В человеческом организме действует порядка 250 типов клеток, объединенных в органы и ткани. Их можно разделить на более крупные группы и подгруппы, а можно, напротив, разбить на еще более мелкие объединения. Суть от этого не изменится – каждый вид и подвид клетки (кроме стволовых и эмбриональных) узко специализирован для выполнения конкретных задач.

Пожалуй, после того, как большая часть книги осталась позади, нас уже не удивишь тайнами взаимодействия клеток в мышечной ткани, волшебством превращения клеток эпителия или процессом питания и очищения клеток крови. Но все же есть вещи, которые до сих пор будоражат воображение ученых. Попробуем и мы проникнуть в святая святых – в иммунную систему организма.

Представьте себе, что несколько веков назад в Турции, на Ближнем Востоке, в Китае для профилактики оспы втирали в кожу и слизистые оболочки носа гной из подсохших оспенных гнойников. Люди надеялись, что, переболев каким-то инфекционным заболеванием в легкой форме, они потом не заразятся той же болезнью. Так интуитивно они включали иммунитет – систему клеток, отвечающих за защиту организма от внешних напастей.

Основные клетки иммунной системы – фагоциты и лимфоциты. Условно их можно назвать «убийцами» и «защитниками». Именно так распределяются роли в этой жизненно важной игре. Фагоциты (в переводе на русский язык – пожирающие) бросаются на пришельцев, поглощая и разрушая микробы, ядовитые вещества и другие чужеродные для организма клетки и ткани. При этом погибают и сами фагоциты, высвобождая вещества (медиаторы), вызывающие местную воспалительную реакцию и привлекающие новые группы фагоцитов на борьбу с антигенами.

Лимфоциты вырабатывают специфические белки (антитела) – иммуноглобулины, взаимодействующие с определенными антигенами и связывающие их. Антитела нейтрализуют активность ядов, микробов, делают их более доступными для фагоцитов.

Это в общем. Но если перейти к частностям, то мы станем очевидцами таких тайн и открытий, от которых захватывает дух.

 

Глава 1. Тайная фабрика костного мозга

Своими корнями все иммунная система нашего организма уходит в красный костный мозг. Именно здесь из стволовых клеток в течение всей жизни человека вырабатываются клетки, которые затем в различных органах тела превращаются в В-лимфоциты и Т-лимфоциты.

Сделаем небольшое отступление и объясним, зачем организму нужны разные виды лимфоцитов. Дело в том, что специфическую иммунную систему принято разделять на клеточную и гуморальную (то есть связанную с деятельностью системы кровообращения). На уровне клетки защиту обеспечивают Т-лимфоциты, а вот в крови работают их коллеги – В-лимфоциты.

Клетки-предшественники в костном мозге мало отличаются друг от друга. Кем они станут в последующем, зависит от того, какой путь они проходят. Так, часть клеток из костного мозга прямиком направляется в вилочковую железу, которую еще называют тимусом (отсюда и приставка Т в названии клетки).

Предшественники Т-лимфоцитов, попадая в корковый слой тимуса, быстро размножаются, превращаясь в тимоциты. Тимоциты делятся на ранние, или менее зрелые, Т-лимфоциты и более зрелые Т2-лимфоциты. Вся разница в особом ферменте, который до поры до времени хранится в клетке в аппарате Гольджи, а потом исчезает. Тимоциты помогают своим взрослым товарищам формировать иммунный ответ и являются своеобразной кадетской школой Т-лимфоцитов.

Дальнейшее взросление «кадетов» происходит уже после встречи с их первым антигеном. Сталкиваясь с противником, Т-лимофциты теряют признаки незрелости (тот самый фермент) и выбирают более узкую специализацию. Среди зрелых Т-лимфоцитов различают антигенреактивные клетки, хелперы, киллеры, эффекторы аллергической реакции, супрессоры, клетки иммунологической памяти, а также особый вид регулирующих Т-клеток, объектом действия которых являются стволовая клетка костного мозга и первые этапы ее «самоопределения».

Антигенреактивные Т-лимфоциты формируются из Т2-лимфоцитов. Они первыми реагируют на присутствие антигена, запускают в реакцию хелперы и супрессоры и способствуют их делению (размножению), но сами с антигеном не борются.

После встречи с антигеном эта клетка превращается в иммунобласт, который, выделяя специальные вещества-медиаторы, содействует запуску иммунной реакции в ближайшем лимфатическом узле. При отсутствии или резком уменьшении количества антигенреактивных Т-клеток нарушается процесс распознавания, что проявляется в снижении ответа на бактериальные, вирусные и грибковые антигены и в появлении аутоиммунных расстройств.

К антигенреактивным Т-клеткам относится и группа клеток иммунологической памяти. В функциональном отношении они отличаются тем, что узнают антиген в фазе вторичного иммунного ответа при повторном контакте с антигеном, причем реагируют на антиген раньше и значительно интенсивнее, чем при первом контакте. Т-клетки иммунологической памяти относятся к потомкам хелперов, супрессоров или киллеров и несут тот же тип мембранных антигенов.

Т-хелперы неоднородны. Более зрелые из них являются хелперами Т-В, функция которых заключается в воздействии на определенный клон В-лимфоцитов. Хелперы Т-Т, более ранние по своему развитию, способствуют делению Т-киллеров и эффекторов аллергической реакции. Располагаются Т-хелперы преимущественно в селезенке и лимфатических узлах. Но они могут воздействовать на другие клетки не только при непосредственном контакте, но и с помощью специальных веществ через кровь. Правда, при обязательном участии макрофагов.

Основная задача хелперов Т-В – «упаковка» и «доставка» антигена В-лимфоцитам в специальной связанной форме. При этом рецепторы хелперов соединяются с антигеном, образуя комплекс, названный иммуноглобулином Т (IgT).

Т-хелперы вырабатывают хелперный фактор клеточного иммунитета. Его функция заключается в усилении цитотоксического действия и созревания киллеров (о которых мы поговорим чуть позже), а также усилении активности макрофагов.

