Микробушки. Взгляд в бесконечность, полную жизни

Представим: человек получил глубокое ранение конечности садовым инструментом. В земле обитает немало спорообразующих бактерий, и, к несчастью, одна очень опасная — столбнячная палочка («клостридиум тетани») — попала несчастному в рану. В глубине раны её споры оказались в подходящих условиях (клостридия — типичный анаэроб, то есть не нуждается в кислороде) и начали превращаться в делящиеся клетки. При этом они выделяют очень сильный токсин, вызывающий паралич мышц. В месте ранения и бактериального инфицирования часть клеток нашего организма погибла сразу, часть ещё держится, но оказалась под «атакой» патогена. И все они начинают, образно говоря, на разные голоса кричать об опасности: одни радируют: «SOS», другие отправляют в эфир последнее: «Умираю, но не сдаюсь». Только, естественно, делают они это не голосом, а на языке сигнальных молекул. Всё для того, чтобы предупредить соседние клетки и систему обороны организма о нападении неприятеля.

«Под раздачу» в месте проникновения бактерий попали и тучные клетки (тканевые базофилы) — эта группа лейкоцитов после образования в красном костном мозге мигрирует по кровотоку в ткани. Их цитоплазма набита гранулами таких веществ, как, например, гистамин. При повреждении тучной клетки или под действием сигналов SOS от клеток-соседей они выбрасывают содержимое гранул наружу. Гистамин очень вазоактивное вещество, но цветочные вазы здесь ни при чём: «ваза» с латыни — это сосуд. Под влиянием гистамина кровеносные сосуды, окружающие место проникновения патогена и повреждения тканей, резко расширяются. Спокойный ток крови в них, когда форменные элементы в основном организованно движутся по центру сосуда, нарушается — клетки крови, в том числе лейкоциты, завихрениями потока откидывает к стенкам. Здесь их рецепторы «чувствуют» сигнальные молекулы погибающих клеток, и лейкоциты немедленно «вспоминают», что они не просто расслабленные путешественники, а, на минуточку, грозные защитники организма. И начинают цепляться за эндотелий сосудов, а зацепившись — протискиваются сквозь него в ткани и мигрируют к месту проникновения патогена.

Поскольку сосуды сильно расширены, то площадь контакта их внутренней стенки с кровью и давление самой крови увеличены, а стенка истончена: в результате в ткани просачивается больше жидкости — начинается отёк, сдавливаются болевые нервные рецепторы. Зато из плазмы теперь поступает гораздо больше защитных молекул (сначала неспецифических, а позже и антител). Из-за большого количества притекающей к очагу крови температура его локально повышается (это плохо для здоровых тканей, зато усиливает активность противомикробных ферментов). Естественно, что чем интенсивнее идёт процесс, тем сложнее поражённой части тела выполнять свои нормальные функции (попробуйте-ка сделать любое привычное действие руками, когда у вас палец распухший и болит).

Итак, поражённый участок тела покрасневший, опухший, горячий, болит и вообще мешает жить.

Соответствующее описание этой картины на латыни звучит как заклинание из Хогвартса: «рубор, тумор, калор, долор эт функцио леза».

Ничего не напоминает? Да, действительно — это признаки воспаления. Воспаление является самостоятельным защитным механизмом, включающимся в ответ на любое повреждение организма — травматическое, термическое и т. п. Но проникший в ткани микроб — тоже повреждающий фактор, поэтому воспаление здесь играет совместную роль с иммунитетом, органично дополняя и помогая ему.

Ну а чем же, собственно, занят сам иммунитет? Да вон: вылезшие из крови специализированные лейкоциты наконец добрались до творящих беспредел клостридий и уже намыливают им шею. В основном они представлены двумя группами клеток: нейтрофилами и макрофагами. Если вы играли в классические RPG, подразумевающие классы персонажей, то нейтрофилы здесь — класс «вор», а макрофаги — «воины». Первые — тихие, но быстрые убийцы: расставляют ловушки, выделяют токсичные для микроорганизма вещества (в основном ферменты и активные формы кислорода — например, свободные радикалы). Вторые идут на патоген в лобовую атаку, обволакивают, словно амёбы, своими псевдоподиями, поглощают и переваривают. Опять-таки: находят они своих жертв в тканях за счёт рецепторов, опознающих патоген. Против бактерий, например, в основном работают Toll-рецепторы. Против грибов — маннан-связывающий лектин. Только не путайтесь — рецепторы хоть и опознают антигены специфически, но до сих пор в деле был неспецифический, врождённый иммунитет — он работает против патогенов вообще, не отличая, скажем золотистый стафилококк от пиогенного стрептококка. Помимо уничтожения патогена, макрофаги расчищают «поле битвы» от любого «мусора»: остатков погибших клеток организма, обломков убитых комплементом бактерий и прочего. Безжалостные чистюли, однако!

Нейтрофилы мигрируют в очаг воспаления по потребности, и поскольку эта потребность при инфицировании увеличивается, мы можем зафиксировать рост числа нейтрофилов в крови (об этом мы расскажем в главе о лейкоформуле крови). Вместе с тем растёт и число моноцитов — так они называются в крови, а оказавшись в тканях, становятся теми самыми макрофагами. В отличие от нейтрофилов, «дежурные» клетки моноцит-макрофагальной системы присутствуют в тканях всегда: на «первой линии обороны» организма — в коже, печени, лёгких, лимфоидной ткани и т. д. В ходе иммунной реакции они только получают из «депо» и центральных иммунных органов «подкрепление».

