Биология и медицина» отмечал: страх смерти – один из главных признаков, отличающих человека от животных.
Страх смерти составляет одну из величайших забот человека, писал Мечников, осознание неизбежности своего конца не дает в полной мере насладиться жизнью многим людям. Решение проблемы Мечников искал в науке. Именно она должна удлинить срок жизни человека и помочь ему осознать естественность и закономерность умирания.
Мечников считал, что старость и смерть у человека наступают преждевременно, в результате самоотравления организма микробными и иными ядами. Наибольшее значение Мечников придавал в этом отношении кишечной флоре. На основе этих представлений он предложил ряд профилактических и гигиенических средств борьбы с самоотравлением организма: ограничение потребления мяса, стерилизация пищи.
Однако основным средством в борьбе против старения и самоотравления организма человека Мечников считал болгарскую молочнокислую палочку. Он первый в мире оценил значение открытия болгарского студента Стамена Григорова[27].
Еще в 1905 году Мечников, как директор Института Пастера, пригласил молодого болгарина в Париж, чтобы тот прочел лекцию о своем открытии перед светилами микробиологии того времени. В 1907 году были опубликованы результаты первого в мире медицинского исследования функциональных свойств болгарской палочки и болгарского кислого молока.
Мечников лично повторил исследования Григорова, чтобы убедиться в их состоятельности. Изучая вопрос старения и собрав данные по 36 странам, Мечников установил, что самое большое количество «столетников» в Болгарии – 4 на 1000 человек. Он связал это с болгарским йогуртом (в Болгарии его также называют кисело мляко – «кислое молоко»).
В своих трудах Мечников стал пропагандировать широкой общественности полезность болгарского йогурта. Сам он до конца жизни регулярно употреблял не только молочнокислые продукты, но и чистую культуру болгарской палочки.
Однако Мечникова интересовали не только частные вопросы. Он размышлял над тем, сколько лет должен жить человек? Являются ли болезни и старость неизбежными и обязательными? Или это все нарушение нормального, пока еще не осознанного нами хода вещей? И он полагал, что только наука способна ответить на эти извечные вопросы.
Говоря о труде Мечникова «Этюды о природе человека», его вторая жена Ольга Николаевна Белокопытова пишет:
«В этой книге он рассматривал старость как патологическое явление. Он видел одну из самых крупных дисгармоний человеческой природы в том, что ни старость, ни смерть не сопровождаются естественным инстинктом к ним. Выполнение физиологических отправлений приводит к усталости, пресыщению и необходимости отдыхать: после активного дня человек чувствует инстинктивную потребность покоя и сна. Между тем в зрелом возрасте он вовсе не ощущает инстинктивного желания состариться, а состарившись – умереть. Наоборот, крайне редки случаи стремления к смерти, и никто не желает стареть. Это противоречие в ряде других естественных явлений составляет тем большую дисгармонию нашей природы, что играет огромную роль в психической жизни».
Ольга Николаевна продолжает:
«Но как объяснить страх человека перед таким общим и неизбежным явлением, как смерть? Как объяснить отсутствие инстинкта к ней? Илья Ильич предполагает, что такая дисгармония нашей природы зависит от того, что смерть так же преждевременна, как и старость, и наступает раньше, чем успеет развиться естественный инстинкт к ней. Это подтверждается тем, что очень старые люди чувствуют насыщение жизнью и испытывают потребность к смерти, подобно тому, как нас клонит ко сну после активного дня. Поэтому мы вправе надеяться, что когда предел жизни отодвинется благодаря успехам науки, то инстинкт смерти будет успевать нормально развиться и заменит тогда страх перед смертью. Смерть, как и старость, сделается физиологической, и самая крупная дисгармония нашей природы будет побеждена».
А что сейчас? Так называемая естественная смерть у человека наблюдается крайне редко, лишь у очень дряхлых стариков она наступает в виде спокойного, последнего сна.
Еще Ольга Николаевна Белокопытова пишет следующее:
«Психологические наблюдения привели Илью Ильича к выводу, что пессимизм гораздо более свойственен юношескому, чем пожилому возрасту. Он объясняет это постепенностью развития инстинкта жизни, который вполне проявляется только в зрелом возрасте. С наступлением его человек начинает ценить жизнь; умудренный опытом, он менее требователен к ней, вследствие чего и душевное состояние его становится уравновешеннее».