Т-хелперы играют исключительно важную роль, определяя направление и силу иммунного ответа. При старении и опухолях количество хелперов снижается, а их деятельность угнетается. Это проявляется в том, что инфекции буквально цепляются за человека. А вот при аутоиммунных заболеваниях, системной красной волчанке, рассеянном склерозе, отторжении трансплантата содержание хелперов увеличено. Правда, на состоянии больного это сказывается далеко не лучшим образом, усиливая идущие в организме болезненные процессы. Но об этом – в следующих главах.

Т-эффекторы гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) – название популяции Т-клеток, в основном предназначенных для образования специальных веществ – лимфокинов. Лимфокины повышают чувствительность лимфоцитов к антигену, не дают им выработать привыкание (толерантность), усиливают «ядовитость» токсинов для антигенов, помогают фагоцитам собраться в районе внедрения «врага», не дают им слипаться и т. д.

Но основная задача лимфокинов состоит в обеспечении взаимодействия различных типов клеток и вовлечении их в иммунную реакцию. Лимфокины могут заменять функцию тех или иных разновидностей лимфоцитов, обеспечивая при переносе в другой организм пассивный клеточный иммунитет. В настоящее время в практике уже широко применяется лейкоцитарный интерферон, который оказывает явное противовирусное действие.

Большинство Т-эффекторов ГЗТ находится в селезенке, хотя в некотором количестве они присутствуют и в других периферических лимфатических органах.

Т-супрессоры являются регуляторами направления и объема иммунной реакции, главным образом ограничивая деление клонов лимфатических клеток, угнетая антителообразование, дифференцировку киллеров, реакцию лимфоцитов в смешанной культуре, аллергический процесс и развитие ГЗТ. То есть они являются главным ограничителем процесса. Под влиянием супрессоров развивается состояние иммунологической толерантности (иммуноареактивности) к антигену.

Т-супрессоры неоднородны и различаются по происхождению и основной мишени воздействия. Супрессоры Т-клеток, как предполагают, происходят из более ранних Т-лимфоцитов, отличаются большой радиочувствительностью, действуют на предшественники Т-хелперов.

Количество Т-супрессоров увеличивается с возрастом, особенно у женщин. Рост этих клеток также может быть связан с инфекционным мононуклеозом и острым гепатитом. Т-супрессоров становится значительно больше при развитии опухоли. И наоборот – если в организм с опухолью ввести Т-супрессоры, происходит подавление хелперов, киллеров, активированных макрофагов и усиление роста опухоли. Увеличено количество супрессоров и при ряде врожденных иммунодефицитных состояний.

Т-киллеры (цитотоксические Т-лимфоциты) являются основными действующими клетками при борьбе с антигенами. Это настоящие убийцы, впрыскивающие яд под «кожу врага». Т-киллеры образуются в результате дифференцировки Т2-лимфоцитов после их первой встречи с антигенами.

Но Т-киллеры могут воздействовать и на клетки собственного организма. Благодаря такой способности они уничтожают клетки трансплантата и мутантные клетки организма, в том числе опухолевые. В процессе развития иммунного ответа ядовитая реакция Т-клеток – одна из самых ранних и высокоспецифичных. Больше всего Т-киллеров в лимфатических узлах.

Механизм действия Т-киллеров полностью не расшифрован. Известно, что при их контакте с клетками-мишенями не синтезируется ДНК, не происходит видимых изменений в клетке даже после их контакта с несколькими клетками-мишенями. Однако кратковременного контакта чужеродной клетки с Т-киллерами достаточно, чтобы вызвать необратимые изменения, вероятно, в результате внутренних нарушений в клетке-мишени. Цитотоксичность Т-киллеров может увеличиваться под влиянием различных факторов.

Т-дифференцирующими (Td) названы лимфоциты, непосредственно влияющие на стволовые и колониеобразующие клетки. В отдельный класс клеток, имеющих свой фенотип, Td еще не выделены. Не исключено, что Td представляют собой отдельный клон, включающий Т-хелперы, Т-супрессоры и другие типы лимфоцитов с определенной специфичностью к антигенам стволовых клеток. В любом случае особая роль в процессе кроветворения заставляет выделить Td в отдельный вид.

 

Глава 2. Сумка на латыни – бурса

Это все, что касается Т-лимфоцитов, отвечающих за клеточную защиту организма. А теперь перейдем к системе иммунитета, выстроенной в кровеносных сосудах. Ее составляют так называемые В-лимфоциты.

К истории вопроса.

Если в случае с Т-лимфоцитами совершенно понятно, откуда взялась бука Т в приставке, то по отношению к В-лимфоцитам все далеко не так определенно. Дело в том, что никто до сих пор не знает, где обретают окончательную «закалку» эти мини-защитники. Никакого специального органа на букву «В» в нашем организме нет.

Зато у птиц обнаружили орган, в котором лимфоциты превращаются в свою В-образную форму. И назвали его по имени исследователя, впервые обнаружившего этот орган, – бурса Фабриуса. Бурса – это «сумка» по латыни. Просто орган, в котором «созревают» В-лимфоциты, внешне похож на кожистый мешочек – сумку. Позже термин из области зоологии перекочевал в биологию, хотя никакой «сумки» в человеческом теле нет.

Как и Т-лимфоциты, первоначально В-лимфоциты продуцируются в красном костном мозге. Но в отличие от «коллег», дозревают В-лимфоциты здесь же задолго до встречи с антигенами. Вот почему весь этап этого созревания называют антигеннезависимым.

И все же даже в одних и тех же условиях из клетки-предшественника получаются разные типы В-лимфоцитов. Это могут быть антителопродуценты (синтезирующие иммуноглобулины), киллеры, супрессоры, клетки иммунологической памяти. Да-да, все правильно. Киллеры и супрессоры могут быть как Т, так и В-вида.

Кроме того, все В-лимфоциты несут В-антиген.

В-лимфоциты, как и Т-лимфоциты, проявляют способность к иммунному ответу на различных стадиях дифференцировки, а не только на уровне зрелых клеток крови. Самой первой стадией считают пре-В-лимфоцит, не имеющий специальных выростов на мембранах (цитоплазматических и поверхностных иммуноглобулинов), но обладающий В-антигеном. На следующей стадии – ранних B-лимфоцитов – появляются молекулы lg на мембране клетки, которые принадлежат к классу М.

