Дорогие читатели, сотрудники библиотеки им. Маяковского, в период пандемии, начали расшифровывать лекции, которые прошли в библиотеке. Мы решили начать публиковать эти материалы на дзене. В конце есть ссылка на видео-источник. Приятного чтения!
Автор лекции: Екатерина Умнякова, кандидат биологических наук, автор книги "Как работает иммунитет?", популяризатор науки
В нашем теле — целая армия клеток, которая словно рыцари без страх и упрека, сражаются за наше здоровье. Кто они? Как появились в нашем организме? Как сражаются? Что мы можем сделать, чтобы их поддержать? И чего точно делать не надо?
Земной шар принадлежит не человеку, а разнообразным микроорганизмам. Их — абсолютное большинство, и они окружают нас повсюду. Люди постоянно сталкиваются и взаимодействуют с ними. Бактерии не только вокруг нас, но и на нас. И количество собственных клеток примерно равно числу клеток бактерий на человеке. Не все бактерии агрессивны, многие из них наши помощники. Например, разные группы бактерий помогают синтезировать витамины группы В и витамин К. А вот другие микроорганизмы становятся причиной эпидемий и пандемий. Ученые и врачи научились бороться с болезнетворными бактериями, однако в современном мире появляется все больше штаммов, устойчивых к антибиотикам.
По статистике ВОЗ за 2016 год, три из десяти основных причин смертности людей — от различных инфекций. Однако у человека все еще надежный защитник — иммунитет, благодаря ему встреча с болезнетворной бактерией или вирусом не всегда приводит к заболеванию.
Клетки иммунитета — регулярная армия
Чтобы понять, что такое иммунитет, представим наш организм в виде средневековой крепости. Что ее защищает?
Во-первых, стены. Они физически мешают проникнуть врагу. Эту функцию выполняет кожа. Во-вторых, ров с водой.
В нашем теле — это слизистые, слюна, слёзная жидкость, желудочный сок. Они не только физический барьер, но и химический. В них содержатся биологически активные вещества.
Но замок бесполезен и беспомощен перед врагом, если в нем нет стражников. Наша стража — иммунитет. Иммунные клетки постоянно мониторят среду. На «своих», бактерии и клетки организма, они не реагируют. Исключение, когда у человека есть иммунное заболевание. Если клетка распознается как «чужая», то запускается иммунный ответ — и наша стража мобилизуется.
Иммунная система необходима организму, чтобы оберегать его от внешних и внутренних угроз. Клетки способны справиться с инфекционными агентами, и вырабатывают молекулы иммунитета для общения друг с другом. Они также могут вырабатывать определенные антибиотики.
Иммунитет. Врожденный и приобретенный.
Иммунитет бывает врожденным и приобретенным. Врожденный действует с появления человека на свет, его иммунные клетки созревают постепенно и успешно осуществляют защиту организма. В первую очередь они реагируют на инфекцию, попадающую в организм, в частности, на болезнетворные бактерии. Для развития приобретенного иммунитета нужно время. Должны появиться антитела — молекулы приобретенного иммунитета, которые не убивают какую-то инфекцию, а помечают ее.
Продолжая аналогию с защитниками-солдатами, такой армии солдат нужны казармы, где они содержатся и обучатся. В организме их роль выполняют центральные и периферические органы иммунной системы: тимус, селезенка, красный костный мозг, в которых созревают наши иммунные клетки. Они называются лейкоциты или белые кровяные тельца, эти клетки различаются по типам и по специализации.
Пехота — нейтрофилы. Этих клеток больше всего. Они преследуют вредоносную бактерию и съедают ее. Нейтрофилы прожорливы и расправятся даже с большим количеством бактерий. Кроме того они могут содержать в себе молекулы иммунитета, обладающие антимикробными свойствами.
Тяжелая артиллерия — эозинофилы. В крови их не так много, как нейтрофилов. Они обладают особыми белками, химическим оружием. Например, червь аскарида, помещенный в среду с большим количеством эозинофилов, будет разорван на части и полностью уничтожен.
Для борьбы с невидимыми на первый взгляд угрозами призваны так называемые киллеры. Со стороны врожденного иммунитета это натуральные киллеры, со стороны приобретенного — Т-киллеры.
Это цитотоксические лимфоциты, которые распознают скрытого врага и убивают собственные клетки человека, если те по какой-то причине стали опасны (оказались заражены вирусом или переродились в опухолевые). С помощью специальных белков киллеры запускают апоптоз зараженной клетки — ее запрограммированную гибель.
Связистами армии выступает популяция Е-лимфоцитов — это Т-хелперы (от слова to help – помогать). Они помогают убивать, осуществляя координацию действий. Дендритные клетки перемещаются по организму и уничтожают все, что кажется подозрительным. Они захватывают инфекционного агента (своего или чужого), переваривают, а патогенную часть показывают Т-киллеру. Т-киллер запускает иммунную реакцию дальше. В ходе иммунной реакции организм разработать ответ на патоген. За это отвечают В-лимфоциты, производящие антитела. Антитела делают организм более устойчивым к какой-либо инфекции, появляется приобретённый иммунитет.
