Как работает иммунитет – для тех, кто верит в чудеса

В этой заметке постараюсь рассказать, что делает иммунитет, как он уничтожает различные типы инфекций. Мне кажется, что вы не обязаны знать всю иммунологию, если вы не иммунолог. Но написанное ниже следовало бы знать всем врачам. А также всем тем, кому “только спросить”.

Говорят, если хочешь объяснить что-то понятно, представь, что объясняешь это 5-летнему ребенку. Вряд ли так получится с иммунитетом, это немного сложновато. Но мы попробуем. Ведь иммунитет – не магия какая-то. Это одна из систем вашего организма. Стоило бы знать хоть немного, что к чему, когда вокруг столько диванных экспертов по “повышению иммунитета”.

Обсудим базовую информацию – лейкоциты, лимфоциты, В-клетки, Т-клетки, антигены, антитела. При это буду представлять, что рассказываю это все другу в пабе. Поэтому не удивляйтесь, например, значительным обобщением и странным сравнением. Что ж, если вы дочитали до сюда, думаете, когда уже начнется сама информация… Поехали!

Иммунитет

Итак, смотрите, все привыкли говорить “иммунитет”. Но я здесь собрался рассказывать об аспектах защитной системы. Поэтому “иммунная система”. А иммунитет – это больше синоним фразы “иммунная защита”. Продемонстрирую на примере. Можно сказать, что лимфоузлы – это иммунная система. Конечно! А лимфоузлы – это иммунитет? Нет, так получится билиберда.

Иммунная система

Главные органы в иммунной системе – это костный мозг и тимус.

Костный мозг

Бывает, кто-то любит дома пораскусывать кость вареной куриной ножки. Вот там внутри трубчатых костей есть мягкое вещество – костный мозг. Именно костный мозг создает почти все клетки крови. Там производятся эритроциты – красные кровяные тельца, имеющие в себе гемоглобин и переносящие кислород. Там же образуются тромбоциты – это история с тромбами и заживлением ран. Эти два типа клеток к иммунной системе не имеют прямого отношения. Просто хочу сказать, что костный мозг – это действительно серьезное место. И почти все белые кровяные тельца, лейкоциты (о них будем говорить), тоже производятся там, в костном мозге. Все лейкоциты, кроме части лимфоцитов.

Лейкоциты, лимфоциты – какая разница?

Когда-то люди не умели их различать. Просто видели красные тельца в крови, белые тельца в крови. Люди 100-200 лет назад были не то, чтобы глупее. Но сейчас чуть получше – есть более мощные микроскопы. Всем скопом белые кровяные тельца – это лейкоциты. Они и являются клетками иммунной системы. Но, если вы сдавали когда-то “развернутый” общий анализ крови, то эти лейкоциты были расписаны в лейкоцитарную формулу:

• нейтрофилы – они же гранулоциты; основные их два вида это палочкоядерные и сегментоядерные;
• моноциты, эозинофилы, базофилы – тоже всякая фигня из костного мозга (совсем не фигня, они важны при аллергиях, а еще при глистах, но сейчас не об этом);
• есть еще другие, более редкие клетки, которые иногда плавают в крови;
• ну и лимфоциты:
  • B-лимфоциты – тоже из костного мозга, так как “bone” – кость,
  • T-лимфоциты – эти ребята не из костного мозга, а производятся тимусом, поэтому “T”.

То есть лимфоциты – это один из многих типов лейкоцитов.

Вообще в процентном отношении среди всех лейкоцитов крови больше всего плавает именно нейтрофилов и лимфоцитов. И не только в крови, в других тканях они тоже есть. Нейтрофилы – это история в основном против бактерий и грибков. А лимфоциты – против вирусов.

На самом деле все гораздо сложнее, но мы же договорились, что сидим в пабе на диванчиках.

Тимус

У нас есть очень твердая кость – грудина (или грудная кость), спереди грудной клетки. К ней еще крепятся ребра. Грудина защищает сердце и защищает тимус. Поэтому тимус имеет и второе название – загрудинная железа.

Поиграем в ассоциации. Вы наверное слышали про древнегреческие Афины. Там была демократия (с рабами, но все же), куча слоев населения. Там все было продумано и по правилам, богатые могли наслаждаться искусством, виноградом и так далее. Ну вот, костный мозг – это как древние Афины. Куча клеток, все классно.