Все остальное проходит вне костного мозга: стадия зрелого лимфоцита отличается более низкой концентрацией В-антигена и В2-антигена и способностью к смене класса синтезируемых молекул иммуноглобулина; конечным этапом дифференцировки В-лимфоцитов является плазматическая клетка, лишенная всех В-антигенов и поверхностных выростов и обладающая цитоплазматическими иммуноглобулинами в большой концентрации.

Следует отметить, что все указанные стадии дифференцировки в полном объеме относятся только к В-лимфоцитам – антителопродуцентам, так как этапы созревания В-супрессоров и В-киллеров достоверно не установлены.

В-лимфоциты – преимущественно «оседлые» клетки, они мигрируют меньше и значительно медленнее, чем Т-лимфоциты. Среди В-лимфоцитов наиболее многочисленны В-лимфоциты – антителопродуценты.

Главная задача этих лимфоцитов – производство иммуноглобулинов.

Иммуноглобулины – это совершенно уникальный класс иммунных молекул, нейтрализующих большинство инфекционных возбудителей и токсинов в нашем организме. При этом, если все другие антимикробные и антивирусные средства можно сравнить с дробовым ружьем, то иммуноглобулины можно уподобить самому современному высокоточному оружию.

Принципиальной особенностью иммуноглобулинов является их абсолютная специфичность. Это значит, что для нейтрализации каждого вида бактерий, вирусов и токсинов в организме вырабатываются свои собственные и неповторимые по структуре иммуноглобулины. Сколько есть разных микробов, вирусов и токсинов, столько и существует разных иммуноглобулинов. Благодаря этому каждый отдельный вид иммуноглобулинов действует строго избирательно, например, только против вирусов клещевого энцефалита, только против вирусов гриппа, только против стафилококковых токсинов и т. д.

Это свойство иммуноглобулинов имеет очень важное значение, поскольку в этом случае с высочайшей точностью нейтрализуются только сами инфекционные возбудители или токсичные вещества. В противоположность этому большинство известных антимикробных или противовирусных оказывают общее токсическое действие на организм, поражая вместе с микробами и собственные клетки организма.

У человека и у млекопитающих в организме существует пять классов иммуноглобулинов. Из них самыми многочисленными, самыми универсальными и самыми хорошо изученными являются классы иммуноглобулинов A и G. Иммуноглобулины G действуют в крови и в тканях нашего тела, и именно они нейтрализуют до 99 % инфекционных возбудителей и токсинов, попадающих в наш организм.

Иммуноглобулины А, хотя и уступают иммуноглобулинам G в количественном отношении, тем не менее играют очень важную роль в организме. Они проявляют свою биологическую активность не в крови, а на поверхности слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, ротовой и носовой полости, желудочно-кишечного тракта. А вы же помните, что подавляющее большинство инфекционных возбудителей проникает в наш организм именно через слизистые оболочки.

В-лимфоциты, производящие иммуноглобулины, располагаются в селезенке и лимфатических узлах.

Еще одна функция В-лимфоцитов – синтез специальных веществ, осуществляющих перенос возбуждения с нервного окончания на рабочий орган и с одной нервной клетки на другую. Проще говоря, В-лимфоциты производят «сигнальные» молекулы, оповещающие всех участников процесса о том, что происходит. Их называют гуморальными (потому что они действуют в крови) медиаторами.

Есть еще В-лимфоциты-супрессоры – это строго специфичные по отношению к антигену клетки, на поверхности которых определяются молекулы иммуноглобулина класса G. Эффект сдерживания проявляется только к однородным по тканевой совместимости клеткам и направлен против хелперов, киллеров и активированных макрофагов. В-супрессоры расположены главным образом в костном мозге и селезенке, при активации они начинают делиться и производить антитела. У новорожденных В-супрессоры помогают прижиться трасплантатам.

Следующая разновидность – В-лимфоциты иммунологической памяти – имеет на мембране комплекс антиген – антитело, прикрепляющийся к рецептору клетки. Они активируются при вторичном иммунном ответе и делятся с образованием клона плазматических клеток, вырабатывающих иммуноглобулин того же класса, что и клетка иммунологической памяти.

В-киллеры (их еще называют К-клетки) отличаются от прочих В-лимфоцитов отсутствием поверхностных выростов в виде иммуноглобулинов. К-клетки конкурируют с блокирующими антителами, но не со всеми, а только с теми из них, которые не дают достаточного цитотоксического (то есть ядовитого для клетки-завоевателя) эффекта. Соединяясь с антигенами, клетки-мишени, блокирующие антитела, делают ее недоступной для действия киллеров всех видов. А К-клетка, присоединяя к своей поверхности большое количество цитотоксических антител, способна повреждать клетку-мишень. Направленность специфического иммунитета в каждом конкретном случае во многом зависит от соотношения между содержанием К-клеток и блокирующих антител.

 

Глава 3. Механизм борьбы с «захватчиком»

А теперь переходим к самому интересному. Так как же, за счет каких механизмов и реакций лимфоциты борются за наше здоровье? Как у них это получается?

Но сначала познакомимся с «врагом». Молекулы, угрожающие целостности нашего организма (те самые антигены), на самом деле сильно разнятся между собой. Но у них есть несколько общих характеристик, которые и позволяют клеткам нашей иммунной системы успешно противостоять «захватчикам». Во-первых, все антигены отличаются большими размерами. В маленькой молекуле признаки работы чужеродной генетической системы просто не поместятся! Во-вторых, на каждой такой молекуле есть специальная надстройка – выступающая группа атомов, которую ученые назвали гаптенными группами. Таким образом, молекула антигена состоит из двух частей – несущей и выступающей.

Ученые выяснили, что Т-лимфоциты способны соединяться с несущей частью молекулы-антигена. Это соединение и является первым шагом во всем процессе взаимодействия клеток. Поскольку антигенных молекул много, появляется много оторванных «плавающих» рецепторов с присоединенными к ним антигенами.

Плавающие конструкции выглядят так. Рецептор представляет собой иммуноглобулин, который можно представить себе в виде «мальчишеской рогатки». «Рукояткой» он был связан с лимфоцитом, а к двум концам «рогатины» присоединились своими несущими частями антигены. Выступающие их части торчат наружу. Вот такие оторванные «рогатины» с выставленными наружу выступающими участками чужеродных молекул и плавают.

