Як працює імунітет – для тих, хто вірить в чудеса

У цьому дописі постараюся розповісти, що робить імунітет, як саме він знищує різні типи інфекцій. Мені здається, що ви не зобов’язані знати усю імунологію, якщо ви не імунолог. Але написане нижче варто б знати усім лікарям. А також всім тим, кому “лише спитати”.

Кажуть, коли хочеш пояснити щось зрозуміло, уяви, ніби пояснюєш це 5-річній дитині. Навряд так вийде з імунітетом, це трохи складніше. Але ми спробуємо. Адже імунітет – не магія якась. Це одна із систем вашого організму. Варто б знати хоч трохи, що до чого, коли навколо стільки диванних експертів по “підвищенню імунітета”.

Обговоримо базисну інформацію – лейкоцити, лімфоцити, В-клітини, Т-клітини, антигени, антитіла. При цьому буду уявляти, що розповідаю оце все другу в пабі. Тому не дивуйтеся, наприклад, значним узагальненням та дивним порівнянням. Що ж, якщо ви дочитали аж сюди, думаєте, коли вже почнеться сама інформація… Поїхали!

Імунітет

Отже, дивіться, всі звикли говорити “імунітет”. Але я тут зібрався розказувати про аспекти захисної системи. Тому “імунна система”. А імунітет – це як синонім фрази “імунний захист”. Продемонструю на прикладі. Чи можна сказати, що лімфовузли – це імунна система. Звісно! А чи лімфовузли – це імунітет? Ні, так вийде біліберда.

Імунна система

Головні органи в імунній системі – це кістковий мозок і тимус.

Кістковий мозок

Буває, хтось любить вдома порозкушувати кістку вареної курячої ніжки. Отам всередині трубчастих кісток є м’яка речовина – кістковий мозок. Саме кістковий мозок створює майже всі клітини крові. Там виробляються еритроцити – червоні кров’яні тільця, що мають в собі гемоглобін і переносять кисень. Там же утворюються тромбоцити – це історія з тромбами і загоєнням ран. Ці два типи клітин до імунної системи не мають прямого відношення. Просто хочу сказати, що кістковий мозок – це дійсно серйозне місце. І майже всі білі кров’яні тільця, лейкоцити (про них будемо говорити), теж виробляються там, у кістковому мозкові. Всі лейкоцити, крім частини лімфоцитів.

Лейкоцити, лімфоцити – яка різниця?

Колись люди не вміли їх розрізняти. Просто бачили червоні тільця в крові, білі тільця в крові. Люди 100-200 років тому були не те, щоб дурніші. Але зараз трохи краще – є потужніші мікроскопи. Всім скопом білі кров’яні тільця – це лейкоцити. Вони і є клітинами імунної системи. Але, якщо ви здавали колись “розгорнутий” загальний аналіз крові, то ці лейкоцити були розписані у лейкоцитарну формулу:

• нейтрофіли – вони ж гранулоцити; основні їх два види це паличкоядерні і сегментоядерні;
• моноцити, еозинофіли, базофіли – теж всяка фігня з кісткового мозку (зовсім не фігня, вони важливі при алергіях, а ще при глистах, але зараз про це не будемо);
• є ще інші, більш рідкісні клітини, які інколи плавають в крові;
• ну і лімфоцити:
  • B-лімфоцити – теж з кісткового мозку, бо “bone” – кістка,
  • T-лімфоцити – ці хлопці не з кісткового мозку, а виробляються тимусом, тому “T”.

Тобто лімфоцити – це один з багатьох типів лейкоцитів.

Взагалі у процентному відношенні серед усіх лейкоцитів крові найбільше плаває саме нейтрофілів і лімфоцитів. І не тільки в крові, в інших тканинах вони теж є. Нейтрофіли – це історія в основному проти бактерій і грибків. А лімфоцити – проти вірусів.

Насправді все набагато складніше, але ми ж домовилися, що сидимо у пабі на диванчиках.

Тимус

У нас є дуже тверда кістка – грудина (чи груднина, грудна кістка), спереду грудної клітки. До неї ще кріпляться ребра. Грудина захищає серце і захищає тимус. Тому тимус має і другу назву – загрудинна залоза.

Пограємо в асоціації. Ви мабуть чули про древньогрецькі Афіни. Там була демократія (з рабами, але все ж), купа верств населення. Там усе було продумано і по правилах, багаті могли насолоджуватися мистецтвом, виноградом і так далі. Ну от, кістковий мозок – це як древні Афіни. Купа клітин, все класно.