Если теперь вернуться к ортобиозу, то по мысли Мечникова – это такая жизнь человека, когда на смену активной деятельности приходит спокойная старость, человек проходит весь свой нормальный цикл жизни, инстинкт смерти будет иметь время развиться вполне, и тогда страх смерти исчезает, уступая место чувству пресыщения жизнью и даже желанию смерти.
Впрочем, надо честно признаться, что до таких высот человечество пока еще явно не доросло. Добровольцев уйти в небытие маловато, страх смерти остается актуальным для подавляющего большинства людей – от «зеленых» юнцов до седобородых старцев.
6.5. Превратившись в микроба
«Микробом быть непросто, выживаемость их ничтожна. Лишь очень немногие достигают пункта назначения. Подавляющее большинство гибнет в пути. Гибнет, вообще не приходя в соприкосновение с организмом-хозяином и в результате оказываясь на земле, на стене, в океане, в носовом платке, сунутом в карман. Гибнет от неблагоприятных температур среды, от неприятных веществ на коже, от кислот и пищеварительных ферментов в желудке и кишечнике, от воздействия других видов бактерий, которым нет никакого дела до благополучия новоприбывших и которые конкурируют с ними за пищу, а иногда активно нападают на них. Бактерии-симбионты, обитающие в кишечнике, даже рады донести телу на патогены, посылая химические сигналы слизистой оболочке человеческого кишечника. Эти сигналы заставляют ее укрепляться, тем самым затрудняя проникновение врагов.
Тех микробов, которые все-таки еще не погибли, отпихивает перистальтика кишечника, смывает моча (если они пытаются вскарабкаться по соответствующему пути), или слезы (в глазах), или слюна (во рту), или же их убирают с дороги бдительные реснички эпителия (крошечные волоски, действующие как своего рода ковшовая цепь и выбрасывающие инородные частицы из дыхательных путей и легких).
Патоген, который после всех этих несчастий окажется по-прежнему живым и бодрым, готовым на завоевание человеческого тела, вполне может обратиться к своим уцелевшим собратьям с пламенной речью, как Генрих V в одноименной шекспировской пьесе, вдохновлявший свою армию словами «о нас, о горсточка счастливцев». Но микробы такого не делают, поэтому их победной речи мы не услышим. Однако, как и у армии этого короля, злоключения выживших бактерий тут только начинаются».
Айдан Бен-Барак. «Почему мы до сих пор живы?»
Рассказывать про устройство, характер, особенности иммунной системы человека – занятие сложное, хлопотливое и неблагодарное. Прежде всего, пугают разные специальные малопонятные термины. Ну, вот возьмем слово «патоген». Что это такое? Да просто злостная бактерия или вирус, проникшие в живой организм.
Айдан Бен-Барак, которого мы уже неоднократно упоминали, автор книги «Почему мы до сих пор живы?», отчетливо понимая нетривиальность стоящей перед ним задачи, придумал такую хитрую игру. Он мысленно превратился в патоген, который попробовал и сумел каким-то образом пробраться в тело человека. И тут ему предстоит неминуемая встреча с иммунной системой человеческого организма.
Конечно, не всякий микроб ищет «теплое местечко» в нашем организме. Большинству бактерий человек совершенно безразличен. И лишь некоторые из них ставят себе целью прорвать оборонительные рубежи и превратиться в обладателя богатой микробной добычи – найти обильный источник пищи, тепла, стабильности и возможности множиться в нашем теле.
Вначале стоит сказать пару слов о способах проникновения микробов в организм человека. Самый простой и понятный барьер – кожа. В здоровом состоянии она может стать неприступной преградой. Но этот покров может быть частично разрушен: ранки, царапины, ссадины, укусы насекомых, ожоги. И вот – микроб уже внедрился в глубь тела.
Еще пути проникновения – рот, ноздри, мочеполовой тракт…
Айдан Бен-Барак подробно описывает «экскурсию» микроба внутрь человеческого тела:
«Сумев проникнуть за физическую границу, состоящую из клеток эпителия, вторгшийся микроб тут же испытывает на себе гнев системы врожденного иммунитета – баррикады разнообразных клеток и молекул, любовно сплоченных эволюцией для того, чтобы уничтожать проникающих врагов любыми способами. Патогену кажется, что вокруг него разверзся настоящий ад: ферменты и маленькие антибактериальные пептидные молекулы норовят проесть внесшие слои бактерии; группа белков, которую мы называем системой комплемента, присоединяется к ее поверхности и образует там структуру, которая проделывает зияющую дыру в мембране бактерии (эта дыра носит впечатляющее название комплекса для атаки мембраны, или мембранатакующего комплекса). Если и эти стражи упустят захватчика, к его телу прилепятся особые белки, умеющие распознавать бактерии, тем самым помечая врага для последующего поедания несколькими типами особых клеток, пожирающих бактерии (такие клетки называются фагоцитами): они пытаются заглотить неприятеля и затем переварить его с помощью обжигающих химикатов.