В этот момент на сцену выходит макрофаг, имеющий на своей поверхности участки, которые питают особое сродство с оторванным концом «рогатки». «Рогатки» присоединяются к нему и выстраиваются как солдаты, ощетинившиеся наружу выступающими частями молекул антигенов.

Рецепторы В-лимфоцитов не способны соединяться с несущей частью антигенной молекулы. Они имеют сродство именно с выступающей ее частью. И вот эта щетина «рогатины», выстроившаяся на макрофаге, схлопывается с рецепторами В-лимфоцита. Каждый рецептор соединяется с выступающей группой. Происходит «короткое замыкание» одновременно через дюжину или сотню контактов. Эта встряска и служит сигналом включения В-лимфоцитов в работу, состоящую в размножении и выделении антител со специфичностью собственных рецепторов, то есть антител против чужеродного антигена.

Только рядом обязательно должен быть Т-лимфоцит с оторванными рецепторами. Без него сигнал не сработает. Для В-лимфоцита нужно подтверждение, и Т-лимфоцит дает его. Химическая природа подтверждения еще неизвестна. Его называют индуктором иммунопоэза, веществом, стимулирующим иммунный ответ у В-лимфоцита, или вторым сигналом, необходимым для начала выработки антител.

Таковы молекулярные события, происходящие между Т-и В-лимфоцитами при участии макрофага. События, необходимые для запуска всего процесса выработки антител.

Для включения клеточного ответа, выражающегося, как вы помните, в накоплении лимфоцитов-киллеров, участия В-лимфоцитов и макрофагов не требуется. Т-лимфоцитам достаточно общения друг с другом и одного сигнала, приходящего от присоединения чужеродного антигена. Они начинают размножаться, число их увеличивается. Их способность узнавать чужестранцев, соединяться с ними и уничтожать усиливается. Возникает армия лимфоцитов-эффекторов.

 

Глава 4. К чему приводят «поломки» иммунной системы

Иммуносупрессия, иммунодепрессия или иммунодефицит – поломки нашей защитной системы называют различными терминами. Но все они имеют в своей основе одно и то же – угнетение иммунитета, обусловленное выпадением одного или нескольких компонентов иммунного ответа. Чаще всего выпадает та или иная фаза созревания и деятельности лимфоцитов. Это приводит к ослаблению сопротивляемости организма. Иммунодефицит (не путать со СПИДом!) бывает физиологическим (необходимым в определенных ситуациях для организма), патологическим (при различных заболеваниях и болезненных состояниях) и искусственным, вызываемым приемом подавляющих иммунитет препаратов или ионизирующими излучениями.

Физиологический иммунодефицит отмечается при беременности. Он необходим для предотвращения иммунологического отторжения эмбриона, который является по существу генетически и иммунологически наполовину чужеродным трансплантатом в матке беременной женщины.

Патологический иммунодефицит проявляется при инфицировании ВИЧ (его и называют синдромом приобретенного иммунодефицита – СПИД), при лучевой болезни и других патологиях.

Искусственный иммунодефицит прививается искусственно (что и следует из названия) при лечении аутоиммунных заболеваний, при трансплантации органов и тканей и в других подобных ситуациях.

Патологические иммунодефициты к тому же можно еще разделить на первичные и вторичные.

Первичные иммунодефициты – это группа заболеваний, при которой сбой защитной системы происходит на фоне различных генетических нарушений. Это довольно редкое заболевание, из миллиона человек им страдают не больше 4.

Генетическая неполноценность приводит к тому, что те или иные виды клеток (в основном принадлежащих к группе лимфоцитов) просто не производятся или производятся в недостаточном количестве. Т-лейкоциты не определяют антигены, В-лейкоциты не вырабатывают против них антител, а фагоциты перестают «пожирать» чужеродные молекулы. К иммунодефицитам с нарушением клеточного звена иммунитета относятся такие болезни, как агамаглобулинемия, синдром Ди-Джоржио, синдром Вискотта-Олдрича, болезнь Брутона.

Нарушение функции микро– и макрофагов наблюдается во время хронического гранулематоза, синдрома Чедиака– Хигаси.

Первичные иммунодефициты сопровождают человека на протяжении всей жизни. Больные с первичным иммунодефицитом, как правило, умирают от различных инфекционных осложнений.

Вторичные иммунодефициты встречаются гораздо чаще первичных. Обычно вторичные иммунодефициты развиваются на фоне воздействия на организм неблагоприятных факторов окружающей среды или различных инфекций. Как и в случае первичных иммунодефицитов, здесь могут «проваливаться» либо отдельные компоненты иммунной системы, либо вся система в целом. Большинство вторичных иммунодефицитов (кроме иммунодефицита, вызванного инфекцией вирусом ВИЧ) являются обратимыми и хорошо поддаются лечению.

Факторы, способные вызвать вторичный иммунодефицит, весьма разнообразны. Это может быть внутренний сбой в работе организма, а может, и влияние опасных факторов внешней среды. К таким факторам относятся загрязнение окружающей среды, ионизирующее и СВЧ-излучение, отравления, длительный прием некоторых лекарственных препаратов, хронический стресс и переутомление. Все это оказывает комплексное негативное воздействие на иммунную систему, которая охраняет наш организм от всего «вредного», поступающего извне или образующегося внутри. Кроме того, такие факторы, как ионизирующее излучение, вызывают избирательную депрессию иммунной защиты, связанную с угнетением всех ее производящих функций и системы кроветворения. Люди, проживающие или работающие в условиях загрязненной окружающей среды, чаще болеют различными инфекционными заболеваниями и чаще страдают от онкологических болезней. Это напрямую связано со снижением активности иммунной системы.

К внутренним факторам, способным спровоцировать вторичный иммунодефицит, относятся хронические бактериальные и вирусные инфекции, а также поражение паразитами (туберкулез, стафилококкоз, пневмококкоз, герпес, хронические вирусные гепетиты, краснуха, ВИЧ, малярия, токсоплазмоз, лейшманиоз, аскаридоз и др.). При различных хронических заболеваниях инфекционного и паразитарного характера иммунная система претерпевает серьезные изменения. Нарушается иммунореактивность, развивается повышенная «терпимость» по отношению к различным антигенам возбудителей. Кроме того, на фоне хронического воспалительного процесса наблюдается отравление организма и угнетение функции кроветворения. Об иммунодефиците во время инфекции ВИЧ мы поговорим отдельно.

