Вы здесь

Как построена и работает иммунная система

В живом мире различают четыре «царства»: животных, растений, микроорганизмов и вирусов. Среди организмов, составляющих последние две группы, немало болезнетворных, опасных для человека, животных и растений. При этом микроорганизмы и вирусы рассеяны повсюду, и число их растет, так как они постоянно эволюционируют. В результате такой эволюции относительно легко возникают варианты и разновидности микроорганизмов, со временем обосабливающихся в самостоятельные виды. От этих одноклеточных врагов нас защищает иммунитет, то есть невосприимчивость нашего организма. Так считалось со времени его открытия в 1883 году нашим великим соотечественником И. И. Мечниковым.

Но за последние 20 лет границы понятия об иммунитете существенно расширились. Оказалось, что иммунная система кроме обеспечения невосприимчивости к инфекционным заболеваниям практически определяет возникновение жизни определенного индивидуума, соединяет бесчисленное множество клеток организма в единое целое, управляет этим многоликим сообществом, обеспечивает индивидуальность и неповторимость конкретного организма.

Было доказано, что иммунная система не только охраняет организм от микробов, но и определяет исход операций по пересадке тканей (простейший пример — переливание крови) или органов, контролирует развитие эмбриона в утробе матери, существенно влияет на защиту организма от развития в нем опухолей, в том числе и злокачественных. Более того, иммунитет обеспечивает целостность и индивидуальность организма в условиях непрерывно меняющейся внешней среды, чем оберегает наше «я» вплоть до окончательного старения, а пока не исчерпаны наши генетические ресурсы, отодвигает этот процесс или, в противном случае, активизирует его и приводит организм к смерти.

Далее. Оказалось, что десятки необъяснимых ранее заболеваний удалось расшифровать при познании тонких механизмов иммунных реакций. Так, на основе изучения нарушений иммунной системы были созданы труды об иммунных дефицитах, аутоиммунных болезнях, аллергических заболеваниях. Многие точные науки, нуждающиеся в тонких биохимических анализах, взяли на методическое вооружение высокочувствительные иммунологические реакции, позволяющие выявлять крайне малые количества — всего лишь несколько десятков нанограммов (одна миллиардная часть грамма) — белка.

Иммунная система представляет собой множественные «свободно живущие», постоянно циркулирующие в крови и лимфе клетки и особые клеточные сообщества-органы, разбросанные по всему телу. При этом расположение и тех и других таково, что они практически могут контролировать все, даже самые отдаленные уголки охраняемого ими организма. Клетки, являющиеся «солдатами иммунитета», называют лимфоцитами, а органы, их продуцирующие и собирающие,— лимфоидными. Вся эта система способна быстро, безошибочно и гибко реагировать на чужеродные белковые, полисахаридные, липидные макромолекулы или коллоидные вещества с молекулярной массой не менее 20 000 единиц, находящиеся в тканях организма как обособленно, так и в составе вирусов, бактерий или других клеток. Такие вещества принято называть антигенами. В ответ на действие антигенов иммунная система может вырабатывать антитела («противотела» — специальные белковые вещества против антигенов), представляющие иммуноглобулины сыворотки крови. Антитела выделяются одним из видов лимфоцитов.

«Свободноживущие» иммунные клетки — лимфоциты являются представителями семейства белых кровяных клеток (лейкоцитов) и составляют около 30 процентов всех клеток белой крови. Кроме лейкоцитов в плазме крови находятся эритроциты (красные кровяные шарики), снабжающие ткани тела кислородом, и тромбоциты (кровяные пластинки), обеспечивающие совместно с другими факторами свертываемость крови. Собственно лейкоциты рассасывают, захватывают, растворяют и выводят из нашего организма все чужеродные вещества, причем делают они это вне зависимости от того, что перед ними: клетки, коллоидные частицы, микрокусочки дерева, угля, песка и тому по« добное. Работа же лимфоцитов специфична: они распознают и запоминают характер «чужаков», вырабатывают к ним антитела и затем уничтожают их («чужаком» может быть и собственная изменившаяся или дегенерировавшая клетка). Общее количество лимфоцитов, циркулирующих в крови и лимфе человека, исчисляется цифрой в десяток миллиардов, и каждый из них 10—20 раз в сутки проходит через все кровеносные и лимфатические сосуды тела.

СПИД — инфекция, распространяющаяся по миру со скоростью если не взрывной, то огненной волны

Лимфоидные органы — это функциональные тканевые образования, в которых образуются иммунные клетки и где они приобретают иммунную специфичность. На «территории» лимфоидных органов возникает и собственно иммунный ответ — основная реакция на «чужаков». Среди органов иммунной системы различают центральные — вилочковая (зобная) железа (тимус), групповые лимфатические фолликулы стенок тонкого кишечника и костный мозг; периферические — лимфатические узлы, среди которых самым крупным является селезенка, а также кровь и лимфа. В лимфатических узлах находятся как свободные иммунные клетки — лимфоциты, так и фиксированные — макрофаги. В центральных органах иммунные клетки воспроизводятся и приобретают иммунную специфичность.