Не всякий микроб ищет «теплое местечко» в нашем организме. Большинству бактерий человек совершенно безразличен.
Разновидность фагоцитов, именуемая макрофагом, не только пожирает бактерии, но и выделяет сигнальные молекулы, провоцирующие воспалительную реакцию. Благодаря ей кровеносные сосуды близ места попадания инфекции становятся более проницаемыми, а кроме того, к этому месту стягиваются другие фагоциты. Для бактерии это означает внезапное появление еще более противных штук, которые намерены ее убить. Клетки в буквальном смысле вылезают из стенок расширившихся кровеносных сосудов и устремляются к врагу».
Мы говорили про то, как иммунная система «гостеприимно» встречает заразных бактерий. Но ведь есть еще и всюду шныряющие вредоносные вирусы. Как на них-то найти управу? Вновь цитируем книгу Айдана Бен-Барака:
«Если патоген представляет собой вирус, а не бактерию, то он будет изо всех сил стремиться заразить клетку-хозяина и не попасться при этом иммунной системе, которая может обнаружить его и поднять тревогу. В таком случае на врага ополчаются антивирусные элементы, незараженные клетки получают предупреждение усилить защиту от вторжения вирусов, а клетки, которые уже заражены, подталкиваются к самоубийству. Этот естественный процесс именуется запрограммированной клеточной смертью, или апоптозом.
Организм действует по правилам чести: ожидается, что каждая клетка сама подаст сигнал, если она заражена или иным образом необратимо повреждена. Молекулы ГКГС (главного комплекса гистосовместимости) класса I, которые имеются на внешней поверхности у большинства типов клеток нашего тела, связывают пептиды (небольшие белковые фрагменты) и выставляют их наружу определенным способом, который понимают иммунные клетки. Это означает, что, когда клетка вашего тела инфицируется вирусом, она тут же отправляет иммунной системе послание: «На помощь! Скорее! Я заражена! Велите мне убить себя, сейчас же!» И иммунная система рада внять этому посланию.
Столь упорядоченное саморазрушение зараженных клеток – в интересах иммунной системы, поскольку их «взрывная» насильственная смерть привела бы к высвобождению вирусных частиц (клетка при этом лопается), а не к их уничтожению. А нам бы этого не хотелось. Впрочем, иногда такой порядок нарушают патогены, которые вторгаются в клетку и ухитряются помешать ей поднять флаг «Заражено». Результат – инфекционное заболевание, несущее проблемы.
Чтобы гарантировать, что такие захваченные клетки, производящие вирусы, не будут оставлены в живых, специализированные клетки – естественные киллеры (ЕК) – выискивают их и уничтожают».
6.6. Иммунитет врожденный и приобретенный
«Как наше тело оберегает себя от внешних угроз?
Чтобы это понять, давайте представим себе средневековый замок: высокие покатые стены, ров с водой, который окружает здание с четырех сторон, котлы с кипятком или кипящим маслом, расположенные при входе над вратами для обороны.
Защитная система нашего организма по своим функциям напоминает средневековый замок. Ее «стены» – покровные ткани или эпителии, которые в том числе мешают инфекциям проникнуть внутрь нашего тела. Жидкая защитная среда организма или воображаемый ров с водой – это слизь носоглотки, мочеполовых путей и желудочно-кишечного тракта. А котлами с кипящим маслом в организме служат антимикробные вещества, которые способны напрямую убивать бактерии и другие вредоносные патогены. Например, желудочный сок, растворяющий потенциально опасные микробы за счет высокого содержания кислоты и различных пищеварительных ферментов. Все перечисленные виды защиты – неспецифические. Их еще называют физиологическими барьерами для инфекций. Они защищают организм в любой момент без каких-либо специальных сигналов.
Кроме неспецифических защитных механизмов, существуют специализированные «инструменты» обороны нашего организма. Они напоминают стражников замка, которые ведут боевое дежурство и действуют в ситуациях нападения противника в соответствии со своей специализацией. Например, антимикробные пептиды – это клетки иммунитета, которые способны «расстреливать» потенциальных возбудителей заболеваний.