Еще одной возможной причиной иммунодефицита может стать потеря организмом электролитов, минералов и белков вследствие некоторых заболеваний и синдромов, особенно при длительной диарее, частой рвоте и различных дизурических явлениях (частых мочеиспусканиях) при патологии почек.

Иммунодефицит возникает при интоксикациях, сопровождающих многие хронические заболевания, на фоне стресса, во время развития онкологических опухолей. Наиболее выраженное снижение иммунитета наблюдается в случае злокачественных заболеваний крови (лейкемия) и при замещении красного костного мозга метастазами опухолей. На фоне лейкемии количество иммунных клеток в крови порой повышается в десятки, сотни и тысячи раз, однако эти клетки нефункциональны и потому не могут обеспечить нормальной иммунной защиты организма.

Нарушение питания и общее истощение организма также приводят к снижению иммунитета. На фоне общего истощения организма нарушается работа всех внутренних органов. Иммунная система особенно чувствительна к недостатку витаминов, минералов и питательных веществ, так как осуществление иммунной защиты – энергоемкий процесс. Часто снижение иммунитета наблюдается во время сезонной витаминной недостаточности (зима – весна).

Аутоиммунные заболевания возникают из-за нарушения функции иммунной системы. Клетки-защитники вдруг теряют способность распознавать чужеродные молекулы и набрасываются на ткани собственного организма. Это проявляется в различных крапивницах, аллергиях, астмах и так далее (об этом поговорим в отдельной главе).

Потеря факторов иммунной защиты наблюдается во время сильных потерь крови и ее компонентов, особенно при ожогах или при заболеваниях почек. Причиной развития этих патологий является значительная потеря плазмы крови или растворенных в ней белков, часть из которых является иммуноглобулинами и другими компонентами иммунной системы. Во время кровотечений теряется не только плазма, но и клетки крови, поэтому на фоне сильного кровотечения снижение иммунитета имеет комбинированный характер (клеточно-гуморальный).

Различные эндокринные заболевания (сахарный диабет, гипотиреоз, гипертиреоз) приводят к снижению иммунитета за счет нарушения обмена веществ организма. Наиболее выраженное снижение иммунной реактивности организма наблюдается при сахарном диабете и гипотиреозе. При этих заболеваниях снижается выработка энергии в тканях, что приводит к нарушению процессов деления и дифференциации клеток, в том числе и клеток иммунной системы. На фоне сахарного диабета частота различных инфекционных заболеваний значительно повышается. Связано это не только с угнетением функции иммунной системы, но и с тем, что повышенное содержание глюкозы в крови больных диабетом стимулирует размножение бактерий.

Тяжелые травмы и операции также протекают со снижением функции иммунной системы. Вообще любое серьезное заболевание организма приводит к вторичному иммунодефициту. Отчасти это связано с нарушением обмена веществ и интоксикацией организма, а отчасти с тем, что во время травм или операций выделяются большие количества гормонов надпочечников, которые угнетают функцию иммунной системы.

Прием различных лекарственных препаратов и наркотических средств оказывает выраженное иммунодепрессивное действие. Особенно выражено снижение иммунной защиты во время приема цитостатиков, глюкокортикоидных гормонов, антиметаболитов.

Снижение иммунной защиты у людей старческого возраста, беременных женщин и детей связано с возрастными и физиологическими особенностями организма этих категорий людей.

При каждом отдельном случае существует своя методика лечения. Но это – тема отдельной публикации.

 

Глава 5. Что происходит с клетками при ВИЧ-инфекции?

Впервые термин ВИЧ-инфекция и СПИД появился в 1980 году. Тогда в прессе появилось сообщение о смерти от воспаления легких – пневмоцистной пневмонии. Жертвами болезни стали два мужчины-гомосексуалиста. Возбудитель Pneumocystis carinii широко распространен на земном шаре среди людей и животных и не является смертельно опасным вирусом для лиц с нормальной иммунной системой. К августу 1981 г. имелась информация уже о 111 таких больных. Исследователи пришли к выводу о поражении иммунной системы неизвестного происхождения, что было подтверждено иммунологическими исследованиями. Появился термин СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита, по-английски AIDS.

В 1983 г. в лаборатории в Париже был выявлен человеческий Т-клеточный лимфотропный вирус (LAV). Одновременно Роберт Галло и его сотрудники открыли Т-лимфотропный вирус третьего типа (HTLV3), который оказался идентичен первому. В итоге за ними закрепилось название вируса иммунодефицита человека – ВИЧ (HIV).

Вирус относится к подсемейству лентивирусов, семейства ретровирусов, РНК-содержащих и имеющих ферменты. При попадании ВИЧ в живую клетку РНК под воздействием собственного фермента клетки-вируса превращается в ДНК, которая встраивается в ДНК клетки-хозяина, производя новые вирусные частицы – копии РНК вируса и оставаясь в клетке пожизненно. Ядро клетки окружено оболочкой, содержащей определенное вещество, которое помогает вирусу прикрепляться к клеткам организма человека, имеющим рецептор CD4. Этот рецептор несут в основном клетки, циркулирующие в крови, лимфе и тканевой жидкости, а также относящиеся к неспецифическим элементам нервной ткани. Новые вирусные частицы атакуют клетки, вызывая их гибель, нарушая их взаимодействие с другими клетками, что ведет к прогрессирующим нарушениям иммунитета. Чем больше в крови вирусных частиц – тем меньше в ней лимфоцитов. Вирус также выводит из строя лимфоциты-хелперы. При этом В-лимфоциты перестают получать нужную информацию и начинают хаотично производить иммуноглобулины, которые не в состоянии найти свою мишень. Как следствие, повышается концентрация циркулирующих иммунных комплексов.

