Ознакомительная версия.
Рис. 3. В центральных лимфоидных органах человека — тимусе и костном мозге — созревают Т- и В-клетки соответственно. В гуморальный и клеточный иммунные ответы вовлечены периферические лимфоидные органы
Органы иммунной системы разбросаны по всему телу и связаны друг с другом и другими органами сетью лимфатических сосудов подобно кровеносным сосудам. В создании иммунной системы человека принимают участие как центральные органы, в которых иммунные клетки вырабатываются и созревают — костный мозг и вилочковая железа (тимус), так и периферические, где клетки дозревают и «обучаются» — селезенка, лимфатические узлы, лимфоидная ткань и др. (рис. 3). В лимфатических сосудах и лимфоузлах содержится лимфа, которая в отличие от крови представляет собой прозрачную слегка желтоватую жидкость. Греки называли словом лимфа чистую и прозрачную воду подземных ключей и источников.
В сумме в организме взрослого человека содержится примерно 1012 лимфоидных клеток, а лимфоидная ткань составляет приблизительно 2 % общей массы тела. В организме функционирует несколько типов иммунных клеток, которые и осуществляют надзор за порядком в нем. Эти клетки располагаются как непосредственно в лимфоидной системе, так и в отдельных тканях и в крови. Все они имеют общее происхождение, у них один и тот же прародитель. При общности происхождения устройство и функции лимфоидных клеток сильно отличаются. В крови наиболее известные клетки — красные кровяные шарики, или эритроциты, которые заняты переносом кислорода в организме и к иммунной системе не имеют никакого отношения. Кроме того, там «плавает» свыше десятка других видов клеток, некоторые из них упоминаются врачами, когда они нам делают анализ крови. Среди них белые кровяные шарики — лейкоциты. В одном микролитре крови содержится 4–5 миллионов эритроцитов и от 5 до 9 тыс. лейкоцитов. Если все эритроциты довольно похожи друг на друга, то лейкоциты представляют собой весьма неоднородную популяцию клеток. К ним относятся и главные клетки иммунной системы — фагоциты и лимфоциты (их называют еще общим словом иммуноциты).
Фагоциты («пожирающие» клетки) способны связывать на своей поверхности, а затем поглощать и уничтожать самые разнообразные микробы и их токсические продукты. Для этого первоначально, узнав чужеродную клетку или вирус, в наружной мембране фагоцита образуется углубление, которое обволакивает «чужестранца». В конечном итоге «чужак» оказывается в цитоплазме фагоцита, где подвергается массированной атаке разнообразных ферментов, которые его полностью уничтожают. К фагоцитам относятся несколько типов клеток, из которых наиболее важными являются макрофаги. Фагоциты — основа врожденного иммунитета, первая линия защиты против инфекций, проникших в организм.
Около 73 лейкоцитов представляют собой лимфоциты, общее число которых в организме человека составляет около 2х1011. Этим клеткам принадлежит ведущая роль во всех реакциях приобретенного иммунитета, поскольку они специфически распознают конкретный чужеродный агент, пробравшийся в организм. Каждый из лимфоцитов, циркулирующих в крови и лимфе человека, 10–20 раз в сутки проходит через все кровеносные и лимфатические сосуды тела. Популяция лимфоцитов в организме человека также весьма неоднородна. Она состоит из клеток, сильно отличающихся по размерам (от 6 до 10 мкм), структуре и, главное, по функциям. Уже в костном мозге, который является их колыбелью, предшественники лимфоцитов разделяются на две крупные ветви. Одна из них завершает свое развитие в костном мозге и получила название B-лимфоцитов (от первой буквы английского слова bone — кость). Они — основа гуморального иммунитета. B-лимфоциты циркулируют в лимфатической системе и крови и вырабатывают специфические белки-иммуноглобулины (антитела). Именно B-лимфоциты и обеспечивают организм антителами.
Каким же образом антиген, попадая в организм, вызывает усиленный синтез именно тех антител, которые специфично реагируют только с ними? Ответ на этот вопрос дала теория селекции клонов австралийского исследователя Ф. М. Бернета. Согласно этой теории, каждая B-клетка синтезирует лишь один тип антител, которые локализуются на ее поверхности. Репертуар антител формируется в организме задолго до и независимо от встречи с антигеном. У человека разнообразие антител, присутствующих в норме на поверхности многочисленных В-лимфоцитов, столь велико, что на практике против любого антигена найдется лимфоцит, который способен его «узнать». Роль антигена заключается лишь в том, чтобы найти ту единственную клетку, которая содержит на своей мембране антитело, реагирующее именно с ним. После такого взаимодействия «узнающие» B-лимфоциты активизируются, начинают быстро размножаться, производить и выпускать в кровь в достаточном количестве нужные для уничтожения антигена антитела (до двух тысяч антител в секунду). Активированный лимфоцит вступает в деление и дифференцировку. И вскоре из одной клетки возникает 500—1000 генетически идентичных клеток (клон). Клон синтезирует один и тот же тип антител, способных специфически распознавать антиген и соединяться с ним.
