Читать книгу "История иммунной системы - Клеменс Арвай"

имеют задачу бороться и с собственными патогенными клетками, если от них исходит опасность. В случае с потенциальной или уже существующей опухолью речь идет об онкогенной угрозе. Если клетка поражена вирусом, то угроза носит инфекционный характер, поскольку возбудитель перепрограммировал клетку, сделав ее копировальной машиной для вирусов. Естественные киллеры специализируются на том, чтобы по сигналам, исходящим от клеточных мембран, определять, о какой форме патогена идет речь. Ученые называют эти сигналы «съешь меня». Как уже говорилось, зачастую этот сигнал заключается просто в отсутствии сигнальных веществ, затормаживающих постоянные агрессивные наклонности естественных киллеров.

Убивая инфицированные, поврежденные, состарившиеся или переродившиеся клетки, естественные киллеры прибегают к помощи иммунопротеинов, которые сами же и вырабатывают. Уже упомянутый перфорин, которым пользуются и прототипы клеток-убийц у оболочников, вскрывает мембрану подлежащей уничтожению клетки и обеспечивает киллеру доступ внутрь. Само название этого иммунопротеина говорит о том, что он производит перфорацию мембраны. После этого киллер впрыскивает через образовавшееся отверстие так называемые гранзимы, обозначаемые буквами А и В. В гранзимах содержится клеточный яд гранулизин, убивающий клетку. В англоязычных биологических публикациях эти иммунопротеины называют также противораковыми белками. Однако естественные киллеры задействуют эти белки против собственных клеток в любом случае, в том числе и тогда, когда речь идет лишь об инфицированных клетках.

Дополнительно естественные киллеры производят интерферон гамма — цитокин, который стимулирует дальнейшие иммунные реакции против возбудителей, патогенов и собственных пораженных клеток и, кроме того, сам обладает противовирусными и противора­ковыми свойствами.

T- и В-клетки: переход к адаптивной иммунной системе

«Большой взрыв» в иммунобиологии, то есть появление приобретенной иммунной системы с антителами в организме палеозойской рыбы, стал началом эволюционного пути, который привел нас к млекопитающим и людям. Без этой знаковой вехи у нас не было Т- и В-клеток, а ведь именно их появление знаменует зарождение адаптивных иммунных функций и образование антител, то есть процессов, которые не могут передаваться по наследству.

Конечно, созревающие в вилочковой железе Т-клетки являются частью нашей клеточной защитной системы, но они знаменуют собой переход к приобретенным иммунным реакциям. Т-клетки — это белые кровяные тельца (лейкоциты), которые вместе с естественными киллерами и B-клетками принадлежат к низшей группе лимфоцитов.

Т-клетки постоянно циркулируют в системе кровообращения и могут передвигаться в тканях, следя за болезненными изменениями в них. Как мы уже знаем, на поверхности клеток, зараженных патогенами или перенесших повреждение ДНК, грозящее развитием рака, происходит изменение сигнальных молекул. На их сигналы реагируют в том числе и Т-клетки, которые делятся на две разновидности — эффекторные Т-клетки и Т-клетки памяти.

Т-клетка знаменует переход к адаптивной иммунной системе

Эффекторные Т-клетки развиваются из Т-клеток-­убийц, которые в последнее время чаще называют цитотоксическими Т-клетками. Эти иммунные клетки во многом схожи с естественными киллерами. И у тех, и у других задача состоит в уничтожении возбудителей, а также инфицированных и выродившихся клеток собственного организма, представляющих инфекционную или онкогенную угрозу. Т-клетки-убийцы используют для этого те же самые иммунопротеины, что и естественные киллеры, а именно перфорин, гранулизин и гранзимы А и В. Точно так же они производят и противовирусный и противораковый цитокин интер­ферон ­гамма.

Вспомогательные Т-клетки сопровождают иммунные реакции, вырабатывая цитокины, с помощью которых регулируется вид и интенсивность иммунного ответа. Рука об руку с ними выступают регуляторные Т-клетки, чья задача заключается в том, чтобы ослабить чрезмерные иммунные реакции или вообще отменить их. Для этого также используются цитокины, но такие, которые оказывают затормаживающее действие на иммунную систему. Вспомогательные и регуляторные Т-клетки, как и киллеры, относятся к эффекторным Т-клеткам.

Т-клетки памяти играют главную роль в накоплении и запоминании информации об иммунных реакциях. В них откладывается запись обо всем процессе адаптивного ответа, которая может быть вновь вызвана при очередном контакте с возбудителем. Поскольку эти клетки инициируют производство антител, они при повторной инфекции способны так же быстро наладить их образование. Для этого они активизируют В-клетки, которые представляют собой фабрики антител.

Из известной нам на сегодняшний день естественной истории иммунной системы вытекает, что позвоночные, в частности рыбы, уже располагают В-клетками. Впервые они были обнаружены у птиц. Эти клетки у них образуются в лимфатическом органе, который именуется Фабрициевой сумкой (bursa Fabricii). По его первой букве ученые и назвали новые клетки. Они имеются и у амфибий, с которыми мы встретимся в третьей части книги, и у рептилий.

B-клетки были впервые обнаружены у птиц

B-клетки приводятся в активное состояние Т-клетками. В лимфатической ткани вспомогательные Т-клетки встречаются с В-клетками и демонстрируют им анти­гены — предположим, белковые структуры вируса гриппа, амебы или бактерии. После этого B-клетки превращаются в клетки плазмы. В них зреют антитела. Этот процесс в случае с инфекцией гриппа может продлиться несколько дней.

Антитела, нейтрализующие и усиливающие инфекцию

Антитела представляют собой белки, точнее говоря, иммуноглобулины, которые являются полной противоположностью соответствующим антигенам. Подобно молекулярному ключу, который может быть вставлен только в определенную замочную скважину, антитела точно подходят к антигенам, которые они должны нейтрализовать.

Антитела образуются в больших количествах, чтобы их хватило на все антигены, против которых они предназначены. Они блокируют белковые структуры возбудителей, которые используются при заражении клеток. Антитела, выполняющие эту задачу, называются нейтрализующими. Они останавливают вредную деятельность вирусов, бактерий и других патогенов. Их работа очень нужна в ходе болезни. Но при некоторых инфекционных заболеваниях случается, что производятся также неработающие антитела, которые не только не оказывают желаемого действия, но и проявляют себя контрпродуктивно.

Антитела нейтрализуют вредный вирус

Антитела, усиливающие инфекцию, могут вызвать эффект ADE (antibody dependent enhancement) — антителозависимое усиление инфекции.

Это означает что антитела, изменяя белковые структуры возбудителя инфекции, облегчают его действия, вместо того чтобы затруднять их. В данном случае мы имеем дело с «бракованными» иммуноглобулинами. Некоторые антитела, усиливающие инфекцию, облегчают проникновение вируса в клетки организма. Их называют «антителами вирусного проникновения». Это не значит, что инфекция обязательно будет протекать тяжело, так как наша иммунная система все еще имеет возможность регулировать процесс, уничтожая зараженные клетки.

Существуют, однако, инфекционные заболевания, при которых дисфункциональные антитела приобретают такое значение, что повышают вероятность тяжелого течения болезни и увеличивают риск ущерба здоровью. Примером может служить передаваемая через комаров лихорадка денге. Ее возбудителем является один из флавивирусов, печально известный тем, что способен провоцировать выработку антител,