И была древняя Спарта, там были вышколенные воины. Тимус – как Спарта, где слабых сбрасывали вниз со скалы.

В тимусе образуются T-лимфоциты, и 99% из них убиваются самим тимусом. Почему? Потому что они не отвечают критериям “отбора”. Короче говоря, условия даже посерьезнее Спарты. А те лимфоциты, которые вышли из тимуса – это такой подготовленный спецназ. И еще при этом их называют незрелыми. Потому что они плывут в лимфоузлы и в селезенку – учиться и тренироваться дальше, становиться зрелыми. Такие дела.

С возрастом тимус уменьшается, стареет, постепенно вырабатывает все меньше и меньше лимфоцитов. Так как часть Т-лимфоцитов живет много десятков лет, и новых надо все меньше. Поэтому у маленьких детей тимус большой, а в больших дядь и теть – он мал, постепенно заменяется жировой тканью.

Несколько сот лет назад, когда католическая церковь разрешила делать вскрытия, а позже вскрытия детей, то часто думали, что причина смерти детей кроется именно в том органе, за грудиной. Поскольку у детей он был большой, а у взрослых такого не видели. Ставили диагноз “тимомегалия”, обвиняя ни в чем не виновный тимус. Это были 1600-е, тогда часто верили во всякую хрень.

Теперь про иммунные клетки

Нейтрофилы

Поговорим немного о нейтрофилах. Это одни из двух основных групп лейкоцитов. Нейтрофилы еще называют гранулоцитами. Почему так? Во-первых, чтобы было еще на одно слово больше, и оно значило ровно то же – чтоб вы запутались. Во-вторых, нейтрофилы содержат гранулы, поэтому они гранулоциты. Палочкоядерные гранулоциты содержат гранулы в форме палочек. Сегментоядерные – гранулы в виде сегментов. В работе врача информация о гранулах несет примерно ноль смысла. Однако количество нейтрофилов очень важно.

Нейтрофилы участвуют в борьбе с полноценными чужеродными клетками – бактериями и грибками. Нейтрофилы – это как первая граница, пехота против бактерий и грибков.

Если нейтрофилов нету или очень мало, тогда иммунная система пропускает даже те простые стафилококки, которые живут у вас на руках, по всей коже, на ваших ложках и на поверхности стола, плавают на поверхности борща. Тогда просыпаются и туберкулезные палочки внутри вас, почти все мы их носители. И так же грибки (различные кандиды на вас, внутри вас, аспергиллы вокруг вас, в воздухе и везде на поверхностях). Короче, если нейтрофилы генетически отсутствуют, тогда ужас и беда – такие странные редкие вещи, как стафилококковая пневмония, постоянные гнойные лимфадениты, кандидоз внутренних органов, аспергиллез головного мозга. Ну и смерть, если не пить постоянно всю жизнь антибиотики.

Так, успокаиваемся. Если у вас не было описанного добра еще с возраста младенца, тогда все в порядке с вашим нейтрофилами. Если пару раз в жизни имели серьезные бактериальные инфекции (ангину, пневмонию, гнойные отиты или какую-нибудь сальмонеллезную диарею) – в те моменты жизни ваш костный мозг производил еще более нейтрофилов. Врач видел “высокие палочки и сегменты” в общем анализе крови и мог уверенно назначить антибиотик на помощь.

Причем хорошо бы врачу оценить именно абсолютные значения нейтрофилов в крови, а не проценты. А то бывает немного снизится количество лимфоцитов, а процент нейтрофилов тогда станет автоматически выше. Лимфоциты – тимус, нейтрофилы – костный мозг. Они прямо не зависят друг от друга. Поэтому надо оценить абсолютные значения нейтрофилов, чтобы принять верное решение, действительно ли нужен антибактериальный или противогрибковый препарат.

Нейтрофилы такие себе ниндзя: они тихонько проникают сквозь сосудистую стенку и крадутся туда, где бактериальный процесс. Например, к небольшой ранке кожи. Придя туда, нейтрофилы сжирают много бактерий – охватывают их собой и переваривают. И умирают. Так возникает гной. Его можно выдавить из ранки, а если гноя много – тогда к хирургу.

