С начала глобальной пандемии страх заражения вирусом Sars-CoV-2 не ослабевает. Поскольку долго не было ясно, появится ли вакцина и как скоро, и поскольку эффективная вакцинация населения мира займет много времени, мы все призваны свести наши социальные контакты к минимуму – с огромными последствиями для экономики, для каждого человека и нашего социального взаимодействия. Коронавирусная инфекция может протекать тяжело, навсегда повредить здоровью человека и даже привести к смерти. В то же время у некоторых людей, несмотря на инфекцию, симптомы отсутствуют или проявляются лишь в легкой форме. Почему так происходит?

У каждого человека есть свой ангел-хранитель, который защищает его от болезней и которого он носит в своем теле: иммунная система. Она поддерживает наше здоровье и тем самым обеспечивает наше выживание, ведь нас всегда и везде окружают бактерии, вирусы и другие патогенные микроорганизмы. Они присутствуют в воздухе, в воде и в еде. С каждым вдохом, с каждым глотком воды, с каждым кусочком пищи и даже с каждым объятием мы соприкасаемся с ними. Большинство из них совершенно безвредны, но другие потенциально могут вызвать то или иное заболевание.

Но, к счастью, в вашем теле присутствуют клетки, органы и миллиарды полезных бактерий, которые совершенно незаметно и непрерывно трудятся над тем, чтобы защищать вас от болезнетворных микроорганизмов (патогенов). Все они вместе образуют вашу иммунную систему.

Гениальное взаимодействие многих органов

Ваша иммунная система – это шедевр вашего тела. Это гениальное и продуманное до мелочей взаимодействие органов, которые заботятся о вашей защите.

➧ Кожа: внешние физические барьеры против возбудителей любого вида.

➧ Миндалины: раннее обнаружение вредоносных незваных гостей.

➧ Лимфатические узлы: фильтрация болезнетворных микроорганизмов, инородных твердых веществ и больных клеток из лимфатической жидкости.

➧ Костный мозг: образование и размножение большинства иммунных клеток (см. рисунок ниже).

➧ Селезенка: фильтрация крови и участие в формировании, созревании и хранении различных иммунных клеток.

➧ Тимус: созревание Т-лимфоцитов.

➧ Слепая кишка: место обитания других клеток иммунной системы и убежище для полезных бактерий.

➧ Толстый и тонкий кишечник: основное место обитания многих иммунных клеток и тренировочный центр вашей иммунной системы.

Ваша иммунная система пребывает в постоянном контакте и конфронтации с вирусами, микроорганизмами и другими потенциальными возбудителями. И это хорошо, поскольку стимулирует слаженную работу всех ее органов. Ей это нужно также для того, чтобы развиваться и всегда быть в курсе последних событий. Как и спортсмену, ей необходимо тренироваться, чтобы оставаться в форме. Поэтому не стоит жить в слишком стерильных условиях и находиться в лишенной микробов среде.

Органы, важные для иммунных клеток: костный мозг, миндалины, тимус, селезенка, кишечник, лимфатические сосуды и лимфатические узлы.

Иммунная защита

Иммунная система начала развиваться еще 500–600 млн лет назад. Первоначально она состояла только из белков (дефензинов), которые могли ранить потенциальных возбудителей заболеваний и тем самым обезвреживать их. Дефензины до сих пор встречаются у растений и животных, в том числе и у людей. Затем в ходе эволюции развились неспецифические в отношении возбудителей защитные клетки, которые поедали все, что принимали за возбудителя, и не вызывали характерных воспалительных реакций. И только 200 миллионов лет спустя появились специфические в отношении возбудителей защитные клетки. Этим клеткам удавалось распознавать потенциальных возбудителей заболеваний и других нежелательных гостей, а также запоминать, кто враг, а кто друг (клетки памяти). Сегодня мы носим внутри себя два этих защитных механизма иммунной системы: врожденный (неспецифический) иммунный ответ и приобретенный (специфический) иммунный ответ. Иммунный ответ – это реакция иммунной системы на чужеродные организмы и вещества, причем главную роль здесь играют иммунные клетки, слизистые оболочки и бактерии.

