й человека. Такие клетки обычно затаиваются, как бы поджидая микробы и вирусы типа ВИЧ, проникающие через слизистую, захватывают их, а затем переносят в лимфоузлы, где «представляют» непрошеных гостей В- и Т-лимфоцитам, которые их и атакуют. Когда говорят, что клетка «представляет антиген» (такие клетки еще называют антигенпредставляющими), то имеется в виду почти то же самое, что происходит в компании людей, когда хозяин знакомит уже собравшихся гостей с новым незнакомым им посетителем (т. е. представляет его присутствующим).
Все клетки иммунной системы имеют определенные функции и работают в четко согласованном взаимодействии, которое обеспечивается специальными биологически активными веществами — цитокинами — регуляторами иммунных реакций. Цитокинами обобщенно назвали специфические белки, с помощью которых многочисленные и разнообразные клетки иммунной системы могут «переговариваться», обмениваться друг с другом информацией и в результате этого осуществлять строгую координацию своих действий. Набор и количества цитокинов, действующих на рецепторы клеточной поверхности, — «цитокиновая среда» — представляют собой матрицу взаимодействующих и часто меняющихся сигналов. Эти сигналы носят сложный характер из-за большого разнообразия цитокиновых рецепторов и из-за того, что каждый из цитокинов может активировать или подавлять несколько процессов, включая свой собственный синтез и синтез других цитокинов, а также образование и появление на поверхности клеток цитокиновых рецепторов. Для различных тканей характерна своя здоровая «цитокиновая среда», возможны вариации для одной и той же ткани на разные моменты времени. К настоящему времени обнаружено уже более сотни разнообразных цитокинов, и не факт, что на этом дело ограничится.
Иммунную систему часто сравнивают с «системой коллективной безопасности», механизм которой чрезвычайно сложен, но согласованные действия всех составных частей, осуществляемые благодаря цитокинам, гармоничны и целесообразны. Цитокины являются важным элементом при взаимодействии разных лимфоцитов между собой и с фагоцитами (рис. 4). B частности, именно посредством цитокинов Т-хелперы помогают координировать работу разнообразных клеток, задействованных в иммунной реакции.
B реальности разделить полностью клеточный и гуморальный иммунитет невозможно, да, наверно, и не очень нужно. Это делается, скорее всего, по традиции и для удобства исследователей. Дело в том, что, как уже говорилось, в образовании антител участвуют клетки, а определенные этапы клеточного иммунитета не могут реализоваться без участия антител. Но не будем спорить с традициями, в них тоже есть свой смысл.
Рис. 4. В В-лимфоцитах синтезируются антитела, взаимодействующие с болезнетворными микроорганизмами и продуктами их жизнедеятельности. Этим В-лимфоциты помогают фагоцитам распознавать чужеродный антиген. Цитокины, выделяемые преимущественно Т-лимфоцитами-хелперами, активируют фагоциты для разрушения поглощенных ими микробов (обозначены маленькими кружочками внутри фагоцита), а также стимулируют В-лимфоциты. В-лимфоциты и фагоциты обладают способностью представлять антиген Т-лимфоцитам в форме, подходящей для распознавания, вызывая этим их активацию
Как врожденный, так и приобретенный в течение жизни иммунитет зависит от согласованной деятельности нескольких механизмов. На ранних стадиях инфекции преобладают механизмы врожденного иммунитета, а на более поздних — приобретенного. Лишь наличие трех клеточных типов (Т- и В-клеток и макрофагов) в кооперации позволяет сформировать полноценный иммунный ответ. Какая-либо одна или две из указанных популяций клеток не способны в отдельности обеспечить защиту от внешних врагов. Это ключевые игроки иммунной системы, хотя и не единственные. Кроме них имеется множество других клеток, которые обобщенно называют вспомогательными, или А-клетками. Чтобы не затруднять повествование, мы не будем здесь описывать все разнообразие клеток иммунной системы (для этого существуют специальные толстые книги). Однако не упомянуть об их существовании было бы неправильным, иначе у читателя может сложиться слишком упрощенное представление об устройстве и функционировании иммунной системы, которые в реальности чрезвычайно сложны, а некоторые из них до сих пор до конца не поняты.
Чужеродный возбудитель, попадая в организм, начинает размножаться, но то же самое делают и наши защитные клетки. Далее происходит «сражение» между внешними врагами и внутренними защитниками. Исход болезни зависит от того, кто окажется в конечном итоге сильнее и проворнее. Однако даже самая надежная система защиты может давать сбои и расстраиваться. А расстройства иммунной системы приводят к таким патологиям, как аллергия, аутоиммунные болезни и иммунодефициты.