І була древня Спарта, там були вишколені воїни. Тимус – як Спарта, де слабких скидали вниз зі скелі.

В тимусі утворюються T-лімфоцити, і 99% з них вбиваються самим тимусом. Чому? Бо вони не відповідають критеріям “відбору”. Коротше кажучи, умови навіть серйозніші за Спарту. А ті лімфоцити, які вийшли з тимуса – це такий підготовлений спецназ. І ще при цьому їх називають незрілими. Бо вони пливуть у лімфовузли і в селезінку – вчитися і тренуватися далі, ставати зрілими. Такі справи.

З віком тимус зменшується, старіє, поступово виробляє все менше і менше лімфоцитів. Бо частина Т-лімфоцитів живе багато десятків років, і нових треба все менше. Тому в маленьких дітей тимус великий, а у великих дядь і тьоть – він малий, поступово замінюється жировою тканиною.

Кілька сот років тому, коли католицька церква дозволила робити розтини, а пізніше розтини дітей, то часто думали, що причина смерті дітей криється саме в тому органі, що за грудиною. Бо у дітей він був великий, а в дорослих такого не бачили. Ставили діагноз “тимомегалія”, звинувачуючи ні у чому не винний тимус. Це були 1600-ті, тоді часто вірили у всяку хрінь.

Тепер про імунні клітини

Нейтрофіли

Поговоримо трошки про нейтрофіли. Це одна з двох основних груп лейкоцитів. Нейтрофіли ще називають гранулоцитами. Чому так? По-перше, щоб було ще на одне слово більше, і воно значило рівно те саме – щоб ви заплуталися. По-друге, нейтрофіли містять гранули, тому вони гранулоцити. Паличкоядерні гранулоцити містять гранули у формі паличок. Сегментоядерні – гранули у вигляді сегментів. У роботі лікаря інформація про гранули несе приблизно нуль сенсу. Однак кількість нейтрофілів дуже важлива.

Нейтрофіли беруть участь у боротьбі з повноцінними чужорідними клітинами – бактеріями та грибками. Нейтрофіли – це ніби перша межа, піхота проти бактерій та грибків.

Якщо нейтрофілів немає чи дуже мало, тоді імунна система пропускає навіть ті прості стафілококи, які живуть у вас на руках, по всій шкірі, на ваших ложках і на поверхні стола, плавають на поверхні борща. Тоді прокидаються й туберкульозні палички всередині вас, майже всі ми є їх носіями. І так само грибки (різні кандиди на вас, всередині вас, аспергіли навколо вас, у повітрі та всюди на поверхнях). Короче, якщо нейтрофіли генетично відсутні, тоді жах і біда – такі дивні рідкісні речі, як стафілококова пневмонія, постійні гнійні лімфаденіти, кандидоз внутрішніх органів, аспергільоз головного мозку. Ну і смерть, якщо не пити постійно все життя антибіотики.

Так, заспокоюємося. Якщо у вас не було отого добра ще з віку немовляти, то все гаразд із вашими нейтрофілами. Якщо пару раз в житті мали серйозні бактеріальні інфекції (ангіну, пневмонію, гнійні отити чи якусь сальмонельозну діарею) – у ті моменти життя ваш кістковий мозок продукував ще більше нейтрофілів. Лікар бачив “високі палички і сегменти” у загальному аналізі крові і міг впевнено призначити антибіотик на допомогу.

Причому добре б лікарю оцінити саме абсолютні значення нейтрофілів у крові, а не відсотки. А то буває трохи знизиться кількість лімфоцитів, а відсоток нейтрофілів тоді стане автоматично вищим. Лімфоцити – тимус, нейтрофіли – кістковий мозок. Вони прямо не залежать один від одного. Тому треба оцінити абсолютні значення нейтрофілів, щоб прийняти вірне рішення, чи дійсно потрібен антибактеріальний чи протигрибковий препарат.

Нейтрофіли такі собі ніндзя: вони тихенько проникають крізь судинну стінку і крадуться туди, де бактеріальний процес. Наприклад, до невеликої ранки шкіри. Прийшовши туди, нейтрофіли зжирають чимало бактерій – охоплюють їх собою та перетравлюють. І помирають. Так виникає гній. Його можна видавити з ранки, а якщо гною багато – тоді до хірурга.