Лимфоциты

В-лимфоциты из костного мозга, “афиняне”, и Т-лимфоциты с тимуса, “спартанцы”, как уже упоминал, идут учиться в лимфоузлы. Как в школу или вуз. Затем одни из них могут спать много лет в лимфоузлах, как богатыри Киевской Руси. Другие могут много тренироваться, как шаолиньские монахи. Чаще и то, и другое: сначала Шаолинь, а потом спать на печи. Спать, пока нога врага не ступит на их территорию. Тогда вещества-посредники (цитокины, различные интерлейкины, интерфероны) придут будить спящий богатырский спецназ. Либо не спящий – как когда, не заморачивайтесь в этом.

Невеселая информация: знаете, что происходит, когда отсутствуют лимфоциты? Тогда организм не проживет и одного-двух лет. Тогда может помочь трансплантация костного мозга.

Среди лимфоцитов есть не только Т-клетки, В-клетки. Есть также NK-клетки. NK – не Настя Каменских, а натуральные киллеры. NK-клетки выискивают те клетки организма, которые были нормальными, а потом генетически выродились и стали ненормальными (стали онкологическими мутированными уродами). И уничтожают их. Именно поэтому, когда с возрастом мутаций в клетках становится больше, а NK-клеток особо больше не становится, борьба может быть проиграна. Тогда вырожденная клетка будет пропущена, размножится и станет опухолью. Беда.

А теперь о веселом – о каплях чужой слюны, мстителях и полиции!

Антигены и антитела

Бывает, вы случайно вдохнули капельки чужой слюны, выпущенные заразным индивидом, когда тот чихал. Или чихала, мы здесь политкорректные. Или когда вы были маленьким шкетом, вы часто пихали руки в песок на улице, а потом эти грязные руки в рот. Молодцы. И вирусы с бактериями уже были внутри вас. Или просто чужеродные белки попадали вас с жала осы, вы запоминали эти моменты. Чаще всего ничего серьезного не происходило. То есть вы так думали, не представляя себе, как и тогда (и каждую секунду сейчас) работает ваша иммунная система, вырабатывая иммунитет.

На микроуровне внутри вас ежедневно разворачиваются баталии. Минимум драки, как в вашем дворе. А иногда, при серьезной болезни, настоящие войны, как в последних частях Властелина колец или Мстителей. А вы еще и едите бутерброд в тот момент. Со стафилококками.

Любой чужеродный белок, производимый не вашими генами, является для вас антигеном. Ну логично. И когда такое счастье попадает внутрь, на каждый антиген вы выработаете соответствующее ему антитело. Как это происходит?

Во всех закоулках вашего тела тут и там разъезжают патрульные полицейские – дендритные клетки. Они скорее напоминают осьминогов, поскольку имеют кучу длинных отростков. Как только они сталкиваются с чужеродными белками, хватают этот антиген и несут в ближайший лимфоузел. Если это просто кусок чужеродного белка, то ему еще повезло. А если это клетка (бактерия или грибок), то есть такие клетки-макрофаги – крупные пожиратели. Макрофаги съедают несчастного и оставляют с него одни антигены.

Именно поэтому когда в горле инфекция, лимфоузлы шеи (и подобные им миндалины) могут увеличиться. Это обычный процесс.

Макрофаги вообще стремные. Они гораздо больше других иммунных клеток. Они имеют кучу разных функций, выделяют кучу иммунных веществ-посредников. И они также пожирают чужеродные клетки, оставляя из них одни антигены. Это называется “антигенпрезентирующая функция макрофагов». Так нежно и сложно звучит, хотя речь идет об иммунных аналогах дементоров из серии о Гарри Поттере (те стремные черные штуки, которые высасывали душу). Или как чекисты и КГБ во времена Сталина и Берии.

Ну хорошо, патрульные и КГБ свое дело сделали, антиген получено для последующих опытов. Далее в лимфоидной ткани идет поиск тех В-лимфоцитов, которые совпадут по белковой структуре к принесенному антигену. Как паззл.

Как по мне, одной из самых крутых функций иммунной системы является то, что комбинации для подбора белковых структур уже все созданы. И их миллионы, миллиарды, еще больше. И достаточно всего несколько дней, чтобы к чужеродному антигену был подобран нужный В-лимфоцит. И тогда выбранному В-лимфоциту посредники скажут “размножайся”.

Кровь и все тело наполнятся зрелыми B-клетками (плазмоцитами), которые только и делают, что производят антитела именно к тому антигену, который был принесен патрульными дендритными клетками в лимфоузел. И так с каждым антигеном. Антиген –> поиск нужного В-лимфоцита –> плазмоциты вырабатывают антитела.

