Иммунная система – один из самых удивительных и в некотором смысле таинственных игроков команды организма. Она призвана защищать нас от возбудителей заболеваний, вирусов, бактерий, грибков, паразитов, их ядов и последствий вторжения всех этих микроорганизмов на протяжении всей жизни. Испорченные или разрушенные клетки организма также постоянно удаляются иммунной системой. Всякий раз, когда «незваные гости» преодолевают первые анатомические барьеры, то есть поверхность кожи или слизистой оболочки, на линии обороны тут же появляется армада защитников, готовых распознать, уничтожить и удалить врага. На иммунную систему возложена такая огромная ответственность, что иногда под ее грузом она просто сбивается с толку, теряет свою иммунологическую толерантность к организму и начинает его атаковать – в этом случае появляются аллергические реакции и аутоиммунные заболевания. Женская иммунная система особенно активна и может даже отторгнуть «чужеродное существо» в утробе, поэтому, к сожалению, женщины чаще сталкиваются с подобными реакциями иммунитета.
Одна часть иммунной системы является врожденной, другая приобретается в течение жизни. Можно сказать, иммунитет грызет гранит науки, развивая свою иммунологическую память: он запоминает информацию о первом контакте с новыми микробами, обращается к ней при каждой встрече с ними и, заметив изменения, быстрее включает определенный защитный режим.
Лейкоциты и их помощники: где позовут, туда и прибегут
Основа иммунной системы – белые кровяные тельца (лейкоциты), которые образуются из стволовых клеток в костном мозге. Они формируют ряд подтипов, каждый из которых выполняет свои обязанности. Лейкоциты действуют и как агенты секретной службы, призванной распознавать врагов, и как вооруженные силы, устраняющие выявленных врагов. Словом, лейкоциты работают на уничтожение возбудителей заболеваний. Место их дислокации – лимфатические узлы, оттуда они и проникают с разведывательной миссией во все ткани и кровь. В тканях их поддерживает множество местных оперативных групп, членами которых являются клетки-пожиратели. Важнейшие действующие силы врожденной системы защиты представляют макрофаги (те самые клетки-пожиратели), гранулоциты (зернистые клетки) и дендритные клетки (клетки с отростками).
Макрофаги – это прямо-таки стражи-долгожители. Они поедают возбудителей заболеваний, то есть вирусы, грибки, бактерии, опухолевые клетки, а также отмершие клетки тела, клеточный мусор, кровяные пластинки и крошечные сгустки крови. Разобравшись с непрошеными гостями, макрофаги переносят то, что от них осталось, на клеточную поверхность – для специалистов другого подразделения, В- и Т-клеток, это служит сигналом принять дальнейшие меры. Еще макрофаги высвобождают нейромедиаторы воспалительных процессов, потому что реакция в виде иммунного ответа может последовать только после обнаружения воспаления.
Гранулоциты являются самой многочисленной подгруппой белых кровяных телец. Они рождаются в костном мозге, активно размножаются, если в организме развивается инфекция или воспалительный процесс, и живут всего несколько дней. Особенность гранулоцитов состоит в том, что они за считаные минуты могут добраться до места, где требуется их помощь. При исследовании под световым микроскопом гранулоциты окрашиваются разными цветами.
Нейтрофильные гранулоциты, которые не особенно хорошо поддаются окрашиванию, хранят в своих гранулах (маленьких шариках с действующими веществами) уничтожающие врагов ферменты и молекулы, подобные антибиотикам. Прибыв к месту вызова, они поедают патогенов, например бактерий. Этот процесс получил название фагоцитоз. Переваривается такая тяжелая пища с помощью ферментов и токсичных веществ, заложенных в гранулах. Кстати, содержимое гранул также может распространиться в окружающую среду и с помощью высвобожденных кислородных радикалов убить возбудителей заболеваний. Завершив свою миссию, гранулоциты погибают и распадаются. В гное, образующемся при многих видах воспалений, содержится бесчисленное множество этих павших помощников.
