Иммунитет

Порезал палец — через минуту место покраснело, распухло и разогрелось, а через день затянулось само, без всяких лекарств. В это время внутри тебя работала целая армия: клетки вычисляли вторжение, изолировали его и уничтожали. Иммунитет — способность организма защищать себя от чужого: бактерий, вирусов, грибов, собственных переродившихся клеток. Разберём, из чего состоит защита, зачем нужны прививки и что бывает, когда иммунитет ошибается.

Врождённый иммунитет: первая линия

Защита начинается ещё до встречи с микробом. Барьеры: плотная кожа, слизистые оболочки, слюна, слёзы, кислота желудочного сока — большинство возбудителей гибнет, не пройдя их. Прорвавшихся встречают фагоциты — клетки-пожиратели, которые захватывают и переваривают чужое; явление открыл Илья Мечников в 1883 году, проследив за амёбообразными клетками личинок морских звёзд. Вокруг раны развивается воспаление: приток крови и фагоцитов, краснота и жар — не поломка, а способ изолировать очаг. Работает эта система сразу и против любого чужого, но ничего не запоминает: каждой новой атаке нужны те же минуты и часы.

Кровяная сыворотка несёт и химическое оружие: белок интерферон заставляет соседние клетки включать противовирусную защиту, а система комплемента пробивает дыры в мембране бактерий. Всё это — та же первая линия: быстро, широко и без памяти о конкретном враге.

Приобретённый иммунитет: два крыла

Приобретённый иммунитет специфичен: он распознаёт конкретного врага по антигенам — чужим молекулам на поверхности микроба или вируса — и запоминает его надолго. Отвечают за него лимфоциты. Антитело — белок-иммуноглобулин, вылепленный под форму конкретного антигена: он садится на микроб, как ключ на замок, помечает его для фагоцитов, обезвреживает токсины и мешает вирусу прикрепиться к клетке.

Гуморальный иммунитет работает в крови и других жидкостях. B-лимфоциты, дозревающие в костном мозге, после встречи с антигеном превращаются в плазматические клетки — фабрики антител. Часть B-клеток становится клетками памяти: при повторной встрече ответ наступает быстрее и сильнее, поэтому многими болезнями болеют один раз.

Клеточный иммунитет работает внутри клеток, куда антителам не добраться. Цитотоксические T-лимфоциты выучились в тимусе — вилочковой железе — и убивают собственные клетки, заражённые вирусом или переродившиеся в опухолевые: подступают вплотную и пробивают мембрану. T-хелперы руководят ответом, рассылая сигнальные вещества, и запускают оба крыла — и B-клетки, и цитотоксических убийц. По той же причине отторгается пересаженный орган: иммунитет видит на нём чужие антигены, поэтому донора подбирают по совместимости, а иммунитет глушат препаратами.

Два крыла делят работу по месту действия врага. Гуморальное берёт то, что плавает свободно: бактерий, их токсины, вирусные частицы в крови — всё, до чего антитело дотянется. Клеточное достаёт спрятавшееся: вирус внутри клетки недосягаем для антител, зато на поверхности заражённой клетки всплывают обрывки вирусных белков — метки, по которым цитотоксический T-лимфоцит опознаёт носителя и убивает его вместе с паразитом. Отсюда разница мишеней: против столбняка и дифтерии — бактериальных токсинов — работают антитела, против вирусов, грибов и переродившихся клеток — клеточное звено. Оба крыла подчиняются хелперам, и потому потеря одной клетки-координатора валит всю оборону.

Память иммунитета устроена как архив: часть B- и T-лимфоцитов после боя не гибнет, а дремлет в лимфатических узлах годами и десятилетиями. Иммунитет к кори или ветрянке человек носит с детства до старости: при повторной встрече знакомые антитела нарабатываются за считаные дни, и болезнь не успевает развиться. На этом построен график прививок: ревакцинация не знакомит организм с новым врагом, а будит старые клетки памяти и держит их запас высоким. Запас, впрочем, истощается, а тимус с возрастом угасает, поэтому взрослым часть прививок календарь предлагает обновлять.

Вакцинация: тренировка на тихом противнике

В 1796 году английский врач Эдвард Дженнер привил восьмилетнему Джеймсу Фиппсу содержимое оспинки коровы, а через полтора месяца — опасный материал натуральной оспы: мальчик не заболел. Латинское vacca — «корова» — дало имя всей вакцинации. До Дженнера существовала вариоляция — прививка настоящего материала оспы, нередко убивавшая пациента. Луи Пастер пошёл дальше и в 1881-1885 годах получил ослабленные штаммы: сибиреязвенная вакцина защитила овец в публичном опыте, антирабическая спасла мальчика Жозефа Мейстера после укуса бешеной собаки.