Защитная система организма человека действует комплексно на самых разных фронтах. С одной стороны, она при помощи покровных тканей, жидких сред организма и других неспецифических механизмов защиты создает фундаментальный барьер для проникновения и размножения вредоносных организмов, с другой – умеет распознавать угрозу и предпринимать различные по силе и направлению действия, чтобы ее ликвидировать. В крайнем случае – успешно обороняться, если не удается сразу справиться с угрозой».
Екатерина Умнякова. «Как работает иммунитет»
«Период больших открытий еще не закончился. Современный этап развития иммунологии – это молекулярная иммунология. Перед учеными непрерывно стоят совершенно разные фундаментальные вопросы: «Что это?», «Как это работает?» и т. д. А все современные исследования объединяет только один вопрос: «Как на это подействовать, чтобы лечить?» Моя диссертация не исключение, она посвящена толл-подобным рецепторам (о которых вы узнаете из книги), и это все еще очень актуально. Можно сказать, что всем мировым сообществом мы маленькими шагами приближаемся к революции.
Благодаря цепочке кропотливых исследований сейчас мы имеем представление об удивительном мире иммунитета. Иммунитет куда более действенен, нежели любое когда-либо изобретенное лекарство. Это обширная сеть клеток, их рецепторов и регуляторных белков, бесконечно взаимодействующих между собой с одной лишь целью – защитить наш организм от всего генетически «чужого» и даже от самого себя. В своей книге Дэвис рассказывает о врожденных и приобретенных механизмах защиты нашего организма, срабатывающих при необходимости. Это система защиты, которая никогда не спит и ежесекундно проводит невидимую борьбу. Она умеет быстро активироваться, когда это необходимо, и развивать воспаление. Вспомните, как быстро появляются признаки воспаления после пореза. Почти моментально мы ощущаем боль, видим покраснение и отек. Поразительно, правда? Способность организма бороться с болезнью и исцелять себя – одно из великих таинств и чудес природы.
Иммунитет обладает невероятной сокрушительной силой! И как любая сила, она должна быть под жестким контролем, поскольку обладает разрушительными и смертоносными способностями. Удивительно то, что иммунитет осуществляет этот контроль над собой самостоятельно, обладая удивительным регуляторным механизмом».
Белла Брагвадзе. Из предисловия к книге Дэниела М. Дэвиса «Невероятный иммунитет. Как работает естественная защита нашего организма»
Иммунитет куда более действенен, нежели любое когда-либо изобретенное лекарство. Это система защиты, которая никогда не спит и ежесекундно проводит невидимую борьбу. Она умеет быстро активироваться и развить воспаление.
Итак, микроб-пришелец пробрался-таки в наше тело. Теперь надо дать слово иммунной системе. Посмотрим, как она действует, какие форпосты защиты сооружает, какими способами пытается отвадить непрошеных гостей.
Оказывается, существуют два типа иммунитета – врожденный и приобретенный. Будем разбираться, в чем их отличия. На помощь призовем выпускницу биологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета, биохимика, кандидата биологических наук, активного лектора и популяризатора знаний Екатерину Умнякову, автора книги «Как работает иммунитет». Вот что она пишет:
«Врожденный иммунитет – более древний способ защиты организма, чем приобретенный. Не только люди, но и животные обладают врожденным иммунитетом, который сразу реагирует на проникающие в организм патогены – бактерии, грибки, вирусы и многие другие. Получается, что к моменту возникновения у человека первых симптомов недомогания врожденный иммунитет работает в полную силу уже несколько часов. С высокой степенью вероятности именно он через несколько дней избавит организм от инфекции – за исключением тех случаев, когда в теле оказывается не вирус простуды, а более опасный возбудитель. Для того чтобы побороть простудное заболевание, необходимо лишь медикаментозное лечение симптомов. Как шутят иммунологи: «Если лечить простуду, то человек поправится за семь дней, а если не лечить, то за неделю».
Клетки врожденного иммунитета распознают патогены при помощи соответствующих рецепторов – специальных молекулярных структур, которые находятся на поверхности или внутри клеток. Они работают как антенны и могут распознавать не только чужеродные микроорганизмы, но и собственные измененные умирающие клетки и поврежденные молекулы. После того как распознавание произошло, рецепторы подают сигнал клеткам врожденного иммунитета, которые приступают к переработке клеточного и молекулярного «мусора».