Как работает иммунитет?
Молекулы иммунитета разделяются на типы:
- Молекулы химического оружия — действуют и уничтожают.
2. Сигнальные молекулы — обеспечивают общение иммунных клеток.
3. «Черные метки» — тоже сигнальные клетки, которые помечают в организме нечто чужеродное. Таким образом они дают сигнал другим клеткам иммунитета, которые уже выводят этот патоген или уничтожают. Это солдаты, им нужно оружие.
Наши солдаты вооружены антимикробными пептидами – маленькими белковыми молекулами, спрятанными в гранулах нейтрофилов. Эти молекулы, как маленькие пули, способны напрямую убивать бактерии. По сути, это наши собственные антибиотики. Действуют они разными способами. Например, создавая поры в бактериальной оболочке. Через эти поры вытекает содержимое бактерии или, в саму бактерию втекает внешнее содержимое, от переизбытка которого она и лопается.
Другой вид антимикробного оружия – лизоцим, в большом количестве содержащийся в биологических жидкостях человека. Лизоцим лишает бактерию защитной оболочки, из-за чего она оказывается уязвимой перед другими антимикробными агентами.
Еще один способ борьбы с бактериями – отбирать у них жизненно необходимое для дыхательной функции железо. Это делает лактоферин-белок. Не имея возможности дышать, клетка, естественно, гибнет.
Иммунная система оснащена специфическими способами защиты. В белковых гранулах нейтрофилов содержится любопытный белок под названием миелопероксидаза, которая активную форму кислорода переводит в гипохлорид. То есть в привычную хлорку.
Все эти действия координируют сигнальные молекулы цитокины. При появлении стимула клетка производит цитокин, который действует на клетку-мишень. После чего клетка, которой был передан этот сигнал, производит нужный биологический эффект.
Сигналы различны. Чтобы избавиться от инфекции, организм поддерживает воспаление, для этого нужны воспалительные сигналы. Когда угроза локализована, запускаются противовоспалительные сигналы. Нужен баланс между двумя крайностями: поддерживать или останавливать воспаление. Именно с разбалансировкой этой системы связан патогенез аутоиммунных заболеваний. Молекулы «черные метки» создают антитела, например, В-клетки. Антитела окружают патоген и не позволяют ему проникнуть в клетку. Эта стратегия предотвращает заболевание, поскольку вирус запускает развитие инфекции только внутри клетки, представляя собой только часть ДНК с белком. После встречи с патогеном (а лучше — после вакцинации) иммунная система начинает производить антитела.
Помимо физического барьера, молекулы метки способны ставить маркер на патоген, который служит сигналом для иммунных клеток. Реакция организма на патоген запускается спустя 10-30 минут после его попадания. Разворачивается война — на патоген быстро нападают все «солдаты» нашего врожденного иммунитета: натуральные киллеры, нейтрофилы, макрофаги. Они действуют так быстро и эффективно, что человек может даже не заметить этого «сражения».
В войне с патогеном участвуют и дендритные клетки. Они находят возбудитель и поглощают его, оставляя на поверхности непереваренную часть. Потом дендритная клетка перемещается в ближайший лимфоузел и показывает Т-лимфоцитам, как выглядит угроза. Т-лимфоцит запускает процесс образования клонов, которые способны распознавать именно эту угрозу и эффективно уничтожать ее.
Дендритная клетка может обратиться не к киллеру, а к хелперу. Тогда запустится производство клонов В-клеток, вырабатывающих конкретный тип антител против нового патогена, обнаруженного дендритной клеткой. В любом случае иммунная система запускает конкретный ответ на определенную угрозу. Антитела сохраняются в организме довольно долго, поэтому если человек снова сталкивается с данным патогеном, организм уже знает, что делать. Так работает иммунитет. Теперь поговорим о том, как он не работает.
Миф №1: Прививки — не нужны
14 мая 1796 года Эдвард Дженнер сделал первую в мире прививку от оспы восьмилетнему Джеймсу Фиппсу, сыну одного из своих работников. Дженнер ввел мальчику зараженное коровьей оспой «отделяемое», мальчик выздоровел и приобрел иммунитет к оспе.
Однако методы аналогичные вакцинации существовали задолго до этого события. Врачи Древнего Востока заражали здоровых людей, чтобы они перенесли инфекцию. Для этого они помещали содержимое оспенных пузырьков заболевших в ноздри здоровых людей или заворачивали здоровых людей в простыни больных, переболевших в легкой форме. Так часто поступали с девочками, которых собирались продать в гаремы, чтобы на их лицах не появились уродливые отметины от оспы. Легко переболев в детстве, взрослые девушки уже не заражались.