Антитела атакуют вторгшиеся в нас микробы и другие патогены, расположенные в крови вне клеток, и нейтрализуют их. Здесь реализуется некий принцип избыточности. Многие антитела, содержащиеся на поверхности лимфоцитов, могут быть вообще в течение жизни не востребованы для защиты конкретного индивидуума. Но зато другие всегда начеку. И случись любая инфекция, они сразу готовы к бою. Важно, что эта система антител не только участвует в уничтожении вторгшегося противника, но и запоминает всех своих врагов, с которыми прежде встречалась. После выздоровления организм может приобретать устойчивость к определенному возбудителю болезни, или, как говорят, приобрести иммунитет.
Чаще всего антителам достаточно связаться с определенным возбудителем, чтобы оказать ему противодействие. В случае вируса, находящегося в свободном состоянии, они препятствуют его связыванию с клеткой хозяина и проникновению внутрь ее. Однако антитела не в состоянии самостоятельно бороться с вирусами и другими возбудителями после того, когда они «прячутся» внутри клетки.
Борьба с внутриклеточными паразитами, которыми являются вирусы, — главная забота второй линии обороны — клеточного иммунитета. Клеточным этот иммунитет именуют потому, что в нем участвуют специальные клетки, которые и являются эффективным оружием для поражения чужеродных клеток при непосредственном контакте с ними. Для этой цели служат уже упоминавшиеся фагоциты, которые циркулируют в крови и бросаются на незваных пришельцев-чужаков, помеченных антителами, поглощая и разрушая проникшие в организм микробы, ядовитые вещества и другие чужеродные для организма клетки и ткани. При этом, победив врага, фагоциты тоже погибают. Они как бы жертвуют собой для блага целого организма.
Но главную основу клеточного иммунитета составляют лимфоциты, которые для своего созревания переселяются из костного мозга в другой центральный орган лимфоидной системы — тимус (вилочковая железа). Эта ветвь лимфоцитов получила название «тимус-зависимые», или «Т-лимфоциты» (от первой буквы английского слова thymus).
В организме человека Т-лимфоциты многократно покидают лимфоидные органы, попадая сначала в лимфу, затем в кровь, а из крови снова возвращаясь в органы. Т-лимфоциты — «вечные странники», они постоянно в движении. За свою жизнь лимфоцит может проходить поразительно большие расстояния — от 100 и более километров. Благодаря интенсивной циркуляции лимфоциты, когда в них возникает потребность, удивительно быстро появляются в «горячих точках». Без такой способности лимфоцитов были бы невозможны своевременное их развитие, взаимодействие и эффективное участие в иммунном ответе при вторжении в организм чужеродных агентов.
В тимусе формируются разные виды Т-клеток, поэтому тимус иногда называют школой обучения Т-клеток. «Ученики» после окончания этой школы сильно отличаются друг от друга. Одни из них участвуют в регуляции развития B-клеток и образования антител, другие взаимодействуют с фагоцитами, помогая им разрушать поглощенные микробные клетки. Некоторые Т-лимфоциты сами обладают способностью разрушать чужеродные клетки, умерщвлять их. По этой причине их назвали цитотоксическими, или «киллерами». B отличие от антител Т-киллер ничего не может сделать с растворимым антигеном — ни обезвредить его, ни удалить из организма. Но он очень активно и целенаправленно убивает клетки, содержащие чужеродный антиген. Т-киллер проходит мимо растворимого антигена, но не пропускает антиген, находящийся на поверхности «чужой» клетки.
Другая разновидность лимфоцитов — Т-хелперы (от английского слова helper — помощник). Названы они так по той причине, что первыми распознают чужеродные вещества и помогают другим лимфоцитам выполнять их прямую функцию. Т-хелперы сами по себе не способны ни вырабатывать антитела, ни убивать клетки-мишени. Но, распознавая чужеродный антиген, они реагируют на него выработкой различных факторов, которые крайне необходимы для размножения и созревания B-клеток и Т-киллеров. Наконец, существуют еще специальные клетки Т-супрессоры, которые, в отличие от двух других видов, заняты прямо противоположным действием — подавляют активность иммунного ответа, когда необходимость в нем отпадает. Это служит надежной защитой самой иммунной системы от переистощения.
Ознакомительная версия.