Лімфоцити

В-лімфоцити з кісткового мозку, “афіняни”, та Т-лімфоцити із тимуса, “спартанці”, як вже згадував, ідуть навчатися у лімфовузли. Як в школу чи вуз. Потім одні з них можуть спати багато років у лімфовузлах, як богатирі Київської Русі. Інші можуть багато тренуватися, як шаолінські монахи. Частіше і те, і те: спочатку Шаолінь, а потім спати на печі. Спати, допоки нога ворога не ступить на їх територію. Тоді речовини-посередники (цитокіни, різні інтерлейкіни, інтерферони) прийдуть будити сплячий богатирський спецназ. Або не сплячий – як коли, не заморачуйтеся у це.

Невесела інформація: знаєте, що стається, коли відсутні лімфоцити? Тоді організм не проживе і одного-двох років. Тоді може допомогти трансплантація кісткового мозку.

Серед лімфоцитів є не тільки Т-клітини, В-клітини. Є також NK-клітини. NK – не Настя Каменських, а натуральні кілери. NK-клітини вишукують ті клітини організма, що були нормальними, а потім генетично виродилися і стали ненормальними (стали онкологічними мутованими виродками). І знищують їх. Саме тому, коли з віком мутацій в клітинах стає більше, а NK-клітин особливо більше не стає, боротьба може бути програна. Тоді вироджена клітина буде пропущена, розмножиться і стане пухлиною. Біда.

А тепер про веселе – про краплі чужої слини, месників і поліцію!

Антигени і антитіла

Буває, ви випадково вдихнули крапельки чужої слини, які випущені заразним індивідом, коли той чихав. Чи чихала, ми тут політкоректні. Або коли ви були малим шкетом, ви часто пхали руки у пісок на вулиці, а потім ці брудні руки собі в рот. Молодці. І віруси з бактеріями уже були всередині вас. Або просто чужорідні білки потрапляли вас із жала оси, ви запам’ятовували ці моменти. Частіше всього нічого серйозного не ставалося. Тобто ви так думали, не уявляючи собі, як і тоді (і щосекунди зараз) працює ваша імунна система, виробляючи імунітет.

На мікрорівні всередині вас щодня розгортаються баталії. Як мінімум бійки, як у вашому дворі. А інколи, при серйознішій хворобі, справжні війни, як в останніх частинах Володаря перснів чи Месників. А ви ще й їсте бутерброд у той момент. Із стафілококами.

Будь-який чужорідний білок, вироблений не вашими генами, для вас є антигеном. Ну логічно. І коли таке щастя потрапляє всередину, на кожний антиген ви виробите відповідне йому антитіло. Як це відбувається?

У всіх закутках вашого тіла тут і там роз’їжджають патрульні поліцейські – дендритні клітини. Вони скоріше схожі на восьминогів, бо мають купу довгих відростків. Як тільки стикаються з чужорідними білками, хапають той антиген і несуть у найближчий лімфовузол. Якщо це шматок білка, то йому ще поталанило. А якщо це клітина (бактерія чи грибок), то є такі клітини-макрофаги – великі пожирателі. Макрофаги з’їдають нещасного і лишають з нього одні антигени.

Саме тому коли в горлі інфекція, лімфовузли шиї (і подібні їм мигдалики) можуть збільшитися. Це звичайний процес.

Макрофаги взагалі стрьомні. Вони набагато більші за інші імунні клітини. Вони мають купу різних функцій, виділяють купу імунних речовин-посередників. І вони також пожирають чужорідні клітини, залишаючи з них одні антигени. Це називається “антигенпрезентуюча функція макрофагів”. Так ніжно і складно звучить, хоча мова іде про імунних аналогів дементорів із серії про Гаррі Поттера (оті стрьомні чорні штуки, які висмоктували душу). Або як чекісти і КГБ у часи Сталіна і Берії.

Ну добре, патрульні і КГБ свою справу зробили, антиген отримано для наступних дослідів. Далі у лімфоїдній тканині іде пошук тих В-лімфоцитів, які співпадуть по білковій структурі до принесеного антигена. Наче паззл.

Як на мене, однією з найкрутіших функцій імунної системи є те, що комбінації для підбору білкових структур уже всі проведені. І їх мільйони, мільярди, ще більше. І достатньо лише кілька днів, щоб до чужорідного антигена був підібраний потрібний В-лімфоцит. І тоді обраному В-лімфоциту посередники скажуть “розмножуйся”.

Кров і все тіло наповниться зрілими B-клітинами (плазмоцитами), які лише і роблять, що виробляють антитіла саме до того антигена, який був принесений патрульними дендритними клітинами у лімфовузол. І так з кожним антигеном. Антиген –> пошук потрібного В-лімфоцита –> плазмоцити виробляють антитіла.