Мы уже знаем, чтобы не заболеть, организму нужно активировать В-лимфоцитов и выработать антитела. Вакцина — это ослабленный патоген, от которого мы хотим защититься. Инфекция не может быстро распространяться в обществе, где есть буфер из вакцинированных людей. Когда такого буфера нет, то есть все люди невакцинированы, тогда инфекция быстро распространяется и приводит к тяжелым последствиям. Этот же буфер необходим для защиты людей, которым нельзя сделать прививку по состоянию здоровья. Это люди с тяжелыми заболеваниями, перенесшие химиотерапию, с сильными аллергическими реакциями. По этим причинам ВОЗ следит за тем, чтобы поддерживался определённый уровень иммунизации.
Миф № 2: Чтобы не болеть, нужно пить йогурты, витамины и иммуномодуляторы
Илья Ильич Мечников рекомендовал всем пить йогурты. Он ежедневно принимал болгарскую палочку в виде закваски, а потом перешел на чистую бактериальную культуру. Мечников считал, что болезни и даже старение организма проистекают от наличия микробов в кишечнике. Он был уверен, что гнилостные бактерии в нашем кишечнике вредны, их нужно выселить, а на их место вселить полезные – молочнокислые. Но научного подтверждения этому нет до сих пор. Ученый Шервуд Горвард 20 лет искал штамм молочнокислых бактерий, который мог бы жить у нас в кишечнике более двух дней, но так и не обнаружил их. Научная организация ФУДЕН ДРАВ Администрейшн исследовала все рекламируемые и рекомендуемые молочнокислые штаммы и вывод был одинаков – не эффективно. Пить можно, но от болезней не исцелит. Теперь рассмотрим витамины. Витамины – это молекулы-помощники ферментов, которые участвуют в биохимических превращениях. Все важные процессы в организме проходят с помощью ферментативных реакций. Чтобы эти реакции работали вообще или работали правильно, нужны витамины. Распространенная рекомендация в интернете – принимать витамин С от простуды. Увлечение витамином C началось с заявления ученого Лайнуса Полинга. Он обнародовал, что прием больше 1 мг витамина С предотвращает возникновение простуды. Однако этот вывод ученый сделал на основе всего четырех работ. С точки зрения науки четырех работ недостаточно для каких-либо выводов. Более того, другие исследования, с большим количеством испытуемых, показали, что витамин С не предупреждает появление простуды, однако может на 8-12% отсрочить начало появления простудного заболевания. (т е помогает в какой-то мере?). Однако широкую публику эти противоречия уже не интересовали. После выхода книги Полинга, компании, производящие витамин С, обогатились, так как все стали покупать его. Полинг прожил долгую жизнь, употребляя витамин С, и умер от рака простаты. Как показали исследования, этот тип рака может провоцироваться приемом большого количества витамина С. Наравне с витаминами популярны иммуномодуляторы. Это те самые цитокины и подобные им. Однако препараты, продающееся в аптеках под видом иммуномодуляторов, не имеют к цитокинам никакого отношения. Научных доказательств их эффективности тоже нет. По результатам исследований, из всего списка аптечных иммуномодуляторов только экстракт эхинацеи показал небольшую пользу.
Миф №3: Активная работа иммунитета положительно влияет на здоровье человека
С приходом простудоопасного периода (осень, зима, весна) люди пытаются поднять иммунитет, заставить его работать активнее. Хорошо ли это? Как минимум четверть россиян так не думают, поскольку страдают аллергией. Аллергия является гиперреакцией иммунитета, когда иммунная система воспринимает безвредные и нейтральные вещества как опасные. Запускается мощная воспалительная реакция вплоть до отека Квинке или анафилактиический шок, которые могут привести к смерти. Получается, что чересчур активный иммунитет – это тоже нехорошо. Современные люди страдают от разнообразных аллергических реакций. Их объясняет теория влияния гигиены. Согласно теории, при переходе людей к повышенному соблюдению правил гигиены снижается число контактов с патогенами, что приводит к недостаточной загрузке иммунной системы и уменьшению количества антител в организме. Организму полезно небольшое количество грязи, что бы он привык к нестерильной среде, и у него была возможность тренироваться.
Как же «повысить» иммунитет? Ответ прост – не мешайте ему работать. И заботьтесь о нем, как о любой армии.
— Сбалансированное питание и полноценный сон (соблюдение режима сна/бодрствования).
— Физические упражнения.
— Исключение вредных привычек.
— Регулярная вакцинация по календарю ВОЗ.
— Соблюдение правил личной гигиены (без фанатизма).
— Предупреждение действия экстремальных условий на организм, особенно постоянного.
Будьте внимательны к своему организму, следите за его реакциями и будьте здоровы!