Антитела – они же иммуноглобулины. Это то же самое, но с двумя названиями, чтобы тоже запутать. Сначала плазмоциты производят иммуноглобулин M (IgM) к конкретному заболеванию. Проходит 2-4 недели, и плазмоциты переключаются – начинают производить иммуноглобулин G к этому заболеванию.

Таким образом, в начале болезни несколько дней вам достаточно плохо. Затем появляются IgM, вам становится чуть лучше, потом вы выздоравливаете. А потом появляются IgG, которые будут циркулировать внутри вас много лет или всю жизнь.

Часть В-клеток-плазмоцитов со временем исчезает. А часть превращается в B-клетки памяти – идет спать на печи в лимфоидную ткань. Когда будет нужно, когда уже знакомый враг снова попадет в организм – ему будет что предъявить. В атаку пойдет или имеющийся IgG к этому заболеванию, или же проснутся B-клетки памяти и нанесут удар. И вы об этом даже не узнаете, потому что не заболеете.

Что делают антитела

Антитела, как маленькие колючки, липнут к тем клеткам, которые несут соответствующие им антигены. Прилепились к бактерии или грибку – их тут же замечает макрофаг, который тупо съедает вражескую клетку. Словно посолить, поперчить, обмазать соусом микроорганизм, и макрофаг довольно это съест.

А если это вирус? Вирусы же проникают в ваши собственные клетки. Вирусы ОРВИ проникают в клетки слизистой носа и горла. Кишечные вирусы – в слизистую кишечника. Вирусы гепатитов – в клетки печени. И ваша клетка, выполняя или уже не выполняя свою работу, начинает производить копии вируса. Ну и там, конечно же, есть антигены вируса. Поэтому антитела в этом случае липнут к пораженным вирусом вашим клеткам. И тут на арену выходят T-киллеры, подвид T-лимфоцитов. А то все B да B, а здесь уже T-лимфоциты-киллеры.

Т-киллеры крутые. Во-первых, они круто называются. А во-вторых, они делают маленькие дырки в той клетке, где прикрепились антитела. Через эти дыры Т-киллеры забрасывают биологическое послание “убейся”. И зараженная вирусом клетка делает себе харакири. Разве не чудесно?

Это не магия, а процесс, который развился эволюционно за сотни тысяч лет. И если происходили мутации, движущие механизм в неэффективную сторону, такой организм умирал без потомства. А когда механизм случайно совершенствовался, организм этот жил дольше и имел больше потомства.

И напоследок

Надо понимать, что инфекции разные. Они эволюционируют, еще и быстрее нас. Пневмонии и гнойные отиты, вызванные тем самым пневмококком, могут случаться много раз. Вирусов ОРВИ очень много. Вирус гриппа очень сильно мутирует. Вирусы герпесов поражают сами В-лимфоциты. ВИЧ-инфекция поражает группу Т-лимфоцитов-хелперов. А туберкулезную бактерию не может переварить даже большой страшный макрофаг. Поэтому не все так просто.

А вот вакцинация в этом плане – достаточно простая штука. Берешь и вносишь в организм кусочки антигенов страшных инфекций, иногда очень ослабленную инфекцию. Запускаются пути иммунной защиты, описанные выше, но без самой болезни. Это одно из крупнейших достижений медицины.

Вы наверное знаете, что я разработчик онлайн-сервиса по вакцинации: Вакарта – вакцинальная карта. С этим сервисом действительно проще контролировать вакцинацию своей семьи.

Мы обсудили механизмы специфической защиты – как вырабатывается иммунитет против конкретных возбудителей, их антигенов. Существуют и другие подгруппы лимфоцитов, другие типы иммуноглобулинов. Лишь немного задели моменты неспецифической защиты. Потому что кроме врожденных иммунных механизмов нейтрофилов еще, например, есть защита слизистых оболочек (кстати, моргните, так как слезная жидкость тоже круто защищает ваши глаза), защита от гельминтов, комплемент и много ненужных вам слов.

Хотел просто показать, что медицина уже знает об этом всем, даже использует. И вы не сможете “укрепить” иммунные механизмы, как бы ни врала реклама. И иммунитет не снижается у вас, а наоборот, становится только крепче. Конечно, если нет иммунодефицитов.

Ваша иммунная система очень классная и постоянно работает. Чего вам и желаю!

Использование этого текста – только по согласию со мной.