Как работает иммунитет
Шрифт:
Моноциты и макрофаги, а также их модифицированные формы по своим функциям напоминают десантников.
Моноцит
Они находятся в крови до тех пор, пока им не поступает сигнал о попадании инфекции в организм. После этого клеточные подразделения направляются в ткани и органы, пораженные инфекциями, где они становятся тканевыми макрофагами. Там они поглощают возбудителей заболеваний и устраняют последствия деятельности нейтрофилов, эозинофилов и других типов иммунных клеток.
Базофилы
Клетки приобретенного иммунитета делятся на T- и B-лимфоциты. T- и В-лимфоциты образуются в костном мозге из стволовых клеток крови, как и другие лейкоциты. На поверхности у этих клеток находятся рецепторы – молекулы, несущие «зеркальные отпечатки» определённой части антигенов. Рецепторы присоединяются к одному антигену, сигнализируя тем самым о необходимости запуска иммунного ответа. Одна иммунная клетка может содержать рецепторы только для одного вида антигенов.
Базофил
Несмотря на то, что у Т-лимфоцитов есть рецепторы, они не умеют распознавать антигены, если те не представлены специальным образом. У всех клеток организма на поверхности присутствуют молекулы MHC – главного комплекса гистосовместимости (от англ. major histocompatibility complex). Молекулы МНС служат своего рода индикатором нормальной работы клетки и отсутствия заражений. Если клетка здорова, то МНС продемонстрирует Т-лимфоцитам собственные части белковых молекул, произведенных здоровой клеткой организма. Если же она заражена, то на молекулах MHC появятся чужеродные белковые фрагменты. Они становятся сигналом для Т-лимфоцитов к запуску иммунного ответа.
Лимфоциты
Выделяют 3 типа T-лимфоцитов: T-киллеры (в переводе с английского «to kill» – убивать) уничтожают зараженные клетки, Т-хелперы (от английского «to help» – помогать) сигнализируют другим клеткам о наличии угрозы и помогают бороться с инфекцией, и T-регуляторные клетки, которые контролируют иммунный ответ.
По одной из гипотез, молекулы MHC помогают найти полового партнера для размножения с помощью обонятельных сигналов – феромонов. Феромоны помогают определить вид, пол особи и генетическую совместимость. А гены молекул MHC обеспечивают основу для развития набора уникального «запаха». Чем больше различий в молекулах MHC у двух особей противоположного пола, тем более привлекательными они будут казаться друг другу, потому что это эволюционно выгодно: их генетические различия помогут оставить потомство с уникальным набором генов.
После обнаружения мишеней, Т-киллеры с помощью перфоринов и гранулизинов ликвидируют клетки организма, зараженные вирусами, а также опухолевые клетки.
Т-хелперы регулируют реакции как врождённого, так и приобретённого иммунитета, определяют программу иммунного ответа на конкретный патоген. Существуют два вида Т-хелперов – Т-хелперы первого типа (Th1) и Т-хелперы второго типа (Th2). Т-хелперы первого типа выделяют сигнальные молекулы и направляют макрофаги. Т-киллеры же вместе с макрофагами убивают чужеродные, зараженные или злокачественные клетки. Т-хелперы второго типа сигнализируют о возбудителе инфекции базофилам в слизистых организма для того, чтобы в конечном итоге вызвать воспаление при помощи гистамина. По сути, все T-хелперы связывают два звена иммунитета – врожденный и приобретенный.
T-лимфоцит
T-регуляторные лимфоциты (T-reg)
В отличие от T-клеток, B-клетки не нуждаются в предварительной обработке антигена и в его «представлении» на поверхности клетки, которая его поглотила.
B-лимфоциты распознают чужеродный антиген с помощью рецепторов и вырабатывают против него антитела – специальные молекулы приобретенного иммунитета, которые помечают чужеродные организмы или их части, сигнализируя об опасности. Каждая созревшая в костном мозге линия B-клеток может продуцировать уникальный, только для неё характерный тип антител. Антитела или иммуноглобулины – это белки-наводчики, основная функция которых заключается в том, чтобы определить координаты мишени для ее уничтожения. О том, какими они бывают и как помогают находить иммунным клеткам чужеродные частицы, речь пойдет в следующем разделе. Процесс образования антител идет постоянно, но усиливается после того, как в организм попадает возбудитель инфекций. Кроме антител, В-лимфоциты производят B-клетки памяти, которые обеспечивают быстрый иммунный ответ при повторном попадании в организм того же антигена. В-клетки позволяют иммунной системе «помнить» антиген на протяжении многих лет после его первого попадания в организм.
B-клетка
Дендритные клетки — еще один тип клеток, который связывает врожденный иммунитет и приобретенный. Дендритные клетки с длинными отростками находятся в тканях, которые граничат с окружающей средой – в эпителиях кожи, в воздухоносных путях и во многих других частях тела. Их задача – поймать потенциально опасные чужеродные микроорганизмы, разрушить их и доставить в лимфатическую систему. Оттуда патогены попадают к Т-лимфоцитам, которые продолжают каскад иммунных реакций. Рисунок ниже демонстрирует, как может происходить представление антигена дендритной клеткой Т-лимфоциту.
Дендритная клетка
Представление антигена дендритной клеткой Т-лимфоциту. Во вставке сверху показано взаимодействие T-клеточного рецептора с молекулой молекулы MHC.
Тучные клетки – еще один тип иммунных клеток, который в том числе запускает процессы воспаления с помощью гистамина. Это вещество, в частности, вызывает аллергические реакции. Тучные клетки также содержат цитокины – сигнальные молекулы иммунной системы, которые необходимы для специализации разных типов клеток, антимикробные белки и пептиды. Кроме того, на поверхности тучных клеток располагаются разные рецепторы, взаимодействие с которыми приводит к выбросу биологически активных веществ. По большому счету, тучные клетки напоминают передвижные склады с боеприпасами и сигнальным оборудованием для обеспечения иммунных реакций.
Тучная клетка
О существовании внутри живых организмов веществ, способных бороться с инфекционными агентами, было известно давно. Об этом свидетельствует старинный русский способ хранения молока, когда в крынку опускали лягушку. Секрет желез кожи этого животного обладает антимикробными свойствами и не позволяет молоку скиснуть.
Лизоцим