Смерть на выходных

Глава 4 Иммунный ответ

Старайтесь всегда иметь готовый ответ, даже если склонны передумать.

Ричард Грант

Иммунный ответ: от врожденного к приобретенному

Мы уже рассмотрели клетки, органы и некоторые молекулы иммунной системы и знаем, что такое силы и органы безопасности нашего организма. Но мало поговорили о том, как они нас защищают. Что такое иммунный ответ? Какие типы существуют? Кто участвует в каждом из этапов?

Классификации, которые люди привыкли делать в любой области, всегда несколько искусственны, хотя они помогают нам лучше понять мир. По этой причине в контексте иммунитета мы говорим о разных типах реакции: врожденной и адаптивной.

Люди выполняют действия врожденного характера, такие как сон, еда или хождение в туалет, и те, которым научились, такие как установка будильника, приготовление пищи или вытирание попки трехслойной туалетной бумагой с изображением щенков, благоухающей ароматом цветов.

Врожденный иммунитет быстр, и говорят, что забывчив

Первая реакция – это реакция врожденного иммунитета, которым в той или иной степени обладают все живые существа, в том числе растения или бактерии. Она возникает через считаные секунды. Вырабатываемая реакция неспецифична, то есть «имя и фамилия» возбудителя не имеет значения: она всегда будет одинакова. Это связано с тем, что иммунитет реагирует не на конкретные вещества, а на сходные молекулярные структуры целых групп микроорганизмов. Этот тип иммунитета распознает около 1000 различных веществ, которых достаточно, чтобы защитить нас от различных типов инфекционных угроз. Например, грамотрицательные бактерии, такие как Escherichia coli или Pseudomonas aeruginosa, имеют молекулу, называемую ЛПС (липополисахарид). И вот врожденная часть иммунной системы распознает этот ЛПС и одинаково реагирует на любую бактерию с этой молекулой. Когда фагоцит встречает эту бактерию, он говорит: «Эй! Вредитель с ЛПС!» Ведь он «знает», что ЛПС – это плохо, и потому съедает его, а также все, что его сопровождает (всю бактерию, независимо от того, что она собой представляет).

Это как если бы очень крутые шины вдруг вошли в моду, но не были бы сертифицированы, потому что сильно портят асфальт, а их яркий розовый цвет отвлекает других водителей. Как только сотрудники ГИБДД замечали бы автомобиль с шинами цвета фуксии, они останавливали бы его и выписывали бы водителю штраф, будь он хоть ведущий с MTV, ваша бабушка или наркоторговец. Его вина заключалась бы в использовании несертифицированных шин, цвет которых стал бы опознавательным знаком для дорожной службы.

В дополнение к врожденному клеточному иммунному ответу существует также гуморальный компонент, то есть различные защищающие нас вещества, такие как система комплемента (от бактерий) или альфа-интерферон (от вирусов).

До относительно недавнего времени говорили, что этот тип иммунного ответа не имеет памяти, то есть время от времени забывает, что патогенная бактерия уже появлялась в организме, чтобы причинить ему вред. Однако сейчас в научном сообществе говорят о концепции тренированного иммунитета.

Доказано, что врожденная иммунная система может улучшить ответ на новую инфекцию тем же патогеном или его фрагментами.

Это недавнее открытие. Тренировка происходит благодаря эпигенетическим и метаболическим изменениям, то есть тому, как экспрессируются гены молекул, связанных с врожденным иммунным ответом. Таким образом, последующие реакции на патоген будут улучшены по сравнению с первым. Выходит, врожденный иммунитет не такой уж и забывчивый.

Адаптивный иммунитет. «Я не злой, у меня просто хорошая память»

Второй тип реакции – адаптивный иммунитет, который есть не у всех живых существ, а только у позвоночных животных. Он состоит из специфического ответа, который генерируется иммунологической памятью. Но что это значит?