Иммунные ответы

Иммунная система дает два ответа на проникновение возбудителей всех видов: один присущ нам с рождения, а другой основан на запоминании определенными клетками в нашем организме: мы приобретаем его в течение жизни.

Врожденный (неспецифический) иммунный ответ

Врожденный иммунный ответ включает две линии защиты: первая – это кожа и слизистые оболочки, которые препятствуют проникновению в организм чужеродных веществ; вторая – защитные клетки и белки, которые вступают в действие, когда вредоносные элементы проникают в организм, преодолев барьеры кожи и слизистых оболочек.

Врожденный иммунный ответ реагирует невероятно быстро, но он не учится на предыдущих событиях и не формирует клетки памяти, так что при повторном вторжении возбудителей происходит та же самая реакция, даже если в прошлый раз она оказалась не особо успешной.

Защита, получаемая от кожи и слизистых оболочек

Кожа является первой линией защиты от проникновения микробов и вирусов. Это механический барьер, предохраняющий от всего, что может каким-то образом вызвать заболевание. Кроме того, она покрыта триллионами бактерий и выделений, таких как пот и жир, которые способны обезвреживать микробов. Если кожа не повреждена, большинство патогенов не могут проникнуть сквозь нее. Она также имеет защитную кислотную оболочку, а большинство патогенных вирусов и микробов не выживают в таких условиях. Кстати, солнечные УФ-лучи также создают дискомфорт для вирусов и потенциально вредоносных бактерий на вашем теле: они совершенно не переносят солнечный свет и жару.

Слизистые оболочки дыхательных путей, рта, желудочно-кишечного тракта, мочевыводящих путей и половых органов, а также конъюнктивы глаз тоже составляют механический барьер и являются частью врожденной иммунной системы. Они покрывают все отверстия тела (глаза, рот, носовую полость, половые органы и анус) и все связаны между собой. Инородные тела застревают в липкой слизи и не могут проникнуть дальше в ваш организм. Слизистая оболочка дыхательных путей состоит из мерцательного эпителия. Потенциальные возбудители, которые собираются проникнуть в организм через дыхательные пути, выталкиваются обратно ресничками мерцательного эпителия или сразу катапультируются из вашего тела при кашле или чихании. Между прочим, при простуде ваш нос течет или полностью заложен именно потому, что организм пытается укрепить свой защитный барьер, производя больше слизи.

БЕСКОНЕЧНЫЕ КОПИРОВАЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Бактерии размножаются, неустанно создавая копии самих себя посредством деления клеток. Это замечательно, когда дело касается полезных бактерий. Но болезнетворные бактерии также могут быстро распространяться в организме таким образом и заражать его своими выделениями.

Микробы (бактерии) в вашем кишечнике обеспечивают здоровье слизистой оболочки, помимо прочего, производя для ее клеток строительные блоки, такие как короткоцепочечные жирные кислоты. Они позволяют слизистой оболочке вырабатывать один из самых мощных иммунных белков для защиты (IgA) (см. стр. 38 и далее). Поскольку все слизистые оболочки связаны между собой, воспаление слизистой оболочки кишечника всегда затрагивает и остальные. Таким образом, конъюнктивит может быть результатом воспаления слизистой оболочки кишечника. И конечно же, это работает и в обратную сторону, потому что все в теле всегда взаимосвязано. Еще одним защитным средством слизистых оболочек являются кислые среды в слизи, слюне и слезах^[3], потому что кислые среды не подходят для комфортного обитания вирусов и микробов. Однако некоторые возбудители заболеваний выносливее любой слизи и преодолевают все барьеры. Тогда в дело вступает вторая линия защиты: врожденная иммунная реакция со стороны клеток иммунной системы и белков.

Защита клетками иммунной системы и белками

Клетки неспецифического иммунитета и белки образуют вторую линию защиты вашего организма от захватчиков. Если патогенам удалось преодолеть внешний барьер, она мгновенно реагирует, при этом в дело вступают клетки иммунной системы – в данном случае фагоциты. К ним относятся гранулоциты, моноциты и макрофаги. Они свободно перемещаются по кровотоку и тканям, нападая на все, что при контакте определяется как инородное. Вы можете представить это следующим образом.