Эозинофильные (окрашиваемые в красный цвет) и базофильные (окрашиваемые в синий цвет) гранулоциты встречаются реже, но играют важную роль в защите от паразитов, при воспалительных реакциях и аллергии. Окрашиваемые в синий цвет гранулоциты содержат в своих гранулах среди прочего гистамин и гепарин; нейромедиатор гистамин важен для запуска воспалительной реакции и повышения проницаемости стенок сосудов, поскольку проницаемость позволяет другим защитным веществам достичь очага инфекции.
Дендритные клетки – это узкоспециализированные защитные клетки, своего рода наружные посты охраны нашей иммунной системы. Они выжидают в тканях и прибывают в те области, которые имеют прямой контакт с внешним миром, в первую очередь это слизистые оболочки и кожа.
Едва патогены преодолевают эти барьеры, дендритные клетки уже тут как тут. Их основная задача – захватить нарушителя своей клеточной мембраной и установить его личность, правда, самого нарушителя-патогена в этом процессе приходится рассечь. Далее эти так называемые антигены определенным образом упаковываются, чтобы вступить в реакцию с рецепторами Т-лимфоцитов (Т здесь означает «тимус», в котором созрела клетка). Так Т-клетки узнаю́т, с кем имеют дело, и при необходимости приводят свою армию в боевую готовность.
Противостояние организма болезням зависит не только от этих важных помощников, но и от других столпов защитной системы: кожа и слизистые оболочки полости рта, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и интимной зоны образуют анатомический механический барьер, населенный микроорганизмами-стражами. Их обеспечивают информацией и тренируют бактерии, которые помогают иммунной системе бороться с возбудителями болезней. Множество иммунных клеток несет службу на внешних границах тела, что позволяет им сохранять нерушимость. Поскольку слизистые оболочки постоянно должны перехватывать возбудителей заболеваний и аллергены из воздуха, пищи, а также переданных при прикосновениях, они наделены бесчисленным множеством защитных клеток – на слизистых их столько же, сколько и во всем остальном организме.
Наша иммунная система состоит из множества различных помощников
Барьеры слизистых оснащены всем необходимым для обороны: на химическом уровне им помогает кислая среда рН, на биохимическом – ферменты, на физическом – клетки и слизь, жиры, а также белки. Когда патогены преодолевают эти барьеры, отряды быстрого реагирования мгновенно, буквально в течение нескольких минут, наносят сокрушительный комплексный удар: с помощью участков узнавания клетки-пожиратели убеждаются, что на территорию проникли вредоносные воспалительные вещества и чужеродные частицы – распознаванию их обучать не приходится, потому что это уже заложено в них эволюцией как алгоритм распознавания объектов. Без долгих колебаний они поедают врага и расщепляют его. Помимо клеток-пожирателей, у врожденной иммунной системы есть и другая команда важных игроков – естественные клетки-киллеры. Они уничтожают опухолевые клетки и реагируют на вирусные инфекции. Клетки-киллеры составляют часть данных нам при рождении лимфатических клеток, которые встречаются, например, в кишечнике.
И лишь после того, как враги прорвут оборону этих двух подразделений, в бой вступает приобретенная иммунная защита, несколько более медлительная, но не менее старательная. Хотя ее войско выступает только через несколько часов или дней, его подход отличает чрезвычайная точность: с помощью детального анализа противника – распознавания антигена – ему удается выявить индивидуальную структуру патогена. Полученная информация передается другим бригадам, и они рассредоточиваются для наступления, происходит активация В-клеток, образуются специфические антитела и Т-клетки вместе с антителами убивают возбудителей болезни. Кроме того, на случай повторного вторжения в ближайшие дни или недели формируются клетки памяти[37] (военные стратеги и летописцы, работающие на иммунологическую память).