Антитіла – вони ж імуноглобуліни. Це те саме, щоб теж заплутати. Спочатку плазмоцит виробляє імуноглобулін M (IgM) до конкретного захворювання. Проходить 2-4 тижні, і плазмоцит переключається – починає виробляти імуноглобулін G до цього захворювання.

Таким чином, на початку хвороби кілька днів вам досить погано. Потім з’являються IgM, вам поступово стає краще, ви видужуєте. А потім з’являються IgG, котрі циркулюватимуть всередині вас багато років або все життя.

Частина В-клітин-плазмоцитів з часом зникає. А частина перетворюється у B-клітини пам’яті – іде спати на печі у лімфоїдну тканину. Коли буде потрібно, коли уже знайомий ворог знову потрапить в організм – йому буде що пред’явити. В атаку піде або наявний IgG до цього захворювання, або ж прокинуться B-клітини пам’яті та завдадуть удару. І ви про це навіть не дізнаєтеся, бо не захворієте.

Що роблять антитіла

Антитіла, як маленькі будяки, приліплюються до тих клітин, які несуть відповідні їм антигени. Приліпилися до бактерії чи грибка – їх тут же помічає макрофаг, який тупо з’їдає ворожу клітину. Ніби посолити, поперчити, обмастити соусом мікроорганізм, і макрофаг задоволено це з’їсть.

А якщо це вірус? Віруси ж проникають у ваші власні клітини. Віруси ГРВІ проникають у клітини слизової носа і горла. Кишкові віруси – у слизову кишківника. Віруси гепатитів – у клітини печінки. І ваша клітина, виконуючи або вже не виконуючи свою роботу, починає виробляти копії віруса. Ну і там, звісно ж, є антигени віруса. Тому антитіла у цьому випадку липнуть до уражених вірусом клітин. І тут на арену виходять T-кілери, підвид T-лімфоцитів. А то все B та B, а тут вже T-лімфоцити-кілери.

Т-кілери круті. По перше, вони круто називаються. А по-друге, вони роблять маленькі дірки у тій клітині, де прикріпилися антитіла. Через ці дірки Т-кілери закидають біологічне посилання “вбийся”. І заражена вірусом клітина робить собі харакірі. Хіба не чудесно?

Це не магія, а процес, вироблений еволюційно за сотні тисяч років. І якщо відбувалися мутації, що рухали механізм у неефективний бік, такий організм вмирав без потомства. А коли механізм випадково вдосконалювався, організм цей жив довше і мав більше потомства.

І наостанок

Треба розуміти, що інфекції різні. Вони теж еволюціонують, ще й швидше за нас. Пневмонії та гнійні отити, викликані тим самим пневмококом, можуть ставатися багато разів. Вірусів ГРВІ дуже багато. Вірус грипу дуже сильно мутує. Віруси герпесів уражають самі В-лімфоцити. ВІЛ-інфекція вражає групу Т-лімфоцитів-хелперів. А туберкульозну бактерію не може перетравити навіть великий страшний макрофаг. Тому не все так просто.

А от вакцинація у цьому плані – досить проста штука. Береш і вносиш в організм шматочки антигенів страшних інфекцій, інколи дуже ослаблену інфекцію. Запускаються шляхи імунного захисту, описаного вище, але без самої хвороби. Це одне з найбільших досягнень медицини.

Ви мабуть знаєте, що я розробник онлайн-сервісу з вакцинації: Вакарта – вакцинальна карта. З цим сервісом дійсно простіше контролювати вакцинацію своєї родини.

Ми обговорили механізми специфічного захисту – як виробляється імунітет проти конкретних збудників, їх антигенів. Існують і інші підгрупи лімфоцитів, інші типи імуноглобулінів. Лише трошки зачепили моменти неспецифічного захисту. Тому що крім вроджених імунних механізмів нейтрофілів є ще, наприклад, захист слизових оболонок (до речі, моргніть, бо слізна рідина теж круто захищає ваші очі), захист від гельмінтів, комплемент і багато непотрібних вам слів.

Хотів просто показати, що медицина вже знає про це, навіть використовує. І ви не зможете “зміцнити” імунні механізми, як би не брехала реклама. І імунітет не знижується у вас, а навпаки, тільки міцнішає. Звісно, якщо немає імунодефіцитів.

Ваша імунна система дуже класна і постійно працює. Чого вам і бажаю!

Використання цього тексту – лише за згоди зі мною.