Фагоциты обнаруживают инородные тела и потенциальных возбудителей заболеваний, используя так называемый антигенный контроль. Для этого они исследуют белки, сахара и жиры на поверхности микробов, чтобы отличить потенциально опасные организмы от полезных. Когда они выявляют возбудителей заболеваний, они заключают их в себе, чтобы переварить: отсюда и происходит термин фагоциты. Макрофаги к тому же играют основную роль в презентации антигена (см. стр. 22 и далее). Эта презентация обычно происходит (ну как же иначе?) в желудочно-кишечном тракте (см. стр. 51 и далее). Помимо фагоцитов, существуют и другие иммунные клетки, такие как естественные клетки-киллеры, которые специализируются на проникновении в зараженную вирусом клетку и уничтожении ее вместе с вирусом.

Хотя ваши иммунные клетки и так гениально настроены, они получают дополнительную поддержку от различных белков. Так называемая система комплемента представляет собой сигнальную систему, состоящую из белков, способных маркировать потенциальных возбудителей, растворять клеточные стенки бактерий, бороться с вирусами и уничтожать их и при необходимости привлекать к делу больше иммунных клеток. Не менее важны цитокины (включая интерлейкины и интерфероны). Это сигнальные белки, они информируют другие иммунные клетки и вызывают их в очаг инфекции. В дополнение к этой коммуникационной функции они регулируют общую реакцию иммунной системы. Интерлейкины стимулируют образование в костном мозге новых клеток иммунной системы, а также могут его останавливать. А интерфероны вступают в борьбу с вирусами. Как видите, ваша иммунная система – это чудо природы, и на протяжении миллиардов лет она училась справляться с болезнетворными бактериями и вирусами.

Приобретенный (специфический) иммунный ответ

Если неспецифическая иммунная система не взяла ситуацию под контроль, вирусы и бактерии начинают стремительно размножаться. Но это не повод для паники, потому что даже теперь иммунная система все еще способна работать: пришло время вмешаться приобретенному иммунитету. Он задействует лимфатическую систему с другими клетками иммунитета, лимфоцитами, и антителами, которые они вырабатывают.

Лимфатическая система пронизывает все тело и отфильтровывает непрошеных гостей из крови в лимфатических узлах. Лимфатические узлы содержат особенно большое количество специфических иммунных клеток, лимфоцитов, которые (упрощенно) можно разделить на две группы: В-лимфоциты и Т-лимфоциты. Буква B означает bone marrow, или «костный мозг», а буква T – «тимус». Таким образом, обе буквы относятся к местам созревания лимфоцитов. При необходимости лимфоциты особенно активно размножаются. Вы можете это заметить, когда болеете: у вас распухают лимфатические узлы. Так активируется второй вариант иммунного ответа: специфический в отношении возбудителей.

ЗАХВАТ КЛЕТОК: ТАК РАЗМНОЖАЮТСЯ ВИРУСЫ

Поскольку сами вирусы не имеют клеточного ядра, они не могут размножаться делением клеток, как бактерии. Они зависят от вынужденной помощи клеток-хозяев, которых они должны захватить. На оболочке у вирусов имеются рецепторы, которые работают как ключи. Если рецептор вируса подходит к замку на поверхности клетки, он может проникнуть внутрь. Затем вирус пытается добраться до ядра, чтобы изменить генетический материал клетки-хозяина, ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту). Пораженная клетка может только выпустить интерферон: как своего рода сигнал SOS и предупреждение для всех других клеток, а также для призыва к действию иммунных клеток. Тем временем вирусы внутри клетки высвобождают крошечные части своего генетического материала, чтобы перепрограммировать ДНК клетки-хозяина. Геном вируса воспроизводится с головокружительной скоростью. Создаются миллионы копий вируса – пока клетка не растворится. В результате вирусы высвобождаются и могут заражать другие клетки, чтобы дальше размножаться.