В дополнение к этой клеточной армии мы также располагаем различными боевыми отравляющими веществами, тяжелой артиллерией и боеприпасами: белки системы комплемента заковывают посягателей в своего рода кандалы и бросают их на съедение клеткам-пожирателям. Антимикробные белки, действующие как антитела, помогают в бою клеткам врожденного иммунитета. Клетки-бойцы бомбардируют захватчиков цитокинами, регуляторными белками, которые активируют другие иммунные клетки и разрушают токсины (полевая почта).
Цитокины – это общий термин для обозначения огромного количества видов боеприпасов со звучными названиями: интерлейкин, интерферон, фактор некроза опухолей и колониестимулирующий фактор. Они обладают широчайшим набором функций. Современные лекарства могут воздействовать на эти факторы, изменяя или блокируя их активность при воспалительных заболеваниях или терапии рака. Дополняют гарнизон ферменты, антитела и воспалительные белки. При наилучшем раскладе все они работают вместе.
Костный мозг и тимус: кровавая глава
Костный мозг отвечает за производство крови на протяжении всей жизни. В нем вырабатываются красные и белые кровяные тельца, а также кровяные пластинки. Одних только красных кровяных телец у взрослого человека вырабатывается около трех миллионов в секунду, общее же количество всех вырабатываемых видов клеток крови исчисляется сотнями миллиардов в день. В детском возрасте этот процесс протекает во всех костях, а у взрослых он активен только в коротких плоских костях скелета, например в ребрах, тазовых или грудине. Костный мозг взрослого человека весит около 1400 г.
Местом его образования является сетчатая соединительная ткань между костными перекладинами. Красные и белые кровяные тельца формируются из стволовых клеток костного мозга. Здесь они постепенно превращаются в клетки-предшественники для двух линий клеток крови: миелоидные клетки полностью созревают в костном мозге. К ним относятся красные кровяные тельца, кровяные пластинки и часть белых кровяных телец. Лимфатические клетки, или лимфоциты, относящиеся к белым кровяным тельцам, для созревания направляются в лимфатическую систему. Она распространяется по всему телу, включая органы, ткани, лимфатические узлы и лимфатические сосуды. Т-лимфоциты созревают в вилочковой железе. Она располагается за грудиной и с начала пубертатного периода начинает медленно разрушаться и покрывается слоем жира. Тогда обязанность «вырастить и обучить» Т-клетки берут на себя лимфатические узлы, селезенка, миндалины и слизистые оболочки.
В течение жизни количество стволовых клеток костного мозга медленно уменьшается, а на их место приходят жировые клетки и клетки соединительной ткани. В результате происходит уменьшение количества лимфоцитов, белых кровяных телец, которые оказывают весьма существенную поддержку иммунной системе. Поэтому с возрастом иммунная защита человека ослабевает, и даже на прививки старые клетки реагируют слабее.
Однако в ближайшее время стареющие кроветворные стволовые клетки, вероятно, можно будет легко поддержать с помощью препаратов, это уже удалось успешно сделать в лабораторных условиях. По крайней мере, стволовые клетки мышей удалось омолодить с помощью вещества CASIN – благодаря этому старые мыши жили на 10 % дольше. CASIN сдерживал обусловленную возрастом гиперактивность белка Cdc42, уровень которого также можно измерить в крови пожилых людей. Следующим шагом было подавление вызывающего воспаление простагландина Е2 – это позволило укрепить иммунную систему мышей, а также поддерживать когнитивные функции их мозга. Но пока на рынке препаратов с такими свойствами нет, дает надежду на «тюнинг» иммунной системы еще один потенциально эффективный метод: данные последних исследований показали, что за два года благодаря снижению уровня поступающих калорий вилочковая железа участников исследования, постаревшая и в значительной степени преобразовавшаяся в жир, обрела новую жизнь. Жира стало меньше, функциональных тканей больше, производство иммунных клеток снова стало набирать обороты. Кроме того, при сниженном потреблении калорий жировые клетки учатся сжигать больше жира, чем сахара.