В результате сдвигов иммунитета снижается сопротивляемость к вторичным инфекциям и опухолям. За счет действия вируса и разбалансировки иммунной системы начинают поражаться клетки остальных систем организма – нервной ткани, сердечно-сосудистой, костно-мышечной, эндокринной и других систем. На процессы, обусловленные действием ВИЧ, накладывается широкий спектр процессов, вызываемых развившимися вторичными заболеваниями. Организм «идет вразнос» и начинает разрушаться на глазах.

В настоящее время выявлены два типа вируса – ВИЧ-1 и ВИЧ-2, различающиеся по своим структурным и антигенным характеристикам. Имеются достоверные различия в течении заболевания, вызываемого этими вирусами. Течение инфекции, вызываемой ВИЧ-2, считается более продолжительным. Среди ВИЧ-1 и ВИЧ-2 выделяют большое число генетически различных групп. Как и все ретровирусы, вирус ВИЧ характеризуется высокой изменчивостью. Считается, что в организме человека по мере прогрессирования инфекции происходит эволюция вируса от менее поражающего к более опасному варианту. ВИЧ нестоек во внешней среде, чувствителен к внешним воздействиям, практически полностью разрушается при нагревании выше 56 °C в течение 30 минут, погибает при кипячении через одну-три минуты, а также под воздействием дезинфицирующих средств (3 %-ный раствор перекиси водорода, 5 %-ный раствор лизола, 70 %-ный – этилового спирта).

Во внешней среде он может выжить только в жидкостях, содержащих вирус в высоких концентрациях, таких как кровь и сперма. Губительны для ВИЧ солнечное и искусственное УФ-излучение, а также все виды ионизирующего излучения. В крови, предназначенной для переливания, вирус живет годы, в замороженной сперме несколько месяцев. Появились данные о том, что ВИЧ теряет активность под воздействием защитных ферментов, содержащихся в слюне и поте. Передачи ВИЧ при укусах кровососущих насекомых не происходит.

Источником ВИЧ-инфекции является ВИЧ-инфицированный человек на всех стадиях заболевания. Восприимчивость к ВИЧ у людей всеобщая.

До последнего времени считалось, что в большинстве случаев ВИЧ-инфекция имеет единственный исход – гибель зараженного ВИЧ организма. Однако теория инфекционного процесса допускает существование как дефектных штаммов ВИЧ, так и устойчивых к инфекции больных. Среднюю продолжительность жизни инфицированного человека оценивают сейчас в 12 лет, но среди больных СПИДом есть и долгожители. Пока сложно точно сказать, что именно позволяет организму дольше сопротивляться действию вируса. Есть теории, учитывающие возраст, расовые особенности и даже генетические характеристики больных. Но однозначной взаимосвязи между этими факторами и реакцией на вирус пока не выявлено.

В последнее время в средствах массовой информации периодически появляются сообщения о новых противовирусных средствах, позволяющих «излечить» ВИЧ-инфицированных. Примером тому может служить информация о созданном в Армении препарате арменикум. К сожалению, пока нет лекарственных препаратов, которые могли бы полностью избавить пациента от ВИЧ-инфекции, хотя предупреждение ее прогрессирования является вполне реальной задачей. Основные цели терапии ВИЧ-инфекции – предотвратить или отсрочить развитие угрожающих жизни поражений и обеспечить более длительное сохранение качества жизни больного, а также с помощью рациональной терапии и профилактики вторичных заболеваний в сочетании с противовирусной терапией добиться замедления развития болезни, восстановления качества жизни и его более длительного сохранения.

Современные антивирусные препараты воздействуют на ферменты вируса, которые позволяют ему размножаться. Подавление этих ферментов подавляет и способность вируса к самопроизводству. Больным СПИДом часто приходится назначать не только противовирусные средства, но и препараты для лечения сопутствующих инфекций.

Самая большая опасность здесь – провокация появления более устойчивого штамма вируса. Такое происходит, если приходится менять схему лечения и переводить пациента на другие препараты, – штамм не уничтожается, а «приспосабливается» ко все более сильным лекарствам и перестает на них реагировать. Его ферменты приобретают большую устойчивость к разрушению и, попадая в следующий организм (при заражении нового человека), демонстрируют полную невосприимчивость к ряду лекарственных средств.

Имеются свидетельства того, что штаммы вируса, которые приобрели резистентность к одному препарату группы, обладают пониженной чувствительностью или устойчивы к большинству или всем препаратам, подавляющим ферменты вируса.

Поэтому сегодня существует острая потребность в новых способах лечения, которые были бы эффективны для постоянно растущего числа ВИЧ-инфицированных пациентов, уже пролеченных вышеупомянутыми препаратами. Получены данные о новом классе противовирусных средств – это ингибитор фузии (препарат Т-20), который применялся в комбинации с традиционными препаратами. В отличие от других препаратов для лечения ВИЧ-инфекции, которые блокируют воспроизводство однажды попавшего в клетку человека вируса, Т-20 представляет собой пептид, препятствующий проникновению вируса в клетку.

 

Глава 6. Когда защитные клетки нападают на собственный организм

В последнее время термин аллергия звучит все чаще. Это понятие объединяет все случаи неадекватной реакции организма на различные вещества, попадающие в организм. Аллергия проявляется в том, что клетки иммунной системы набрасываются на молекулы, не представляющие для организма никакой опасности. В ряде случаев лимфоциты даже начинают сражаться с клетками собственного «хозяина».

Возникает аллергия по-разному. Это может быть запоздалая реакция на проведенные в детстве прививки, на взаимодействие с химическими веществами, на некоторые пищевые продукты, на загрязнение окружающей среды. Иногда (правда, с каждым годом все чаще) механизм аллергии запускается из-за нарушений в нервной системе или вследствие психологических проблем.

Несмотря на общий термин, аллергия объединяет в себе самые различные проявления и процессы. Иногда, если мы просто съели «что-то не то» или вдохнули аллерген (пыльцу некоторых цветов или деревьев), аллергия проявляется в неадекватной избыточной реакции, направленной на выведение аллергена из организма (например, слезотечение, кожные высыпания, рвота, понос).

