Они – солдаты тела, защищающие его от нападения врагов. Классические враги – это бактерии. Чаще всего нас поражают стрептококки группы А, вызывающие различные заболевания, например инфекции горла и импетиго. Бактерии имеют форму ниток бус и проникают в организм через телесные жидкости или при контакте с кожей. Иммунная система пытается остановить врагов у ворот, но, если кто-то из злоумышленников все же проникнет внутрь, она постарается помешать им распространиться. Чтобы совершить успешное нападение, стрептококкам нужно преодолеть ряд сложных препятствий и победить в ожесточенных схватках.
Организм – это страна, границы которой защищают вооруженные силы. Первое препятствие, возникающее перед бактериями, – это защитные укрепления, физические структуры, которые защищают нас от окружающей среды. Часто можно услышать, что кожа – это самый важный барьер, однако это лишь небольшая часть внутренних и внешних поверхностей тела, обеспечивающих защиту. Самой большой защитной поверхностью служат слизистые оболочки, покрывающие пищеварительную и дыхательную системы и гениталии. Если расстелить кожу на плоской поверхности, она покроет приблизительно два квадратных метра, площадь двуспального матраса, но если расстелить слизистые оболочки, они займут почти 400 квадратных метров, площадь баскетбольной площадки.
ЛЕЙКОЦИТЫ – ЭТО КЛЕТКИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ. ОНИ – СОЛДАТЫ ТЕЛА, ЗАЩИЩАЮЩИЕ ЕГО ОТ НАПАДЕНИЯ ВРАГОВ, А ВРАГИ – ЭТО БАКТЕРИИ.
Слизь, слюна и слезы помогают смывать нежданных гостей. Если стрептококки проберутся через первую линию защиты, с другой стороны их будет ждать пограничный патруль.
Отряды местной обороны
Пограничный патруль тела должен уметь отличать опасных врагов от дружественных веществ, которые можно впустить. Питательные вещества из еды и напитков тоже чужеродны, но яблоко или гамбургер не должны провоцировать масштабную войну. По этой причине важно иметь умную охрану на границе.
Самые известные пограничники тела – это макрофаги. «Макро-» означает «большой», а «фаг» происходит от греческого «есть». Другими словами, макрофаг – это «большой едок».
Для любого стрептококка, которому удалось проникнуть через оборонительные сооружения организма, макрофаг представляется устрашающим зрелищем: он протягивает щупальца и жадно поглощает его.
Внутри макрофага ядовитый коктейль проникает в бактерию и убивает ее
[8]. Есть и другие клетки, выполняющие функцию пограничников и помогающие макрофагам. Важной частью первой линии защиты выступает армада смертоносных белков, известная как система комплемента.
Если пограничники не справляются самостоятельно, они зовут на помощь, посылая сигналы тревоги через кровь, где дежурят многочисленные пехотинцы под названием «нейтрофилы». Каждый день организм производит около ста миллиардов этих пехотинцев.
Как только нейтрофилы получают сигнал тревоги, они оказываются на поле боя. Как и макрофаги, они поедают врагов, но еще эффективнее, и даже могут производить вещества, похожие на паутину, которые захватывают и убивают бактерии. Если эти пехотинцы будут свирепствовать в организме слишком долго, могут возникнуть опасные для жизни последствия, поэтому их жизнь коротка – они умирают через несколько дней после рождения.
Есть несколько видов пограничников и пехотинцев, и все они выполняют разные функции, но у всех одна цель: убедиться, что организм может быстро реагировать, используя широкий спектр защит. Эти солдаты быстрого реагирования составляют врожденный иммунитет, который во многом сформирован уже на момент рождения. Это отряды местной обороны, которые быстро мобилизуются, но не имеют богатого вооружения. Все растения и животные имеют этот древний тип защиты. Скорее всего, подобные механизмы уже существовали у первых многоклеточных организмов.
В книге «Как работает иммунная система» я нашла яркий пример того, как важно, чтобы первая линия защиты организма работала молниеносно. Каждая бактерия способна делиться, поэтому их число все время удваивается. Это похоже на историю о зернах на шахматной доске, в которой хозяин предлагает создателю шахмат награду за его чудесное творение. Изобретатель говорит, что хочет, чтобы на первую клетку шахматной доски положили одно рисовое зернышко, два – на вторую, четыре – на третью, восемь – на четвертую, шестнадцать – на пятую и так далее. С каждой новой клеткой число зерен удваивалось. На шахматной доске 64 клетки, поэтому изобретатель получил в награду гору риса, которая оказалась больше Эвереста. Эта история иллюстрирует масштабность роста, основанного на удвоении.
Таким же образом размножаются бактерии.
ЕСЛИ В ОРГАНИЗМ ПОПАДАЕТ БАКТЕРИЯ, КОТОРАЯ УДВАИВАЕТСЯ КАЖДЫЕ ПОЛЧАСА, К КОНЦУ ДНЯ В НЕМ БУДЕТ УЖЕ СОТНИ МИЛЛИАРДОВ БАКТЕРИЙ. БЕЗ ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА МЫ НЕ ПРОЖИЛИ БЫ ДОЛГО.
Вооруженные отряды местной обороны прекращают многие вражеские атаки, после чего иммунная реакция завершается. Но что будет, если стрептококк, бактериальный нарушитель спокойствия, проникнет через первую линию защиты? К счастью, его уже ждут формирования специального назначения.
Формирования специального назначения
Эволюция разработала специализированную линию защиту, известную как адаптивный, или приобретенный, иммунитет. Это формирования специального назначения. Наш организм не имеет их при рождении, но тренирует в детстве и юности.
Если стрептококкам удастся прорваться через пограничников, некоторые клетки иммунной системы начинают бить тревогу, срывая маску с ближайшего стрептококка и мчась к спецназу с криками: «Вот как выглядит враг!» Чужеродный злоумышленник, вызывающий иммунный ответ, называется антигеном. В нашем случае антигеном является «лицо» стрептококка.
Формирования специального назначения в основном делятся на две группы: Т-лимфоциты и В-лимфоциты. Эти бойцы атакуют только тех врагов, которых они обучены распознавать. В природе существует огромное количество антигенов, например бактерии, вирусы, паразиты и другие микроорганизмы, и организм тренирует по формированию спецназа на каждого из них. Для него это единственный способ защититься от всевозможных угроз.
Проще говоря, для всех потенциальных врагов, существующих на Земле – или Марсе, если мы когда-нибудь туда отправимся, – в организме есть В-лимфоциты и Т-лимфоциты. За всю жизнь человека только крошечный процент этих врагов сможет проникнуть в организм, поэтому большинство формирований специального назначения никогда не встречают антигены и остаются неактивными на протяжении всей своей жизни. Они похожи на Супермена, который летает в боевой готовности, но так и не встречает своего заклятого врага Лекса Лютора.
В организме всегда находится около 300 миллиардов Т-лимфоцитов и трех миллиардов В-лимфоцитов, но лишь немногие из них обучены распознавать стрептококки. Эти малочисленные формирования специального назначения не могут победить врага в одиночку, поэтому у них в рукаве есть козырь. Когда сигнал тревоги достигает нужных Т– и В-лимфоцитов, происходит нечто впечатляющее. Убийцы стрептококка начинают массово производить копии самих себя, и вскоре мобилизуется целая армия клонов, каждый из которых способен распознавать стрептококки и уничтожать их. Тысячи клонов производятся менее чем за неделю и идут на войну.