Лимфатические узлы: наши биопрачечные
Лимфа – это водянистая тканевая жидкость, богатая минералами, микроэлементами, белками, тельцами, переносящими жиры, и белыми кровяными тельцами. Ее путь по телу проходит примерно через 600 лимфатических узлов, половина из которых находится в области головы и шеи. В этих узлах лимфа фильтруется и очищается, а еще, помимо селезенки, тимуса и костного мозга, у взрослого человека они являются важнейшим местом формирования лимфоцитов, подгруппы белых кровяных телец, о которой говорили ранее. Лимфатические узлы перехватывают частицы краски татуировок и распространяющиеся раковые клетки, поглощают инородные тела и вещества; здесь В-лимфоциты ждут, когда антиген свяжется с их рецепторами и активирует их, здесь же формируются Т-лимфоциты, чтобы потом отправиться сражаться или патрулировать местность.
Иногда реакцией лимфатических узлов на бактериальные, вирусные, грибковые или паразитарные инфекции становится их болезненное увеличение. Рак, аутоиммунные заболевания, нарушения обмена веществ или лекарства также могут вызвать рост лимфатических узлов. Опухание лимфатических узлов может быть вызвано в том числе укусом инфицированного комара, расцарапыванием прыща или опоясывающим лишаем.
Но поскольку риск развития раковых заболеваний в пожилом возрасте увеличивается, при опухании лимфатических узлов без явной причины следует обратиться к врачу, если:
• размер лимфатического узла превышает 2 см;
• он быстро растет, становится твердым и округлым;
• несколько лимфатических узлов как бы срослись или их трудно сместить;
• кожа в области лимфатического узла или над ним стала красной, голубоватой, уплотнилась или сочится;
• возникает беспричинный жар, ночная потливость, нежелательная потеря веса, одышка и общее чувство недомогания.
В следующей таблице приведены потенциальные тревожные сигналы, но ознакомление с ней, разумеется, не заменяет медицинского обследования!
Селезенка: это сила
Селезенка вполне могла бы оказаться в главе об органах, но, поскольку ее связь с иммунной системой очень тесная, она появилась именно здесь! Селезенка относится к лимфатической системе, располагается в левой верхней части живота под диафрагмой и имеет форму большого кофейного зерна – ее максимальные габариты достигают 12 × 8 × 4 см. Структура селезенки ближе к губчато-мягкой, а сформирована она из двух типов тканей, выполняющих совершенно разные функции.
Красная пульпа очищает кровь от всевозможных вредных веществ, а также следит, например, за тем, чтобы красные кровяные тельца не были повреждены, сохраняли «ясность ума» и могли выполнять свои функции. Заметив нарушение, селезенка подает гигантским клеткам-пожирателям сигнал о том, что здесь пора бы навести порядок.
Белая пульпа селезенки особенно важна для иммунной системы, потому что именно в ней образуются и хранятся лимфоциты. А поскольку селезенка – единственный орган иммунной системы, который напрямую «подсоединен» к кровотоку, отряды макрофагов незамедлительно прибывают к месту происшествия. В нормальных условиях белая пульпа представляет собой меньшую часть селезенки – ее размер составляет одну четвертую общего размера этого органа. Но если реакция иммунитета исключительно сильная, размер белой пульпы может достичь размера половины селезенки. Обычно селезенка, располагающаяся под ребрами, не дает о себе знать, но, если она прощупывается, нужно незамедлительно обратиться к врачу.
Если человек лишается селезенки, например в результате несчастного случая, прожить без нее вполне возможно. В этом случае ее функции перенимают другие части лимфатической системы, однако защита организма при этом ослабевает и человек становится более уязвим к инфекциям или заражению крови (сепсису). Одним из его признаков, кстати, является ощутимо увеличенная прощупываемая селезенка.