Врожденный иммунитет обладает чудесными свойствами: он умеет отличать собственные клетки и компоненты нашего тела от чужеродных и затем реагировать соответствующим образом. Ключевые элементы иммунной системы – большой набор разнообразных молекул-рецепторов. Каждый вид рецепторов настроен на какой-то свой определенный сигнал. И главное тут – распознавание патогенов.
Врожденный иммунитет сразу реагирует на проникающие в организм патогены – бактерии, грибки, вирусы и многие другие. Получается, что к моменту возникновения у человека первых симптомов недомогания врожденный иммунитет работает в полную силу уже несколько часов.
Путать иммунитеты врожденный и приобретенный никак нельзя, пишет в своей книге Умнякова, каждый из них занят своим делом. Она поясняет эти свои слова так:
«Приобретенный иммунитет появился в природе гораздо позже врожденного. Первыми обладателями приобретенного иммунитета считаются древние рыбы. Приобретенный иммунитет усовершенствовал иммунный ответ организма, дополнил его, а в некоторых случаях даже “облегчил” работу врожденному иммунитету. В результате он оказался эволюционно выгоден, поэтому закрепился у разных видов живых существ. Приобретенному иммунитету свойственен феномен иммунологической памяти, представленный лимфоцитами, которые ранее встречались с патогеном и знают, как на него реагировать. Кроме того, клетки памяти хранят информацию о структуре антител, которые они вырабатывают при повторной встрече с патогенами. АНТИТЕЛА – МОЛЕКУЛЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ. Способные метить чужеродные клетки, сигнализируя таким образом другим иммунным клеткам об угрозе и необходимости уничтожить потенциальную опасность. Благодаря клеткам памяти иммунная система экономит время – процессы распознавания и уничтожения с их участием происходят намного быстрее. В некоторых случаях антитела и вовсе препятствуют проникновению инфекции в организм».
Иммунитет для болезнетворных микробов – оружие совершенное и сильное. Но и оно, что неудивительно, дает порой сбои. К примеру, в пылу битвы с инфекцией иммунитет чересчур бурно реагирует на угрозы. От этих чрезмерных усилий могут пострадать невинные ткани организма. Скажем, возникают различные виды аллергии.
Далее, какие-то элементы иммунной системы могут отсутствовать или быть в неисправности. Тогда врачи говорят об иммунодефиците (СПИД – один из таких недугов) или об аутоиммунных заболеваниях. Дело может дойти до того, что иммунная система начнет бороться с каким-то из компонентов родного организма.
6.7. Микробы свои и чужие
«После того как вы познакомились практически со всеми органами, клетками и молекулами иммунитета, у вас могут возникнуть вопросы. Зачем нашей иммунной системе такое количество компонентов? Неужели нельзя обойтись несколькими сигнальными молекулами, двумя-тремя типами клеток, убивающих патогены, и несколькими видами опсонинов – молекул-меток?
К сожалению или к счастью, это невозможно. Для того чтобы прицельно, локально и быстро защищать организм от многих угроз, необходимы различные «инструменты», которые функционируют в рамках иммунного ответа. На его запуск организм тратит большое количество ресурсов. Поэтому существует множество компонентов иммунной системы, благодаря которым борьба с патогенами происходит эффективно и с наименьшими потерями.
Врожденный иммунитет и приобретенный иммунитет реагируют на патогены в организме человека по-разному. И тем не менее при запуске механизмов иммунного ответа и в том, и в другом случае происходит узнавание чужеродных клеток и молекул».
Екатерина Умнякова. «Как работает иммунитет»
«Великий поход за пониманием иммунитета подарил и несколько свежих прозрений во многих других сферах человеческой биологии – например, просветил нас о процессе старения. Среди людей, умирающих от вируса гриппа, 80–90 % – те, кому за шестьдесят пять. Отчего, по мере того как мы стареем, слабеет наша система защиты от инфекций? Почему заживает у нас хуже, а наша подверженность аутоиммунным заболеваниям – выше? Нам уже известно, что ответ на этот вопрос – отчасти в том, что у пожилых в крови несколько ниже концентрация иммунных клеток определенного вида. Вторая часть ответа на вопрос состоит в том, что иммунные клетки пожилых хуже распознают болезнь в организме. Дополнительная трудность старения: пожилому человеку зачастую приходится выдерживать недостаток сна и стресс, что, в свою очередь, влияет на иммунную систему. Выяснение, в какой мере все эти факторы влияют на наше здоровье, бывает невероятно сложным, поскольку почти невозможно обособить их друг от друга. Стресс воздействует на иммунную систему, но он же и взаимосвязан с бессонницей, а потому поди пойми, как именно воздействует первое, а как – второе».