В самом начале в костном мозге формируются первичные, неспециализированные, так называемые стволовые клетки, часть из которых после ряда превращений попадает в вилочковую железу. Там под влиянием эпителиальных клеток этой железы и гормоноподобных веществ (тимозина, тимопоэтина) из них формируются Т-клетки, которые уже в лимфе «дозревают» до состояния Т-лимфоцитов. В дальнейшем, в процессе созревания, Т-лимфоциты разделятся на Т-помощников (хелперов), Т-сдерживателей, или угнетателей (супрессоров), и Т-эффекторов, которые далее обеспечат наличие лимфоцитов-убийц (киллеров). Одновременно часть стволовых клеток, оставшаяся в костном мозге, получает специализацию как В-лимфоциты, способные в дальнейшем к опосредованному плазматическими клетками продуцированию трех разновидностей антител (рис. 1).



Взаимодействие Т-хелперов с клетками иммунной системы

Таким образом, все иммунные реакции в организме человека обеспечиваются деятельностью таких специализированных клеток, как макрофаги и группы зрелых Т- и В-лимфоцитов. Антиген, попавший в организм человека, током крови и лимфы переносится в регионарный лимфатический узел, в котором он сталкивается с макрофагом. Затем антиген, соприкасавшийся и поэтому обработанный макрофагом, распознается Т-лимфоцитом-помощником. После контакта антигена с Т-лимфоцитом Т-помощник посредством особых рецепторов и стимуляторов-ферментов (лимфокинов, интерлейкинов) воздействует как на макрофаг, так и непосредственно на В-лимфоцит, чем включает процесс антителообразования и всего иммунного ответа в целом. При этом активизируются процесс уничтожения носителя антигена лимфоцитами-убийцами и реакция захвата и переваривания, то есть уничтожения «врага» (реакция фагоцитоза).

Т-лимфоциты-супрессоры способны сдерживать и даже полностью тормозить процесс включения и активирования иммунного ответа, реакцию антителооб-разования, как бы создавать в известной мере «иммунный микродефицит». На первый взгляд кажется, что эго не очень нужная реакция. Но если учесть, что при «слишком развитом» иммунитете организм может отреагировать и на собственные ткани, восприняв их как чужеродные антигены (при так называемых аутоиммунных заболеваниях, при беременности, когда ткани плода по антигенной характеристике не идентичны тканям матери), то становится понятной и положительная роль Т-лимфоцитов-сдерживателей. Следовательно, мы можем заключить, что Т-лимфоциты, как помощники, так и сдерживатели, играют в этой системе роли основных регуляторов качества и силы иммунного ответа нашего организма.

Однако необходимо учесть, что столь тонко отлаженный механизм защиты организма человека может давать сбои, расстраиваться. Обычно все нарушения иммунитета удается уложить в три типичные схемы: иммунодефициты, аутоиммунные болезни и аллергии. Для понимания дальнейшего материала необходимо ознакомиться с наиболее существенными видами и условиями развития иммунных дефицитов.

Имеется группа врожденных, или так называемых первичных, иммунодефицитов. Под ними понимается обусловленная дефектами развития неспособность организма к полноценному иммунному ответу. Такие дефекты чаще всего могут быть обусловлены поражениями (недоразвитиями) В- или Т-систем иммунитета. Наиболее тяжелыми формами иммунодефицитов считаются комбинированные поражения обеих названных систем. В зависимости от характера недуга выбирается и тактика лечения, в арсенале которого могут быть применение антибиотиков, систематическое введение иммуноглобулинов, концентратов костно-мозговой ткани, а также пересадка костного мозга, вилочковой железы, лимфатических узлов или селезенки. Есть и вещества, корректирующие или стимулирующие иммунные процессы (Т-активин, тимозин, интерлейкины, интерфероны).

Названный арсенал лечения может применяться и при вторичных (приобретенных) иммунодефицитах. При этом необходимо сразу отметить, что если первичные — врожденные — иммунодефициты относительно редки, то вторичные могут возникать по различным причинам, преимущественно в результате вредных воздействий на организм человека. Наиболее известны иммунодефициты, развивающиеся в результате перенесения каких-либо тяжелых инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями или чаще вирусами. В качестве примеров здесь можно привести такие болезни, как туберкулез, грипп, корь. Существенную роль в механизме лучевой болезни, как известно, играет поражение костного мозга, вследствие чего развивается иммунный дефицит. Подобные нарушения могут также быть результатом длительно существующих гипо- и авитаминозов, различных стрессовых состояний, связанных как с физическими, так и с психическими перегрузками.

Сравнительно недавно детально изучены различные виды иммунодефицитов, развивающихся при старении организма человека. Было определено, что в основе этого чисто физиологического процесса (биологической старости) лежит явление постепенного развития Т-им-мунодефицита, обусловленного старением и постепенным регрессом вилочковой железы. Однако этот иммунный дефицит является сбалансированным, так как при этом идет параллельное увядание всех звеньев иммунной системы. Дисбаланс в старении иммунитета чреват существенными неприятностями: снижающийся генный контроль и ускоренное увядание клеток могут привести к опухолевому росту, а дефицит Т-супрессоров — к аутоиммунным заболеваниям.

Напомним, что для нормального функционирования иммунитета одной из важных предпосылок является баланс лимфоцитов Т-системы: хелперов (помощников) и супрессоров (сдерживателей). В периферической крови здорового человека помощников должно быть примерно в два раза больше, чем сдерживателей, и нарушение этих соотношений может вести к тяжелым последствиям. При развитии СПИДа число Т-су-прессоров резко превалирует над числом Т-хелперов. О том, почему это происходит и к чему ведет, читатель узнает в следующих разделах книги.