Вакцина — это ослабленный или убитый возбудитель, его фрагмент или токсин: иммунная система проходит тренировку без болезни и оставляет клетки памяти. Результат превзошёл ожидания: в 1980 году Всемирная организация здравоохранения объявила натуральную оспу первым искоренённым заболеванием человека. Есть у прививок и общественная роль: если вакцинирована большая часть населения, возбудителю негде циркулировать, и защищены даже те, кому прививка противопоказана.

Иммунитет бывает активным — свой, наработанный после болезни или прививки, — и пассивным: готовые антитела получают с молоком матери или с лекарственной сывороткой. Пассивная защита срабатывает мгновенно, но живёт неделями, пока чужие антитела не разрушатся. Иммунология объясняет и то, почему переливание крови требует совместимости: в 1901 году Карл Ландштейнер открыл группы крови ABO — на мембранах эритроцитов сидят молекулы-метки, и чужие метки встречают антитела получателя, поэтому кровь донора и реципиента всегда проверяют.

Когда иммунитет ошибается

Ошибка первого рода — аллергия: атака на безвредные вещества — пыльцу, шерсть, пищу, лекарства. При первом контакте иммунитет сенсибилизируется, при повторном выбрасывает гистамин — отсюда насморк, отёк, зуд; в худшем случае анафилактический шок, от которого спасает адреналин. Механизм разобрал Шарль Рише, получивший за работы об анафилаксии Нобелевскую премию 1913 года.

Ошибка второго рода — аутоиммунные болезни: иммунитет теряет толерантность к собственным тканям. При ревматоидном артрите он разрушает суставы, при сахарном диабете первого типа — бета-клетки поджелудочной железы, при рассеянном склерозе — оболочки нервных волокон. Полная противоположность — иммунодефицит. Самый известный случай — СПИД: вирус ВИЧ, установленный в 1983 году Люком Монтанье и Франсуазой Барре-Синусси, атакует T-хелперов. Иммунная система теряет управление, и смерть наступает от инфекций, которые здоровый организм отбивает без следа. ВИЧ передаётся с кровью, половым путём и от матери ребёнку; объятия, посуда и разговор не передают его никогда.

Механизм ВИЧ коварен до деталей. Вирус цепляется к T-хелперу по рецептору CD4, вносит внутрь свою РНК и обратную транскриптазу — фермент, переписывающий вирусную программу в ДНК; встроенная в геном клетки программа превращает хелпера в фабрику новых вирионов, и клетка гибнет. Годы инфекция идёт скрыто: иммунитет отвечает по инерции, но армия координаторов тает — без лечения число хелперов падает с сотен до пары сотен в микролитре крови и ниже, на этой отметке ставят диагноз СПИД. Антиретровирусная терапия современности останавливает размножение вируса: нагрузка падает до неопределяемой, при которой передача практически невозможна, и носитель живёт полной жизнью.

Иммунитет#

защита организма от чужеродных агентов

Антиген#

чужая молекула, запускающая иммунный ответ

Антитело#

белок-иммуноглобулин, связывающий конкретный антиген

Фагоцитоз#

захват и переваривание чужеродных частиц клетками

Аллергия#

избыточный иммунный ответ на безвредное вещество

Аутоиммунная болезнь#

атака иммунитета на собственные ткани

Как это спрашивают на контрольной

• Назови барьеры и клетки врождённого иммунитета.
• Чем гуморальный иммунитет отличается от клеточного?
• Как устроена вакцина и почему она создаёт иммунитет без болезни?
• Что происходит в организме при аллергии и при аутоиммунной болезни?
• Почему при СПИДе опасны даже лёгкие инфекции?

Образец полного ответа. Вопрос: «Чем гуморальный иммунитет отличается от клеточного?» Ответ: «Гуморальный иммунитет работает в крови и тканевых жидкостях: B-лимфоциты превращаются в плазматические клетки, которые вырабатывают антитела против конкретных антигенов. Клеточный иммунитет действует внутри собственных клеток: цитотоксические T-лимфоциты убивают клетки, заражённые вирусом или переродившиеся. Оба звена координируют T-хелперы, поэтому их гибель при ВИЧ-инфекции ломает весь иммунный ответ».

Иммунология — не только экзамен: по национальному календарю прививок ты сам прошёл большинство вакцин, а простуда — видимая часть работы врождённого иммунитета. Следующий урок — последний в курсе: глобальные экологические проблемы показывают, как здоровье человека связано со здоровьем планеты. До него — прогони квиз и разложи примеры по корзинам врождённого и приобретённого иммунитета.

Подсказка: клавиши J — следующая тема, K — предыдущая, на телефоне: свайп влево/вправо — соседняя тема