Дэниел М. Дэвис. «Невероятный иммунитет. Как работает естественная защита нашего организма»
«Если ничего не изменить, нас ждет «антибиотиковая зима» – куда более огромная опасность, всемирная эпидемия, которую не удастся остановить. Популяционная биология против нас: мы уже не защищены изоляцией, потому что живем в одной огромной взаимосвязанной деревне. Причем миллионы живут с ослабленной защитой. Когда придет новая чума, она, вполне возможно, будет быстрой и безжалостной, как вышедшая из берегов река, от которой негде спастись. Усугубило ситуацию безответственное, расточительное злоупотребление антибиотиками – думаю, оглядываясь назад, мы назовем эту эпоху именно так. И это самая главная причина, по которой я бью тревогу.
Мы говорили об эре до антибиотиков и эре антибиотиков; если не станем осторожнее, то вскоре нас ждет эра после антибиотиков. Сейчас эту тему всерьез рассматривает Центр по контролю и профилактике заболеваний, и я разделяю их беспокойство. Но я обдумываю другую идею: дело не только в том, что лекарства перестанут действовать из-за резистентности, но и в том, что миллионы людей становятся уязвимее из-за деградировавшей экосистемы. Одно связано с другим, но в нашем тесном мире второй фактор – это всемирный потоп, который может начаться буквально со дня на день».
Мартин Блейзер. «Плохие бактерии, хорошие бактерии: как повысить иммунитет и победить хронические болезни, восстановив микрофлору»
Уже не раз цитируемый нами Айдан Бен-Барак в конце своей книги делает такое, весьма язвительное, замечание:
«И если позволите, одно последнее наблюдение. С недавних пор микробиологи обращают все больше внимания на ту среду, в которой мы живем. Речь идет не о природных зонах вроде “пустыни” или “тропиков”, а о том повседневном окружении, где обычно существует большинство из нас, жителей развитого мира. Почти все время мы проводим в замкнутом пространстве, будь то наш дом, офис, вагон метро или салон автомобиля. И эти пространства обладают иной микробной экологией по сравнению со средой за пределами наших стен.
Мы считаем нормальной такую жизнь в однородных средах, ограниченных теми или иными стенами или стенками, и можем даже решить, что в помещениях существует здоровая, чистая, хорошо регулируемая среда. Однако экологическая микробиология уже сейчас начинает предупреждать: наши тела, практически всю историю человечества жившие на свежем воздухе и лишь недавно столкнувшиеся с проблемой замкнутых помещений, могут испытывать потребность в воздействии разнообразных микробных сообществ, которые мы найдем лишь снаружи, где нет искусственной вентиляции и ковров, целиком покрывающих пол, зато есть целый набор всевозможных экологических ниш и ошеломляющий ассортимент микробов.
Если мы не станем заботиться о природе, то вскоре нас ждет эра после антибиотиков. Дело не только в том, что лекарства перестанут действовать, но и в том, что миллионы людей становятся уязвимее из-за плохой экосистемы.
Те, кто строил наши жилища и оборудовал наши рабочие места, думали об эргономике, вентиляции, температуре, безопасности, эстетике, энергетических требованиях и о тысяче других вещей. Но они не принимают в расчет микробное разнообразие. Воздух есть воздух, чего еще надо? Оказывается, много чего. Вас не удивит, что воздух в помещении населен главным образом теми микробами, которые мы привнесли в него сами. В сущности, мы блуждаем в окружении собственной микрофлоры. А воздух снаружи имеет совершенно иной микробный состав по сравнению с тем воздухом, которым я дышу сейчас… Погодите, открою окно… Вот, так-то лучше. Очень может быть, что нам требуется регулярно получать некую дозу микробов, обитающих на земле и в свежем воздухе. Просто для того, чтобы наши собственные микробы не очень-то наглели.
Теперь все это можно изучать при помощи недавно разработанных методик экологического ДНК-секвенирования, так что следите за рекламой.
“На этом я заканчиваю. Спасибо, что прочли. А теперь пойдемте-ка поиграем на свежем воздухе”».
Айдан Бен-Барак. «Почему мы до сих пор живы?»
Иммунитет, в частности иммунитет человека формировался и совершенствовался тысячелетиями. И все же утверждать, что он абсолютно совершенен и идеален, никак нельзя. Он лишь достаточно хорошо работает – и только.