Вернемся к знакомому примеру. Представьте, что есть известный торговец наркотиками Олам Омисилам, жестокий и опасный. В первый раз, когда его поймают при совершении им преступления, гвардия возьмет его паспортные и биометрические данные. Потом его отдадут под суд, и Олам сможет провести какое-то время в тюрьме. Когда он выйдет, каждый раз, когда с ним будет сталкиваться Гражданская гвардия, она сможет свериться с базой данных и точно узнать, кто он, хотя сбор данных и выполнение запроса может занять некоторое время. Согласно судебной системе, предполагающей презумпцию невиновности, его не смогут арестовать, если он снова не совершит преступление и его вину не докажут. А вот иммунную систему доказательства не интересуют – она сразу переходит к наказаниям.

Адаптивный иммунитет активируется через несколько дней. При появлении возбудителя в первую очередь реагирует врожденный иммунитет, и только затем в дело вступают клетки адаптивного – лимфоциты, которые участвуют в защите от возбудителя до тех пор, пока он не будет уничтожен, если все идет хорошо. Что, впрочем, не всегда бывает так.

В этом процессе обычно вырабатываются антитела, специфические белки для очень специфической части микроорганизма – антигена.

Антитела также называются иммуноглобулинами, и они находятся в крови, выделениях (таких как кишечная слизь, слюна или сперма) и межклеточной жидкости.

Антитела защищают нас по-разному. Например, распознают и нейтрализуют антигены, активируют систему комплемента (помните, что они могут делать отверстия в бактериях), активируют клетки-обжоры (фагоциты).

Что такое антиген?

Здесь я воспользуюсь преимуществом и расскажу вам, что такое антиген, потому что это понятие крайне важно. Термин «антиген» состоит из префикса «анти-», что означает «противоположный», и «гено», что означает «генерировать, создавать». Ну вот и получается: антиген – это то, что порождает противодействие.

Им, если очень упрощенно, является любое вещество, которое может распознаваться рецепторами адаптивной иммунной системы и вызывать ответную реакцию. Классически антигенами считались вещества, провоцирующие образование антител, но современное определение несколько шире.

Например, шиповидный белок SARS-CoV-2 или S-белок – это антиген. Горсть пыльцы – это антиген. Сахар типа Neu5Gc, присутствующий в мясе млекопитающих, – это тоже антиген. В наших собственных клетках много компонентов, которые являются аутоантигенами, но иммунная система не реагирует на них в нормальных условиях, потому что выработала устойчивость к их присутствию. Для правильного функционирования иммунной системы ей необходимо уметь следующее:

• распознавать патогены и токсины как чужеродные и опасные;

• распознавать безвредные антигены, такие как пыльца или продукты питания;

• различать собственные структуры организма как правильные и хорошие;

• определять момент, когда собственный антиген испортился, например при раке.

Пример

Когда в наш организм вторгается вирус, например знаменитый SARS-CoV-2, он запускает множество защитных механизмов. Как себя поведет адаптивный иммунитет?

Запустится активация Т-лимфоцитов, которые в основном убивают инфицированные клетки, а также протягивают руку помощи В-лимфоцитам.

В-лимфоциты превратятся в плазматические клетки и начнут вырабатывать антитела, изначально относящиеся к типу IgM. Через несколько дней выработаются и другие типы антител, называемые IgG и IgA.

Если все работает нормально, инфекцию получится взять под контроль.

Дополнительная информация

Антитела типа IgM говорят нам об относительно недавнем заражении. При каждой инфекции они активны в течение разного количества времени. IgG, напротив, появляются позже и могут оставаться в организме годами. Антитела типа IgA секретируются в слизистых оболочках, где готовы действовать в случае повторной попытки проникновения вируса. Эти антитела вырабатываются против различных типов вирусных антигенов. В случае SARS-CoV-2 вырабатываются антитела против S-, N-, M- и E-белков вируса.