«Ты не пройдешь!»

Снаружи

Мы все обернуты самой первой нашей защитницей – кожей. Это самый большой орган нашего тела. Ее вес составляет 5 % от общей массы человека, а площадь равняется приблизительно 2–2,5 м². И это первый барьерный слой иммунитета. Поверхность кожи составляют уже мертвые клетки, через них инфекции пробраться сложно, но некоторые бойцы все же умудряются и попадают в следующий слой кожи – глубокий. Здесь наши клетки настолько плотно прилегают друг к другу, что микробы просто застревают в них, а затем и вовсе «выталкиваются» обратно наружу. Этим занимается процесс регенерации. Пот, кстати, своей кислой средой также атакует внешних микро-недоброжелателей.

Эпидермис – это многослойный, плоский эпителий, сравнительно богатый липидами, но бедный питательными веществами. Его среда – кислая. Под эпидермисом находится разнообразный набор иммунных клеток, которые усиливают физический барьер. nature.com

Но кожа покрывает нас не на 100 %, нам же нужно как-то видеть, есть, дышать и выводить лишнее. Все наши наружные отверстия, предназначенные для вышеперечисленного и не только, ведут в свою очередь ко внутренним органам, а покрыты и те и другие – слизистой оболочкой. Площадь наших слизистых в 150 раз превышает площадь кожи (около 300 м²). И вот слизь как раз и есть самая настоящая оборона. Микробы вязнут в ней и просто не могут двигаться дальше. Также в легких и кишечнике есть специальные реснички, они колышутся, не давая инфекциям задерживаться, вымывая их. В желудке вообще содержится кислота, разъедающая большинство вражеских микроорганизмов, оказавшихся на борту. С теми же вирусами и бактериями, которые все-таки пробрались через барьерный слой иммунитета, организм разбирается уже изнутри.

Ресничатые и нересничатые клетки легких. Фото: Louisa Howard, remf.dartmouth.edu

Изнутри

Для борьбы с вирусами и другими болезнетворными бактериями, проникшими внутрь организма, у нас есть набор специальных клеток, которые производятся органами иммунной системы. Их делят на две группы: центральные и периферические. К первым относятся костный мозг и тимус. В них происходит созревание и дифференцировка клеток иммунной системы из стволовых клеток. К периферическим относят селезенку, лимфоузлы и лимфоидную ткань слизистых оболочек. В них происходит дозревание клеток и их окончательное дифференцирование. Эти органы – части лимфатической системы нашего организма, а сама лимфа – та прозрачная жидкость, которая вытекает, например, на месте пореза.

Костный мозг и тимус направлены на создание, отбор и обучение Т-лимфоцитов (или Т-клеток). Они представляют собой белковый комплекс, который отвечает за распознавание и уничтожение зараженных клеток. Ведь если в клетку уже попал, допустим, вирус и поразил ее, то она превратилась в некого «зомби», разгуливающего по организму. Т-лимфоциты с помощью одного белка нарушают целостную структуру пораженной клетки, а второй запускают внутрь нее, чтобы, грубо говоря, запустить механизм самоуничтожения «зомби». Клетка словно взрывается изнутри и распадается на множество мелких частичек (этот процесс называется апоптозом), которые сразу «подъедают» макрофаги. Это самые большие клетки из всех работников иммунной системы, они также образуются в костном мозге, а обитают в тканях организма. Когда иммунитету требуется их помощь в зачистке, макрофаги проникают в сосуды и по ним отправляются до точки сбора, откуда вызов и поступил. Например, вы упали на асфальт и ободрали колено. В эту же секунду макрофаги летят к вам на помощь, чтобы «поглотить» все инфекции, попавшие в рану. Борются, кстати, они не одни, а на пару с нейтрофилами. Эти ребята тоже образовались в костном мозге и тоже часть иммунной системы. В отличие от макрофагов, они находятся сразу в кровотоке и не продолжают свою работу после поглощения одной патогенной бактерии, а умирают вместе с ней. Их останками, кстати, макрофаги тоже не брезгуют и подъедают своих павших в бою товарищей, очищая организм. Это все механизмы нашего врожденного иммунитета. Но существует еще гуморальный (адаптивный) иммунитет.