Советы для стойкой иммунной системы
• Физическая активность, желательно на свежем воздухе (и с надлежащей защитой от солнца). Спорт и физическая активность сохраняют баланс запаса Т-клеток и снижают показатели воспаления. Умеренная регулярная нагрузка улучшает иммунную защиту, поскольку вызывает в задействованных мышцах сильный воспалительный стресс, которому организм должен противостоять. При этом снимается нагрузка с других «стройплощадок» организма, снижается уровень стресса, ослабевают хронические воспалительные заболевания.
• Сильное напряжение, сохраняющееся долгое время, может надолго подорвать защиту иммунной системы, поэтому при заражении следует относиться к организму особенно бережно. Хотя во время тренировок вырабатываются свободные радикалы, они нейтрализуются собственной системой перехвата организма.
• Приятные встречи с людьми, поцелуи (обмен бактериями во время французских поцелуев – это своего рода вакцинация, потому что в этом процессе происходит активная иммунизация), секс.
• Снятие стресса снижает уровень кортизола, который подавляет иммунную систему.
• Здоровое питание, богатое природными антиоксидантами, при необходимости дополнительный прием витамина D и других питательных микроэлементов – витаминов С, Е и бета-каротина – помогут защитить ДНК, белки и липиды от радикалов. Витамин С содержится в брокколи, цитрусовых, помидорах, картофеле, яблоках и облепихе. Витамин Е – в злаках, орехах, семенах и растительных маслах, в морском окуне и сельди, в шпинате и кудрявой капусте.
• Бета-каротина особенно много в моркови, шпинате, болгарском перце, тыкве, абрикосах и манго.
• Дорожка Кнейпа, холодный душ, ванна со льдом, криокамера, а также сауна стимулируют иммунную систему.
• Продукты с пребиотиками и пробиотиками укрепляют кишечную флору, которая поддерживает наш организм. Как именно она это делает, вы узнаете из главы, посвященной кишечной флоре, сейчас же я хочу рассказать об одном очень интересном штамме кишечных бактерий: 100 лет назад доктор и профессор Альфред Ниссле обнаружил, что E. Coli, штамм Nissle 1917 эффективен в борьбе с сальмонеллой. Этот штамм ученый изолировал из стула одного солдата. Сегодня известно, что изолированный тогда вид бактерий «положительно» воздействует на мышцы кишечника в качестве пробиотика, стабилизирует кишечный барьер, борется с воспалениями, укрепляет кишечную флору и – что особенно удачно во времена стремительно распространяющихся инфекций – укрепляет иммунную систему. В исследованиях выявилась особая эффективность для защиты дыхательных путей и увеличения количества антител IgA и IgM.
• Куриный суп, так называемый еврейский пенициллин, с XII века считается целебным средством, крайне полезным при заболеваниях дыхательных путей. Еще еврейский врач Маймонид рекомендовал его сотни лет назад. Современная наука отчасти это подтверждает: происходит воздействие на активность нейтрофильных гранулоцитов, а компонент карнозин, по-видимому, обладает противовирусным эффектом. Имбирь, петрушка и зелень в курином супе являются источниками антиоксидантов. Тепло делает кровообращение в слизистых оболочках более интенсивным и «подстегивает» иммунную систему. И последнее, но не менее важное: он наверняка был приготовлен с любовью. При таких условиях не остается ничего другого, кроме как быстро и легко поправиться!
• Прививки помогают снизить нагрузку на иммунную систему, поэтому Постоянная комиссия по вакцинации при Институте имени Роберта Коха рекомендует (особенно людям в возрасте более 60 лет) делать прививки от опоясывающего лишая, пневмококковой инфекции, гриппа и COVID-19.
• Здоровый сон необходим, потому что ночью полным ходом идет регенерация клеток. Во время фазы глубокого сна, протекающей обычно в первой половине ночи, нижний придаток головного мозга (гипофиз) выделяет особенно много гормона роста соматотропина, который также стимулирует иммунную систему.