Имя ему СПИД: Четвертый всадник Апокалипсиса
Шрифт:
Общая площадь слизистых оболочек значительно превышает площадь поверхности кожи. Тибетская медицина утверждает, что «рот является воротами всех болезней». И вот микроб с грязных рук попал в рот или в глаз. Здесь он сразу встречается с секретом слюнных или слезных желез. И в слюне, и в слезах содержатся специальные вещества-ферменты, которые губительны для многих микробов (не зря животные вылизывают раны). Если случится, что микроорганизм сумел проскочить ротовую полость, то далее он встречается с еще одним защитником — слизистой оболочкой желудочно-кишечного тракта. В ней также содержатся вещества, губительные для микробов-«пришельцев». В желудке (если микроб туда добрался), он подвергается действию желудочного сока, содержащего соляную кислоту.
Но это еще не все. На нас и внутри нас проживают разнообразные и многочисленные микроорганизмы — «постоянные обитатели», комменсалы, — совокупность которых называют микрофлорой (может быть, лучше было бы их назвать микрофауной). Так,
Из сказанного ясно, что микрофлора человека — еще один важный защитник организма от внешних врагов. Об этом следует помнить, когда бесконтрольно применяются для лечения антибактериальные препараты, такие, например, как антибиотики. При этом развивается так называемый дисбактериоз — разрушение и обеднение нормальной микрофлоры. Недаром еще в позапрошлом веке известный микробиолог И. И. Мечников настоятельно советовал внимательно относиться к микробному «населению» нашего кишечника, вовремя обогащать его полезными микроорганизмами, такими как молочно-кислые бактерии. Сейчас это доступно всем — в любом молочном магазине можно купить кефир с бифидобактериями.
Все выше перечисленные барьеры обусловливают так называемую естественную неспецифическую устойчивость организма, направленную сразу на многие (если не на все) инфекционные агенты.
Но вот, несмотря на многочисленные заслоны, вредный микроорганизм все-таки все преодолел, сумел выжить и стал изнутри разрушать наш организм. Тут и вступает в действие основной щит — наша собственная иммунная система, основная функция которой — распознавание и удаление из организма всего чужеродного — микробов, вирусов, грибков и даже собственных клеток и тканей, если они под действием факторов окружающей среды изменяются и становятся чужеродными. Иммунная система обеспечивает как дополнительный неспецифический, так и строго специфический иммунный ответ. Последний проявляется при попадании микроба во внутреннюю среду организма и мешает развитию только этого конкретного вида микроорганизма.
Немного истории
Сам термин «иммунитет» возник от латинского слова immunitas — освобождение, избавление от чего-либо. В медицинскую практику он вошел в XIX в., когда им стали обозначать «освобождение от болезни» (французский словарь Литте, 1869). Но еще задолго до появления самого термина у медиков уже существовало понятие об иммунитете в значении невосприимчивости человека к болезни, которое обозначалось как «самоисцеляющая сила организма» (vis medicatrix naturae) (Гиппократ), «жизненная сила» (Гален) или «залечивающая сила» (Парацельс). Врачам давно была известна присущая людям от рождения невосприимчивость (или, как говорят специалисты, резистентность) к болезням животных (например, куриной холере, чуме собак). Сейчас это называют врожденным (естественным) иммунитетом. С древних времен медики знали, что человек не болеет некоторыми болезнями дважды. Так, еще в IV в. до н. э. Фукидид, описывая чуму в Афинах, отмечал факты, когда те люди, которые чудом выживали, могли ухаживать за больными без риска заболеть вновь. Жизненный опыт показывал, что у людей может возникать стойкая невосприимчивость к повторному заражению после перенесенных тяжелых инфекций, таких, например, как тиф, оспа, скарлатина. Такое явление сегодня называют приобретенным иммунитетом. Это более совершенный механизм защиты организма от биологической агрессии. Он возник в эволюции позже и означает распознавание самых тонких различий между чужеродными агентами.
Лишь в конце XVIII в. произошел первый важный прорыв в практическом использовании накопленных ранее абстрактных представлений об иммунитете. Им стала знаменитая работа англичанина Эдварда Дженнера. Много лет он тщательно изучал разные случаи заболевания человека «коровьей» оспой. В конечном итоге все это навело Дженнера на мысль о возможности практического использования коровьей оспы для защиты человека от такого страшного заболевания, как натуральная оспа. Будучи убежденным, что такая форма искусственного заражения человека — безвредный способ предотвращения тяжелой болезни, которой является оспа, он в 1796 г. провел первый успешный эксперимент на человеке. Результат превзошел все ожидания! Подробнее мы еще поговорим об этом, когда речь пойдет
Однако существовавшие эмпирические знания и даже успех Дженнера, за который он получил довольно большую денежную премию от Британского парламента, долгое время не находили своего полного объяснения, и природа иммунитета оставалась загадкой за семью печатями.