Айдан Бен-Барак полагает, что достижению полного совершенства мешают три эволюционных фактора. Первый – со многими инфекционными болезнями человеку все-таки удалось справиться. Теперь иное – мы живем в гораздо менее опасной относительно разных заболеваний среде.
Второе – наша иммунная система приспосабливалась к жизни в среде, обремененной множеством микробов. Внезапное (всего несколько десятков поколений) исчезновение этого бремени сбивает иммунную систему с толку.
И третье – с какой это стати мы хотим, чтобы наша иммунная система функционировала без каких-либо сбоев. Никто ее специально не конструировал. И цель у нее была одна – обеспечить проживание на планете все новых и новых поколений людей с иммунными системами. Только и всего.
К слову, считается, что формирование иммунных механизмов у человека начинается уже тогда, когда он представляет собой всего лишь крошечный комочек клеток в чреве матери, а заканчивается примерно в шестилетнем возрасте. Отметим еще, что способность нашего тела противостоять болезням постоянно меняется. Она зависит от времени дня, состояния ума и старения. Так, количество иммунных клеток в крови обычно достигает пика вечером, а меньше всего их поутру.
А теперь еще важное. Иммунитет человека может полагаться на помощь надежного союзника – «своих» микробов, которые прочно обосновались-обжились в конкретном организме. Они дружелюбны, обрели тут, как говорится, «свой стол и дом», совсем не рады новым «чужим» пришельцам и используют различные механизмы, которые ядовиты для вновь прибывших бактерий.
Ваши «коренные» микробы-жители в целом образуют уникальную колонию. Это своеобразная микробная «подпись» вашего тела, подобная отпечаткам пальцев. Она очень стабильна. Вот вы с кем-то поцеловались и, возможно, не раз, обменявшись при этом множеством микроорганизмов. Но проходит пара часов, и глядишь – исходная микробная «подпись» восстанавливает свои очертания. Словно ничего до этого с вами и не происходило.
«После осмысления масштаба иммунной системы и ее хитросплетений вы придете в полный восторг. И я надеюсь, что, познакомившись с целой галактикой внутри себя, вы поймете, какой невероятный и серьезный труд должен быть проделан, для того чтобы доказать не только эффективность метода лечения, но и его безопасность! Большинство исследований далеки от совершенства, а значит, пока рано говорить о методиках для укрепления иммунитета. Возможно, этим средством будет смех, сон или тайцзы. Но на мой взгляд, лучшим средством является знание. Знать свой организм, познакомиться с иммунитетом. Осознать, как уникально и деликатно этот механизм работает внутри нас каждый день. Моя рекомендация как иммунолога только одна – полюбите свой иммунитет, и в этом вам поможет книга Дэниэла Дэвиса».
Белла Брагвадзе. Из предисловия к книге Дэниела М. Дэвиса «Невероятный иммунитет. Как работает естественная защита нашего организма»
«Но мало того. Давно известно: то, что мы воспринимаем, чувствуем и думаем, может существенно влиять на наши иммунные функции. А воспринимаем, чувствуем и думаем мы при помощи нервной системы и ее центрального узла – мозга.
Вполне очевидно, что сенсорные и внутренние стимулы могут влиять на нашу физиологию: даже когда вы просто сидите и смотрите фильм, в вашем организме всевозможным образом меняется содержание гормонов и характер кровообращения. Кроме того, мы уже довольно давно уверены, что такие стимулы способны оказывать немалое воздействие и на то, как действует наша иммунная система. Страдающие длительными приступами психического стресса или депрессии заболевают другими недугами чаще, чем душевно здоровые люди.
Применимо, конечно же, и обратное рассуждение: заболев, мы чувствуем себя иначе. Мы можем ощущать слабость, усталость и раздражительность, даже если хорошо питаемся и вволю спим. Энергетические ресурсы нашего организма не истощены, но нам все равно хочется лечь отдохнуть. Так наша иммунная система сигнализирует, что ей нужно больше ресурсов и она просит нас остаться в постели (а значит, не заразиться и никого не заразить), пока не восстановится нормальная работа всех механизмов тела.
И еще открытия: нейронные рецепторы боли умеют распознавать опасность так же, как это делают иммунные клетки, и координировать свою реакцию с действиями иммунной системы, усиливая воспалительную реакцию еще до того, как последует призыв к иммунному отклику: нервная система, ощутив боль и повреждение, достаточно умна, чтобы подготовить организм к возможному проникновению инфекции в ближайшем будущем.