Особую группу клеток с макрофагальными способностями составляют дендритные клетки. Эти не только кровожадные, но ещё и крайне любопытные (маньяки, право слово!) — не просто пожирают обнаруженный патоген, но, расщепив его в своих пищеварительных вакуолях на составные части, начинают их «коллекционировать» и даже хвастаться («лучшая и самая полная коллекция внутренностей ужасного золотистого стафилококка»). А также путешествуют со своими коллекциями на «выставки». Эти образные сравнения — далеко не шутка! Дендритные клетки ещё называют антигенпрезентирующими, то есть представляющими обнаруженный антиген другим клеткам. Для чего? Для запуска второго звена иммунитета — адаптивного, до которого мы только сейчас добрались.

Расщепив патоген на отдельные антигены, дендритная клетка выставляет их на своей мембране, но не просто так, а на «стенде» из специальной молекулы — главного комплекса гистосовместимости 2-го типа (ГКГ-II, в англоязычном варианте — MHC-II). Каким бы зубодробительным вам ни казалось это название, запомните его — оно ещё понадобится.

Увешанная антигенами в комплексе с ГКГ-II дендритная клетка (увешанный чужими внутренностями макрофаг — картинка, достойная хоррора) немедленно отправляется по лимфатическим сосудам из очага воспаления в ближайший лимфатический узел. Лимфоузлы наполнены Т— и В-лимфоцитами. Именно Т-лимфоциты являются теми «ценителями экзотики», которым антигенпрезентирующие клетки стремятся показать комплекс антигена с ГКГ-II.

Созревание Т-лимфоцитов происходит в особом органе тимусе (о нём чуть ниже), своего рода «академии», откуда обученные клетки придут на «дежурство» в лимфоузлы. В-лимфоциты из красного костного мозга (у новорождённых — ещё и из печени) тоже проходят подобное «обучение». В результате один лимфоцит способен специфически «узнавать» при помощи рецепторов на своей поверхности только один какой-либо антиген. Но в целом вся популяция лимфоцитов способна опознать абсолютно любой антиген, даже такой, которого ещё нет в природе! Как это происходит, мы сейчас обсуждать не будем, просто запомните, что в популяции лимфоцитов вашего организма обязательно найдётся хотя бы несколько клеток, способных опознать попавший в организм антиген — как существующий, так и потенциальный.

Задача дендритных клеток — разыскать в лимфоузле такие Т-лимфоциты, рецепторы которых подходят именно к обнаруженному ими антигену. Для этого они раскидывают свои напоминающие ветки дерева отростки (лат. «дендрит» — древовидный), стремясь презентовать комплекс Аг-ГКГ-II как можно большему числу потенциальных «зрителей».

В отличие от рецепторов к антигену, молекулы ГКГ как 1-го, так и 2-го типа одинаковые абсолютно во всём организме. Но при этом уникальные — у каждого человека свои. Это обстоятельство, кстати, мешает проводить трансплантацию органов и тканей: иммунитет мгновенно опознаёт палец Миши, пришитый Васе на место утраченного, по молекулам ГКГ 1-го типа, и начинает отторгать — происходит особая иммунная реакция «хозяин против трансплантата».

Молекула ГКГ-II нужна антигенпрезентирующим клеткам для того, чтобы взаимодействующие с ними лимфоциты чётко «понимали», на что обращать внимание, а что игнорировать, не тратя попусту время и энергию. У кого-то ГКГ-II лучше выполняет эту функцию, у кого-то хуже. Образно можно сказать, что чем лучше дендритная или другая презентирующая антигены клетка «оформила стенд» с ними, тем быстрее на неё обратит внимание Т-лимфоцит, тем лучше и быстрее произойдёт активация адаптивного иммунитета. Этим объясняется то обстоятельство, что кто-то легко «хватает» те или иные инфекции, а кто-то почти невосприимчив.

Как только нужное взаимодействие произошло, Т-лимфоцит активируется и запускает несколько реакций. Во-первых, он начинает размножаться (пролиферировать). Поскольку размножение идёт по принципу клонирования, то есть получения точных копий, то весь получившийся пул имеет аналогичные рецепторы к обнаруженному антигену. Во-вторых, происходит дифференциация Т-лимфоцитов: одни из них превращаются

в цитотоксические клетки — образно говоря, берут в руки оружие и мобилизуются для борьбы с микробом в тканях;

вторые становятся

Т-хэлперами — это условные «командиры», организующие и усиливающие действия других иммунных клеток, в частности В-лимфоцитов и нейтрофилов,

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

На самом деле эвгленовые являются миксотрофами — существами со смешанным типом питания. На свету они существуют как фотосинтезирующие микроорганизмы, а в темноте утрачивают хлоропласты и переходят на расщепление готовых питательных веществ. Кроме того, эвгленовые подвижны, что затрудняет однозначное их отнесение к водорослям или простейшим.

2

В данной главе термин «паразиты» будет употребляться в своём широком, экологическом смысле (см. начало главы), в то время как обычно в медицинской практике это понятие разделяют на два: «паразиты» в более узком смысле (многоклеточные организмы, инвазирующие человека и/или животных — гельминты, насекомые, клещи и т. п., а также одноклеточные простейшие) и «возбудители инфекций», к которым относят собственно микроорганизмы (вирусы, бактерии, грибы и т. п.), за исключением простейших. Подробнее смотрите в главе о паразитологии.

3

Громашевский Лев Васильевич (1887—1980 гг.) – один из основоположников советской эпидемиологии, ученик Д.К. Заболотного, создатель общей теории эпидемиологии. Раскрыл роль механизма передачи возбудителя в возникновении и распространении эпидемического процесса, разделил понятия эпидемия и эпидемический процесс, разработал признанную в мире классификацию инфекционных болезней и систему практической борьбы с ними.

4

О строении и функциях пептидогликана подробнее будет рассказано в главе, посвящённой бактериям.