Чаще всего аллергическая реакция возникает на уровне слизистых оболочек дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта или на коже. В число наиболее распространенных проявлений входят: в области дыхательных путей – ринит и синусит, а в тяжелых случаях – бронхиальная астма; на коже – экземы, крапивница; в области желудочно-кишечного тракта выражением аллергической реакции обычно являются рвота, понос, колики. Например, хронический колит может быть аллергической реакцией на пищевые продукты или токсины бактерий.

Итак, в настоящее время классификация аллергических реакций может быть представлена следующими четырьмя типами:

• аллергические реакции немедленного типа (или анафилактические реакции) – I тип;

• цитотоксический, называемый также цитолитическим, – II тип;

• иммунокомплексный (или аллергии по типу феномена Артюса) – III тип;

• клеточно-опосредованный (или аллергические реакции замедленного типа) – IV тип.

В основе некоторых заболеваний могут лежать сразу два или три механизма из вышеуказанных. Например, развитие бронхиальной астмы обусловлено как проявлением реакций немедленного типа, так и иммунокомплексным воздействием. Ревматизм протекает под влиянием цитотоксических реакций и одновременно является клеточно-опосредованным. Лекарственные аллергии могут протекать по каждому из четырех типов.

Анафилактические реакции могут наблюдаться в двух формах: в виде общей реакции организма (анафилактический шок) или местных проявлений, которые называют также атопическими болезнями. Это все остальные случаи аллергии немедленного типа: ангионевротический отек Квинке, бронхиальная астма, атопический ринит, известный всем как аллергический насморк, поражения кожи – дерматиты. К этой же группе относятся аллергия на пыльцу (поллиноз), сенная лихорадка, крапивница и др. В роли аллергенов могут выступать самые разнообразные факторы, в первую очередь белковой природы (пищевые продукты, лечебные сыворотки, гормоны, ферменты), биологически активные вещества, содержащиеся, например, в яде насекомых, лекарственные препараты различных групп, пыльца растений, косметические средства.

Отмечено, что аллергены, вызывающие проявление реакций на уровне целостного организма, т. е. шока, обладают более сильным раздражающим действием на иммунную систему. Это значит, что они более чужеродны или вводятся в большей дозе. Путь проникновения провоцирующего фактора в организм тоже может быть самым разным – чрескожным при укусах и инъекциях, через пищеварительный тракт, дыхательные пути, контактным без повреждения покровов тела.

Осуществление аллергических реакций I типа происходит с участием иммуноглобулинов Е, которые прикреплены специальными рецепторами к тучным клеткам и базофилам. Эти клетки называют также клетками-мишенями, так как именно они при разрушении выделяют многочисленные соединения, обеспечивающие внешние и внутренние признаки аллергии: гистамин, серотонин, гепарин, простагландины, лейкотриены и многие другие.

Присоединение к клеткам иммуноглобулинов происходит при первом взаимодействии организма и аллергена, т. е. в процессе сенсибилизации. Вторичное проникновение его во внутреннюю среду – так называемая разрешающая доза – приводит уже к развитию собственно аллергической реакции в привычном ее понимании.

Антигены прикрепляются к антителам, «ожидающим» их на поверхности клеток, это взаимодействие приводит к разрушению последних. Происходит массивный выброс содержащихся в клетках соединений, которые оказывают свое многогранное действие на структуры организма. Большинство из этих веществ обладает свойством повышать проницаемость стенок сосудов, в частности капилляров, и способствует их расширению.

Выход жидкой части крови из сосудов и увеличение емкости сосудистого русла, происходящие в результате этого воздействия, приводят к уменьшению кровяного давления. Сердце рефлекторно начинает работать быстрее. Сниженное давление не обеспечивает фильтрацию крови в почках, и развивается их недостаточность. Начинается повышенное выделение железами дыхательных путей вязкого секрета, кроме того, происходит спазм гладких мышц в толще стенок бронхов и отек их слизистой оболочки. Это нарушает циркуляцию воздуха и приводит к удушью. Перистальтика кишечника, тонус мочевого пузыря увеличиваются, что может стать причиной непроизвольного мочеиспускания и дефекации. Страдает и нервная система, поэтому возможно возникновение возбуждения или депрессии.

Такие изменения происходят в организме при общей анафилаксии.

Симптомы анафилактического шока во многих случаях имеют свойство возобновляться через промежуток времени, составляющий в среднем три-шесть часов. Это обусловлено тем, что первая волна признаков, наступающая через 15–20 мин. после воздействия аллергена, проявляется благодаря разрушению базофилов и тучных клеток, на которых имеется большое количество рецепторов к иммуноглобулинам. А вторая волна, слабее первой, имеет место благодаря выбросу биологически активных веществ из клеток с малочисленными рецепторами: лейкоцитов и др. Иногда вторая волна настолько незначительна, что изменения самочувствия больного не происходит.

Проявления же атопических заболеваний чаще всего локализуются в месте проникновения в организм аллергена. Если путь проникновения ингаляционный, основным симптомом будет удушье или насморк, при проникновении через кожу отмечается сыпь, зуд и т. д.

Необычным для аллергических реакций I типа является возникновение сенной лихорадки. Дело в том, что она развивается при введении в организм уже первой дозы аллергена, а не второй, как во всех других случаях. Такая особенность объясняется тем, что за время существования аллергена внутри организма осуществляются сразу две ступени аллергии: образование антител, которое происходит очень быстро, и взаимодействие их с остатками антигена. Первые признаки болезни в итоге развиваются уже через один-три часа после воздействия сенной палочки.

Механизм развития II типа, цитотоксического, имеет свои отличия. К этому типу аллергических реакций относят многие заболевания крови (некоторые разновидности анемии с разрушением красных клеток крови), аллергию на лекарственные препараты (уменьшение количества лейкоцитов, тромбоцитов или кровяных клеток всех видов), миастению. Цитотоксичность лежит в основе реакции организма на переливание иногруппной крови, развития резус-конфликта у матери и плода. Наряду с аллергией замедленного типа она становится виновником отторжения органов при трансплантации.

Осуществляется II тип при помощи иммуноглобулинов G1, G2, G3 и M. В процессе сенсибилизации они так же, как и в предыдущем случае, связываются с воспринимающими структурами на поверхности клеток. Вторичное воздействие аллергена заканчивается сцеплением его с антителами. Затем происходит разрушение клеток. Этот процесс может происходить несколькими путями: с участием комплемента, при помощи фагоцитоза с участием лейкоцитов, выделяющих ферменты и растворяющих таким образом клеточные мембраны, или с привлечением особых клеток – натуральных киллеров.

