Кровь: река жизни. От древних легенд до научных открытий

За белыми клетками есть и третья линия защиты.

При проникновении в организм чужеродных тел, например бактерий или вирусов, органы, вырабатывающие белые клетки, — костный мозг, лимфатические узлы и так далее — начинают, кроме этого, вырабатывать и особые белки. В лимфатических узлах образуются плазменные глобулины (возможно, они образуются лимфоцитами).

Эти белки вступают во взаимодействие с группами атомов, расположенными на поверхности бактериальных клеток или вирусов.

Это возможно благодаря количеству и разнообразию боковых групп аминокислот, входящих в состав молекулы белка. Аминокислоты могут быть расположены таким образом, что боковые группы «вписываются» в поверхность бактерии. Точная природа такого совпадения пока неизвестна. Возможно, оно имеет механический характер, то есть часть аминокислотной цепи белка изгибается вовнутрь, тогда как молекулы бактериальной оболочки выпячиваются наружу, или наоборот. Если это справедливо, то группы атомов белка тесно соприкасаются с атомами бактериальной оболочки в местах ее неровности.

Атомы, подошедшие друг к другу на расстояние своего диаметра, притягиваются слабыми силами ( силами Ван дер Ваальса, по имени физика и химика, который впервые предположил их существование в своих теориях, посвященных поведению молекул газа). Когда атомы белка близко подходят к атомам чужеродного тела, силы Ван дер Ваальса вступают в действие и начинают притягивать обе молекулы друг к другу. Однако для полного их объединения этих сил не хватает. Сочетание зависит от полного соответствия форм молекул.

Альтернативным решением может быть использование некоторыми белками электрических зарядов. Некоторые боковые группы аминокислот несут отрицательный заряд, а другие — положительный. Необходимо создать белок, являющийся зеркальным отражением участка на оболочке бактерии. Там, где у бактерии отрицательный заряд, у белка — положительный, и наоборот. Отрицательные заряды притягивают положительные, и, когда белок попадает в нужное место на поверхности бактериальной клетки, он плотно прикрепляется к ней под воздействием сил притяжения зарядов. Прочность соединения зависит от степени соответствия противоположных зарядов.

В любом случае бактерия служит макетом для создания различных белков. Бактерия, вирус или любая молекула, стимулирующая такое поведение белков и действующая как макет, называется антигеном. Образующийся в ответ белок называется антителом.

Сначала антитела образуются медленно, но примерно через шесть дней их количество заметно увеличивается, и они попадают в кровь. Это можно сравнить с автомобильным заводом, выпускающим новую модель. Сначала он работал медленно, оснащая и переоборудуя автомобиль, а потом начал массовое производство.

Антитела начинают вступать в схватку с антигенами. В результате какой-то участок на поверхности оболочки бактерии или вируса окажется закрытым, и это может серьезно помешать их деятельности. Для сравнения приведем такой пример: допустим, у пианиста на руках внезапно окажутся боксерские перчатки, которые он не может снять.

С бактерией, несущей на себе антитело, может произойти целый ряд неприятностей. Она может тут же погибнуть и подвергнуться расщеплению. Или она приобретает «клейкие» свойства и «склеивается» с другими бактериями, образуя беспомощную массу. Она может просто потерять способность бороться с белой клеткой. Во всех этих случаях бактерия не в состоянии атаковать белые клетки.

Иногда опасна не столько сама бактерия, сколько выделяемые ею ядовитые вещества — токсины. Они могут также действовать как антигены, а антитела либо осаждают их в растворе, либо нейтрализуют их вредные качества.

Как только образуются антитела, они тут же на неопределенный промежуток времени попадают в кровь. Гамма-глобулиновая часть плазмы почти полностью состоит из различных антител. Это собрание «боевых шрамов», полученных организмом в войнах с инфекциями. Именно поэтому биохимики особенно интересуются гамма-глобулинами.

Постоянное присутствие антител обусловливает наличие иммунитета— способности противостоять инфекции. Например, у ребенка, больного ветряной оспой, в процессе выздоровления образуются антитела. Какая-то их часть остается в организме навсегда. Если позднее произойдет попытка вторжения вируса ветряной оспы, антитела будут наготове, и вирус не сможет проникнуть в организм, а если проникнет, то тут же погибнет.

Такой иммунитет обычно является признаком постоянного наличия антигенов (бактериальных или вирусных) в организме, в количестве, достаточном для выработки антител, но не способном вызывать болезнь. Если бы бактерии или вирусы полностью покинули наш организм, антитела постепенно бы совсем исчезли (ни один белок крови не существует вечно) и без стимуляции антигенами мы бы лишились иммунитета.

Поэтому присутствие в организме микробов, даже вызывающих болезни, необходимо. Наш иммунитет — полезная вещь даже для самих микробов. Чтобы паразит выжил, он не должен убивать хозяина, то есть организм, в котором он поселился. Очевидно, что мертвый хозяин уже не в состоянии кормить паразитов.

В идеале в организме должно быть достаточно небольшое количество бактерий или вирусов, чтобы хозяин совершенно не ощущал их присутствия. Им обеспечено пропитание, а хозяин приобретает иммунитет против серьезных инфекций. Это обоюдная адаптация хозяина и паразитов друг к другу.

Примером таких взаимоотношений служит вирус, вызывающий герпес. Многие из нас инфицированы им, даже не сознавая этого. Только временами, когда мы простужаемся и заболеваем, защитные силы организма активизируются и вступают в борьбу с инфекцией, и тогда вирус герпеса, от которого они «отвлеклись», начинает размножаться с невероятной быстротой. На губах появляются высыпания, появляется зуд. Поэтому адаптация хозяина и паразита далека от идеальной, и в очень редких случаях вирус может привести даже к смертельному исходу.

Болезни вызывают гибель тех людей, у которых нарушены взаимоотношения организма и паразитов. Это плохо как для нас, так и для самих паразитов. За многие столетия инфекционные заболевания стали протекать слабее.

К сожалению, постоянно появляются новые болезни. Когда-то шли споры о том, что полиомиелит тоже относительно новое заболевание. И до сих пор неизвестно, как вирус «узнает», что можно использовать в качестве хозяина именно этого человека.

Конечно, микробы все время видоизменяются, с каждым поколением вырабатывая все новые качества и свойства. У некоторых это происходит быстрее, чем других, и тогда у больных, инфицированных такими микроорганизмами, не возникает постоянного иммунитета.