Рис. 5. Последовательность событий при иммунном ответе следующая: 1 — Вирус, являющийся антигеном (АГ), попадает в организм человека; 2 — B слизистой оболочке макрофаги (М) поглощают часть антигенов и «представляют» их Т-хелперам (Тх); 3 — Т-хелперы дают стимулирующий сигнал B-лимфоцитам (B), активируют Т-киллеры (Тк) и Т-супрессоры (Тс); 4 — B-лимфоциты образуют антитела (АТ) и «клетки памяти» («КП»); 5 — Антитела взаимодействуют со свободными антигенами и обезвреживают их; 6 — Макрофаги захватывают, переваривают и уничтожают комплекс «антиген-антитело» (АГ-АТ); 7 — Т-киллеры разрушают клетки, инфицированные вирусом; 8 — Т-супрессоры подавляют активность иммунного ответа; 9 — Зараженные клетки синтезируют интерфероны, которые защищают от заражения соседние неинфицированные клетки
Рассмотрим работу иммунной системы на примере заражения вирусом (рис. 5). Как правило, вирусы проникают во внутреннюю среду организма через слизистые оболочки или посредством прямого входа через кровоток. Обычно при появлении в крови или в межклеточных пространствах какого-нибудь вируса иммунная система сразу начинает производить специфические антитела, вступающие в борьбу с ним. Эти антитела препятствуют связыванию вируса с клетками и проникновению в них. Однако особенность вируса как паразита состоит в том, что он предпочитает внутриклеточный паразитизм, т. е. жизнь и размножение исключительно внутри клеток хозяина и за их счет. Если антитела не справились с вирусом, пока еще он был вне каких-либо клеток, т. е. был уязвим для них (например, «плавал» в крови), то в таких условиях остается только два пути борьбы против вируса-паразита: или атаковать и убивать зараженные вирусами клетки вместе с вирусами, или каким-то образом воспрепятствовать внутриклеточному размножению вирусов, если не удалось помешать внедрению вирусов на входе в организм. Антитела участвуют в разрушении инфицированных вирусом клеток, активируя определенный тип белков крови. Уничтожением зараженных вирусом клеток занимаются макрофаги и Т-киллеры. Макрофаги «пожирают» вирус. Т-киллеры, распознав на поверхности зараженной клетки вирусные антигены, впрыскивают в такую клетку-мишень содержимое своих цитоплазматических гранул (куда входят некоторые цитокины и другие молекулы, повреждающие клетку-мишень). Результатом атаки Т-киллера, как правило, является гибель клетки-мишени вместе с внутриклеточными паразитами. Правда, гибель и разрушение собственных клеток организма небезразлично для его жизнедеятельности. При некоторых вирусных инфекциях такого рода защитные реакции приносят иногда больше вреда, чем пользы.
Очень важен для защиты от вирусов еще один механизм — молекулярный. Ответственны за эту защиту молекулы цитокинов под названием «интерфероны». Название «интерферон» происходит от глагола «интерферировать», т. е. вступать во взаимодействие, в борьбу. Одни из них синтезируются зараженными вирусами клетками, другие — Т-клетками в ответ на вирусную инфекцию. Все вместе они способны «интерферировать», т. е. придавать противовирусную устойчивость другим незараженным клеткам и в результате препятствовать распространению вируса в организме. Это свойство интерферонов позволяет использовать их препараты для лечения при разных вирусных инфекциях. Молекулы интерферонов кроме антивирусного действия оказывают влияние на функции защитных клеток, увеличивая их число и активность. Клеточные и молекулярные механизмы при защите от вирусов и бактерий работают согласованно, приходя на помощь друг другу.
Итак, если говорить общими словами, иммунный ответ — результат совместного строго скоординированного действия множества различных клеток, входящих в иммунную систему (макрофагов, всевозможных Т- и B-клеток), и разнообразных молекулярных процессов, происходящих при попадании в организм чужеродного агента — антигена.
Таким образом, иммунная система представляет собой одну из важнейших систем человеческого организма. Основная функция иммунной системы заключается в способности опознавать любые патогенные микробы, проникшие в наш организм, и уничтожать их различными способами. Еще одно важное свойство иммунной системы — запоминание чужеродного антигена, с которым она уже сталкивалась, и при повторной встрече быстро и мощно на него воздействовать. Иммунологическая память хранится в специальных «клетках памяти» и закрепляется порой на многие годы, а иногда и на всю жизнь. Такая память и названа иммунитетом. B действительности функции иммунной системы не ограничиваются только обеспечением защиты организма от патогенных микроорганизмов, они значительно шире. Однако на этом вопросе мы не будем здесь подробно останавливаться.
Как и любая другая система организма, иммунная система подвержена нарушениям, что конечно же в конечном итоге сильно сказывается на всем организме. Это имеет различное проявление. Так, в норме иммунная система никак не реагирует на клетки и ткани собственного организма, узнавая, что они «свои». Если вдруг по каким-то причинам она теряет ориентацию, это приводит к так называемым аутоиммунным заболеваниям, примером которых является ревматоидный артрит и гемолитическая анемия. Еще одно нарушение иммунной системы — гиперчувствительность. При некоторых нарушениях иммунная система неадекватно сильно реагирует на чужеродный патоген, а порой и на совсем безвредные агенты, например питательные вещества. О главной же патологии иммунной системы — иммундефиците — речь пойдет далее. Все паталогии в системе иммунитета крайне тяжело сказываются на всем организме. Однако мнение о том, что все болезни — от неполадок с иммунитетом, верно настолько же, насколько верны утверждения типа «все болезни от нервов» или «все от неправильного питания».