И еще: блуждающий нерв, который следит за многими важнейшими функциями организма, поддерживает, как выяснилось, прямую связь с иммунной системой. Воспаление нерва приводит к выбросу цитокинов в кровь. Элементы иммунной системы находятся под контролем нейронных сигналов – гормонов, нейротрансмиттеров, тех же цитокинов. Стресс может служить одной из причин астмы. Сон способствует иммунитету: животные, которые спят меньше, обладают меньшим количеством иммунных клеток. Изменения в иммунном поведении мозга могут вносить свой вклад в возникновение наркотической зависимости.
И еще, и еще! Мыши с поврежденной иммунной системой менее способны к обучению. Дофамин, важнейший нейротрансмиттер, напрямую управляет действием регуляторных Т-лимфоцитов.
И так далее, и тому подобное.
Все эти факты складываются в весьма целостный (холистический) взгляд на организм.
Страдающие длительными приступами психического стресса или депрессии заболевают разными недугами чаще, чем душевно здоровые люди.
Теперь уже ясно, что у иммунной системы нет своей отдельной системы связи: во многом она действует посредством тех же молекулярных сигналов (гормонов, цитокинов и прочих), которые применяются другими системами нашего тела. По сути, она участвует в «общении», которое идет по всему организму и которое координирует реакции всего организма в целом на различные ситуации. Звучит как идейка в духе «нью эйдж», правда? И не зря. Мы уже начинаем вполне четко, на уровне молекулярных исследований, понимать пользу для здоровья таких практик, как умственные / физические упражнения или медитация».
Айдан Бен-Барак. «Почему мы до сих пор живы?»
Мы не будем перечислять расположенные в самых разных частях человеческого тела лимфоидные органы иммунитета. И толковать о тимусе и костном мозге, где происходит созревание Т- и B-лимфоцитов, тоже не станем. Кстати, лимфа представляет собой прозрачную вязкую жидкость. Она движется по лимфатическим сосудам за счет сокращения окружающих мышц. Лимфа содержит большое количество лимфоцитов, способных бороться с инфекциями.
Нет, в эти детали вдаваться не хочется, да и наших знаний тут явно недостаточно. Обо всем этом более подробно в своих лекциях могла бы поведать разве что упомянутая выше Екатерина Умнякова. Отметим немногое, но важное. Деятельность нашего мозга, сознание и иммунная система оказываются связанными в единый неразрывный клубок. Поэтому Айдан Бен-Барак в своих текстах оперирует странным и кажущимся совершенно непонятным словом – «психонейроиммунология». Вот что он пишет:
«…вполне вероятно, что в будущем выяснится: причина многих недугов, которые мы сейчас считаем “умственными расстройствами”, кроется (полностью или частично) в какой-то инфекции или в иммунных неполадках.
На протяжении всей книги я часто описывал деятельность иммунной системы словами, которые обычно применяют к деятельности сознания: иммунная система умеет “помнить”, “воспринимать”, “решать”, “откликаться”, “общаться”, она озабочена собственным Я. Иммунные сети сравнивают с нейронными по организующим принципам и по развитию. Может быть, все это лишь метафоры, неточные аналогии? Или просто характеристики любых сетей? Или в разговорах об иммунном познании действительно есть смысл – и мы не зря рассматриваем действия иммунной системы так же, как процессы, идущие внутри нашего мозга?»
Главы про антибиотики и иммунитет хочется увенчать замечательным словесным пассажем из книги Дэниела М. Дэвиса «Невероятный иммунитет. Как работает естественная защита нашего организма»:
«Хотя некоторые лекарства, например пенициллин, напрямую убивают микробов, многие человеческие хвори, от рака до диабета, возможно, лучше всего побеждать лекарствами новаторскими, которые усиливают (или, в некоторых случаях, подавляют) деятельность иммунной системы человека. В отличие от пенициллина и подобных ему лекарств, которые есть в природе, – в случае с пенициллином речь идет о грибковой культуре, – ученым нужно лишь выделить эти вещества. Новые лекарства, воздействующие на иммунную систему, необходимо разрабатывать. У ученых, исследующих иммунную систему, могут возникать соображения, благодаря которым способны возникнуть лечебные процедуры и лекарства многомиллиардной стоимости. Но эти лекарства необходимо совершенствовать так, чтобы они действовали с исключительной точностью. Если чрезмерно активировать иммунную систему, она уничтожит здоровые клетки и ткани, а если полностью отключить, организм сделается уязвим перед всевозможными микробами, с которыми обычно справляется запросто. Потенциальные выгоды поражают воображение, однако последствия оплошностей могут оказаться чудовищными».