Борцами адаптивного иммунитета являются В-лимфоциты (или В-клетки), созревают они в костном мозге, как и все вышеперечисленные, а затем отправляются в лимфатические узлы на обучение. Это те бугорки на шее, в подмышечных впадинах (и еще других местах), которые увеличиваются, когда вы заболеваете. Пока Т-клетки борются с чужеродной заразой, напавшей на организм, В-клетки изготавливают антитела. Процесс это небыстрый. Иммунная система не знает точно, какая комбинация клеток подойдет для борьбы с конкретным вирусом, поэтому просто начинает подбирать ее рандомно. Это могут быть тысячи или даже миллионы комбинаций.

Иллюстрация: NIAID, flickr.com/photos/niaid

Полученные антитела облепляют вирус и помечают его, так, остальные борцы, перечисленные выше, сразу находят врага, чтобы истребить до того момента, когда он поразит здоровую клетку и превратит ее в «зомби». После полного уничтожения болезни В-лимфоциты преобразуются в клетки памяти, и если точно такой же антиген поразит организм вновь, они уже будут знать победную комбинацию. Пока они находятся в организме, заболеть человек повторно не может – это называется приобретенный иммунитет. Почему же тогда мы так часто болеем одними и теми же вирусами? Например, гриппом? Вирус гриппа, как и другие вирусы, очень хитер. Он меняет свой облик настолько часто, что человеческому организму приходится каждый раз подбирать новые и новые антитела для борьбы с ним.

Фото: AP Photo/Jeff Roberson, accuweather.com

То, что можно заболеть от холода, – это миф. На нашей планете есть два места, где вирусов вообще нет, и это – Северный и Южный полюса. Заразиться там никак нельзя. А то, что зимой люди болеют чаще, так это потому, что от холода организм ослабляется. Т- и В-клетки хуже созревают, а сосуды становятся уже, что затрудняет доступ иммунных бойцов к очагу заражения.

У всех по-разному

Почему кто-то болеет чаще, а кто-то реже, если процесс борьбы с любыми антигенами изначально у всех людей одинаковый? Долгое время ученые считали, что иммунитет заложен в нас на генетическом уровне, однако Марк Дэвис и его коллеги из университета Стэнфорда провели ряд исследований и выяснили, что это не совсем так.

Для исследования иммунитета ученые взяли 78 пар однояйцевых и 27 пар двуяйцевых близнецов. Такая выборка обоснована тем, что гомозиготные братья и сестры идентичны друг другу на 100 процентов, в отличие от гетерозиготных, но при этом каждая пара растет и воспитывается в одной семье, одинаковой окружающей среде и вместе находится в материнской утробе. И благодаря исследованию было выяснено, что генетический фактор влияет на формирование иммунитета меньше всего. Ненаследственные факторы, в свою очередь, преобладали в 3 из 4 случаев. Сюда входят: прививки, рацион питания, загрязнения окружающей среды и даже отношение к личной гигиене тела. Если бы генетика влияла на формирование иммунной системы сильнее, то одинаковый результат был бы только у однояйцевых близнецов. Кстати, чем старше были испытуемые, тем заметнее прослеживалась ненаследственная взаимосвязь, ведь с возрастом у людей накапливается больше уникального опыта. А вот у тех пар, которым было меньше 20 лет (и у однояйцевых, и у двуяйцевых), уровень иммунитета был примерно одинаковый, и количество личного жизненного опыта у каждого из них минимальное.

Дэвид Веттер. chron.com

Существует генетический дефект, при котором отсутствуют Т-клетки, а В-клетки не работают (SCID). Он встречается 1 раз на 100 000 новорожденных. Самый известный из таких детей – Дэвид Веттер. Мальчик прожил 13 лет в полностью стерильном пузыре, НАСА даже сделала для него специальный скафандр. К сожалению, Дэвид умер в результате неудачной операции по пересадке костного мозга (это единственный вариант справиться с заболеванием).