Спустя почти 100 лет открытый Э. Дженнером факт лег в основу дальнейших экспериментов Л. Пастера на куриной холере, завершившихся формулировкой принципа профилактики от инфекционных заболеваний — принцип иммунизации ослабленными или убитыми возбудителями (1881 г.). Чуть позднее (в 1890 г.) Эмиль фон Беринг сообщил, что после введения в организм животного не целых дифтерийных бактерий, а всего лишь некоего токсина, выделенного из них, в крови появляется нечто, способное нейтрализовать или разрушать токсин и тем самым предотвращать само заболевание, вызываемое целой бактерией. Более того, оказалось, что приготовленные из крови таких животных препараты (их назвали сыворотками) исцеляли детей, уже больных дифтерией. Вещество, которое нейтрализовало токсин и появлялось в крови только в его присутствии, получило название антитоксина. В дальнейшем это и подобные ему вещества стали называть общим термином — антитела. А тот агент, который вызывает образование этих антител, стали называть антигеном. За эти работы Эмиль фон Беринг был удостоен в 1901 г. Нобелевской премии по физиологии и медицине. (Хотелось бы отметить, что термин «антиген» сегодня кажется крайне неудачным, поскольку по смыслу он может быть применен к некоему агенту, направленному против гена. Но термин «прижился», и, по всей видимости, никуда теперь от него не уйти. Еще наши предки подметили: Multa sunt in moribus dissentanea, multa sine ratione — в обычаях много несообразного, много неразумного.) В дальнейшем П. Эрлих разработал на этой базе теорию гуморального иммунитета (т. е. иммунитета, обеспечиваемого антителами, которые, продвигаясь по жидким внутренним средам организма, такими как кровь и лимфа (от лат. humor — жидкость), поражают чужеродные тела на любом расстоянии от лимфоцита, который их производит.
Если с антигеном все было более или менее ясно почти с самого начала, то, чтобы понять природу антител, потребовалось еще более полувека, пока Арне Тизелиус (Нобелевская премия по химии за 1948 г.) не показал, что это всего лишь обычные белки, но с очень большим молекулярным весом. Химическую структуру антител расшифровали Джералд Морис Эдельман (США) и Родни Роберт Портер (Великобритания), за что они оба получили Нобелевскую премию в 1972 г. В конечном итоге было установлено, что каждое антитело (они еще называются иммуноглобулинами) состоит из четырех белков — двух легких цепей и двух тяжелых цепей. Такая структура в электронном микроскопе по своему виду напоминает «рогатку» (рис. 2). Часть молекулы антитела, которая связывается с антигеном, очень изменчива, поэтому ее называют вариабельной. Эта область содержится на самом кончике антитела, поэтому защитную молекулу иногда сравнивают с пинцетом, ухватывающим с помощью острых концов мельчайшие детали самого замысловатого часового механизма. Активный центр распознает в молекуле антигена небольшие участки, состоящие обычно из 4–8 аминокислот. Эти участки антигена подходят к структуре антитела, «как ключ к замку». «Родственные объятия» антител с антигеном (микробом) редко кончаются для последнего благополучно. Если даже антитела не могут с ним справиться самостоятельно, на помощь им придут другие компоненты, и в первую очередь специальные «клетки-пожиратели».
Значительно позднее, японец Сусумо Тонегава, основываясь на достижении Эдельмана и Портера, показал то, что никто в принципе не мог даже ожидать: те гены в геноме, которые отвечают за синтез антител, в отличие от всех других генов человека, обладают потрясающей способностью — многократно изменять свою структуру в отдельных клетках человека в течение его жизни. При этом они, варьируя в своей структуре, перераспределяются так, что потенциально готовы обеспечить производство нескольких сотен миллионов различных белков-антител, т. е. намного больше теоретического количества, потенциально действующих на человеческий организм извне чужеродных веществ — антигенов. В 1987 г. С. Тонегаве была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие генетических принципов генерации антител».
Рис. 2. Антитела (иммуноглобулины) — сложные белковые агрегаты, которые состоят из четырех взаимосвязанных между собой цепей молекул белков: двух одинаковых коротких (легких) цепей и двух одинаковых длинных (тяжелых). Темные участки — связи между белковыми молекулами. N — обозначение начала молекулы белка, С — обозначение конца молекулы белка. У всех антител С-концы молекул белков одинаковы (их называют константными), а N-концы отличаются (они вариабельны)