Ill тип аллергий называют также реакциями по типу феномена Артюса. Это название отражает исторический аспект изучения данного явления. Артюс, французский ученый, проводил опыты на морских свинках, вводя им под кожу в одно и то же место различные аллергены. Со временем в месте введения антигенов у свинок развивалось массивное омертвение кожи и подкожной жировой клетчатки. Этот феномен позволил установить иммунокомплексную природу поражения и способствовал открытию нового типа аллергических реакций.

Иммунокомплексные аллергии составляют основу таких заболеваний, как гломерулонефрит, сывороточная болезнь, ревматоидный артрит. В некоторых случаях аллергия на пищевые продукты и лекарственные препараты, особенно с кожными проявлениями, имеет сходное происхождение. Из того же типа происходят такие заболевания, как системная красная волчанка, геморрагические васкулиты. Показано, что анафилактический шок тоже может проходить с участием указанного механизма.

Протекание реакции происходит с участием иммуноглобулинов G1, G2, G3 и M, как и в предыдущем случае. Они образуются при первом воздействии на организм антигена и присоединяются к поверхностям клеток-мишеней. При вторичном проникновении аллергена он присоединяется к антителам. Образование этого соединения приводит к активации специальной защитной системы крови, называемой комплементом. Фракции комплемента притягиваются к неполному комплексу «антиген – антитело». К тому или другому компоненту в отдельности они присоединиться не могут, поэтому аллергическая реакция имеет место только при повторном воздействии антигена. Эти полные иммунные комплексы «антиген – антитело – комплемент» могут длительное время циркулировать в крови, что в большинстве случаев обусловливает долговременное течение аллергических реакций и, следовательно, заболеваний на их основе. Они имеют свойство осаждаться на различных структурах организма, вызывая их стойкие повреждения. Так, например, при гломерулонефрите иммунные комплексы осаждаются на стенках почечных капилляров и разрушают их, приводя к необратимым изменениям.

Невозможно предсказать вероятность проявления аллергии того или иного типа. Она может возникнуть совершенно внезапно, на фоне полного благополучия. Однако в отношении данного типа реакций врачи советуют соблюдать меры предосторожности. Так, рекомендуется избегать введения лекарств в одно и то же место. Очень осторожными надо быть больным сахарным диабетом во время введения инсулина. Дело в том, что инсулин – это гормон, имеющий белковую природу. А белки, как известно, обладают самой высокой чужеродностью и наиболее часто способствуют развитию аллергий. В условиях же нездорового организма сильно повышается риск извращения реакции иммунитета на подобный раздражитель. Поэтому во избежание многих неприятных последствий нужно соблюдать простое правило: каждая последующая инъекция должна быть произведена на расстоянии не менее чем 1 см от предыдущей.

Последний, IV тип аллергических реакций называют еще клеточно-опосредованным, так как в отличие от всех предыдущих типов иммунный ответ здесь осуществляется не при помощи антител-иммуноглобулинов, а с участием клеток. Эта группа реакций развивается в течение длительного времени, через несколько дней, как минимум – через сутки, поэтому она имеет и второе название – «аллергия замедленного типа». В ряде источников можно встретить еще одно определение IV типа – туберкулиновый, так как он лежит в основе развития туберкулеза и туберкулиновой пробы, широко известной как реакция Манту. По этому механизму также протекает один из видов бронхиальной астмы, бруцеллез, отторжение трансплантатов. Одно из самых часто встречающихся профессиональных заболеваний – контактный дерматит – тоже течет согласно реакции замедленного типа. Проказа, сифилис и другие заразные хронические заболевания, экзема также имеют его в своей основе.

Отторжение органов при их пересадке происходит исключительно из-за аллергических проявлений. При этом у человека, которому был пересажен какой-то орган или участок ткани, имеется два критических периода, во время которых сохраняется угроза отторжения. Один из них продолжается в течение первых суток, когда существует риск развития аллергии цитотоксического типа. Второй же длится с третьего до десятого дня с момента трансплантации. В это время может развиться реакция замедленного типа. В некоторых случаях возможно отторжение и на восемнадцатые, и на двадцатые сутки. Чтобы этого избежать, такие больные в больших количествах принимают специальные препараты, снижающие чрезмерную иммунную реакцию.

Для возникновения аллергии замедленного типа аллерген должен иметь некоторые особенности. Во-первых, он часто слабее тех, что участвуют в развитии предыдущих типов. Во-вторых, замедленные реакции более «охотно» развиваются в ответ на клеточные аллергены, т. е. бактерии, поэтому среди клеточно-опосредованных реакций столь значительное место занимают хронические бактериальные заболевания.

При первом «визите» в организм чужеродного элемента образуются специальные клетки – сенсибилизированные Т-лимфоциты, которые и будут осуществлять защиту при вторичном воздействии аллергена. Эти клетки иногда обозначают также как клеточные антитела, однако это название сохраняется исключительно для удобства и фактически не соответствует действительности, так как к антителам относится отдельная группа молекул.

Сенсибилизированные Т-лимфоциты включают следующие разновидности: Т-киллеры, клетки, производящие лимфокины и клетки памяти. Первые осуществляют непосредственно фагоцитоз, вторые образуют лимфокины – группу биологически активных веществ, в основном ферментов, которые обладают способностью растворять мембраны клеток-«чужаков» и таким образом уничтожать их. Некоторые лимфокины обладают способностью привлекать в аллергический очаг макрофаги – главные клетки, отвечающие за фагоцитоз. Клетки памяти ответственны за запоминание сведений об аллергене, и в случае подобного воздействия в будущем они претерпевают ряд изменений и встают на защиту внутренней среды организма. Как было выяснено в последнее время, наряду с образованием сенсибилизированных Т-лимфоцитов происходит синтез небольшого количества цитотоксических антител. Однако их настолько мало, что существенной роли в развитии аллергической реакции они не играют. Все эти действия создают одно-единственное внешнее проявление аллергии замедленного типа – образование воспалительного очага.