Дополнительный материал к лекции 3. Учение об иммунитете.
Особенности иммунитета при различных инфекциях
Иммунитет – это способ защиты организма от антигенов экзогенного (внешнего) и эндогенного (внутреннего) происхождения, направленный на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, биологической индивидуальности каждого организма и, как следствие, вида в целом.
Что скрывается за этими определениями? Зачем вообще нам нужен иммунитет? Почему нужно так тщательно оберегать организм от проникновения чужеродных веществ и тем более микроорганизмов? Какие молекулы, клетки, ткани и органы обеспечивают иммунные функции в организме человека, и как они связаны с такими понятиями как аллергия, воспаление, заживление? Как организм понимает, что столкнулся с чем-то чужеродным и опасным, и как он запоминает такие «встречи», чтобы быть готовым к ним в будущем?
Как видите, целый ряд вопросов возникает при изучении иммунитета, да ещё все они имеют свои особенности и нюансы на разных уровнях организма – от биохимии молекул и клеточного взаимодействия до повышения температуры тела в целом (лихорадка – типичное внешнее проявление иммунного ответа и воспаления). Попробуем в рамках нашего курса хотя бы в общих чертах ответить на них. И прежде всего, обратим внимание на понятие гомеостаза. Этот термин происходит от сочетания греческих слов, дословно означающих «постоянство состояния».
Чтобы понять себе, о чём идёт речь, представьте себя… на пляже!
Однако далеко не везде на планете присутствуют курортные условия, а скорее даже наоборот. Почему же нам гораздо приятнее валяться в сентябре на побережье Чёрного моря где-нибудь в Сочи, чем на побережье Белого моря в Архангельске? Всё дело в том, что мы воспринимаем как комфортные условия очень узкий диапазон параметров внешней среды. В свою очередь, причиной такой прихотливости является относительное постоянство параметров среды внутри наших тел. Вспомните – нормальная температура нашего тела около 36,6 градусов С. Всего на полградуса выше, и мы уже начинаем бить тревогу – в организме что-то не в порядке! Какие-то 5-6 градусов отделяют нас от гибели в результате гипертермии. А что такое для погоды колебания на 5-6 градусов? В России в средней полосе по весне можно одновременно видеть людей в шортах и людей пуховиках – смотря кто во сколько вышел из дома – вот какие у нас «заколебания». Организму приходится постоянно напрягать механизмы терморегуляции, чтобы нивелировать эти внешние изменения, держать внутреннюю температуру в пределах допустимой. И это только один параметр гомеостаза.
А представьте, например, что вдруг у вас… вырос хобот!
Но хобот ещё куда ни шло, а если вместо хобота вырастет пятачок? Вот это уже настоящий конфуз. Однако обычно ничего такого «звероподобного» в облике человека не наблюдается (за исключением редкого проявления т.н. атавизмов). И это определяется нашими генами. Например, группа т.н. box-генов определяет строение тела, и чем мы будем отличаться от Слонёнка и Фунтика. Гены кодируют синтез всех белков организма, полностью формируя наш облик. И если поместить в наш организм гены другого существа, то не факт что это приведёт к чему-то хорошему. Правда, мы сами уже довольно давно измываемся подобным образом над другими живыми организмами. Скажем, генно-модифицированные дрожжи со встроенным геном вируса гепатита В производят для нас белок, из которого мы получаем вакцину против гепатита В, а дрожжи и кишечные палочки с внедрённым геном человеческого инсулина синтезируют этот важный гормон, необходимый для диабетиков. Но такие хитрости мы придумали не сами – ими ежедневно занимаются вирусы, заставляя в т.ч. и наши клетки синтезировать вирусные белки, обеспечивая дальнейшее воспроизводство этих маленьких, но зловредных биологических программ (помните, как в первой лекции мы сравнивали их с компьютерными вирусами?).
Кстати, генно-модифицированные кишечные палочки и дрожжи абсолютно не могут выживать в обычных условиях среды. Их там забивают соседи, в т.ч. «дикие» сородичи того же вида. Не потому что у них существует ксенофобия (в этом плане они лучше людей), а потому что изменённые человеком микроорганизмы тратят энергию и ресурсы на выработку чуждого и абсолютно ненужного им белка, а потому неизбежно проигрывают в конкуренции за «место под солнцем». То же самое происходит и с человеком, заражённым вирусом.
Даже банальное ОРВИ способно настолько выбить нас из колеи, что все намеченные планы идут прахом, а все желания сводятся к одному: забраться под одеяло с пачкой носовых платков. А ведь респираторные вирусы, включая даже короновирусы и ужасный SARS-CoV2, не встраиваются в геном. Они только подчиняют себе белоксинтезирующий аппарат клетки. Стоит ли говорить, какие беды в отличие от них несут человеку ВИЧ и гепатит С – их вообще невозможно «вынуть» обратно, после того как они проникли и затаились среди наших собственных генов. Единственный выход для иммунитета в этом случае – уничтожить все заражённые клетки. Вот только может выясниться, что кроме заражённых больше никаких других клеток уже не осталось, а потому в результате войны вируса с иммунитетом у человека «отвалилась» печень (цирроз – частый исход хронических вирусных гепатитов) или полностью разрушился иммунитет (итог заражения ВИЧ-инфекцией).
Что-то похожее происходит и в том случае, если наши собственные клетки «поломались». Ведь гены постоянно подвергаются повреждающим влияниям: кванты ультрафиолетового и другого электромагнитного излучения, молекулы свободных радикалов, ошибки при репликации ДНК – всё это приводит к мутациям. Однако в клетках человека есть специальные системы репарации, которые выявляют и исправляют их. Однако порой эти системы не справляются, и клетка перерождается в настоящего «берсерка»: начинает бесконтрольно делиться и поглощать питательные вещества, отравлять организм продуктами метаболизма – вы, наверное, уже поняли, что так происходит озлокачествление клеток (возможно, в литературе вам встретиться термин «малигнизация»), и развитие онкологических заболеваний.
Вовремя найти и обезвредить переродившиеся клетки – это уже задача иммунитета. Конечно, с возрастом или под влиянием неблагоприятных факторов: плохой экологии, воздействия алкоголя, производственных вредностей, да тех же вирусов, в конце концов – системы репарации и иммунитета начинают «уставать», работают хуже. Поэтому онкологи справедливо говорят: «рак (раковые клетки) есть у каждого, но не каждый доживает до опухоли».
В отличие от вирусов и мутаций, болезнетворные бактерии и другие паразиты не повреждают наш геном, но они всё равно нарушают постоянство внутренней среды, отбирают ценные ресурсы и отравляют организм отходами своей жизнедеятельности.
Такое длинное вступление понадобилось, чтобы чётко дать понять: организму необходимо строго соблюдать постоянство своей внутренней среды, а уж собственные гены вообще нужно беречь как зеницу ока, потому что без них (или с чужими и поломанными) мы становимся уже не совсем людьми. И если для регуляции температуры, газового и солевого баланса у нас есть специальные врождённые механизмы и приобретённая соображалка (хотя, глядя как некоторые мои студенты рассекают в лёгких кроссах без носков в минус 20, я начинаю сомневаться в наличии у них последней), то против целенаправленных атак патогенов эволюции пришлось создавать целую отдельную систему организма – иммунную систему.
У человека она вобрала в себя весь предшествующий опыт эволюции, но всё равно нельзя назвать её абсолютно совершенной – иначе бы инфекционные болезни не занимали 3-е место среди основных причин смерти людей.
©Алекс Шел, октябрь 2022 г. При копировании и использовании материалов ссылка на источник обязательна
