Страница 5 из 9
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) подавляют размножение T-лимфоцитов для того, чтобы регулировать силу иммунного ответа. Эти клетки вырабатывают молекулы, которые фактически являются стоп-сигналами для развития иммунных реакций. T-регуляторные лимфоциты называют также Т-супрессорными клетками, то есть клетками, подавляющими активность Т-киллеров и Т-хелперов.
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
В медицине Древнего Китая и Индии для заживления ран и снятия симптомов воспаления также использовали кожу лягушек. Этот же метод вьетнамские хирурги практиковали во время войны в 1960-х, когда не хватало медикаментов и инструментов для лечения ожогов у солдат. Для заживления ран также использовали личинки мух. С древнейших времен было известно о пользе меда и о его целебных свойствах. В наши дни ученые обнаружили, что мед обладает антимикробным действием.
Скорее всего, первой молекулой, для которой была описана антимикробная функция в организме человека, стала молекула белка лизоцима – фермента, разрушающего клеточную стенку бактерий.
Британский микробиолог Александр Флеминг экспериментировал в лаборатории, будучи простуженным. В ходе работы на одну из чашек, в которой росли бактерии, упала капля слизи из его носа. Флеминг заметил, что вскоре из чашки исчезли бактериальные колонии. Это означало, что в носовой слизи ученого содержалось вещество, разрушающее бактериальные клетки. В 1922 Александр Флеминг впервые описал антимикробный эффект лизоцима. Позже он обнаружил лизоцим и в других биологических жидкостях – в слезе, слюне и в материнском молоке. А в 1928 году Александр Флеминг открыл пенициллин – первый антибиотик, который несколько десятков лет успешно использовался в борьбе с бактериальными инфекциями.
Александр Флеминг
Молекулы иммунитета преимущественно имеют белковую природу. Белки (протеины, полипептиды) – это полимеры, состоящие из 20–22 различных аминокислот. Цепочки из аминокислот имеют определенную трехмерную организацию, позволяющую им выполнять различные функции. Помимо иммунной, белки выполняют структурную, двигательную, транспортную, сигнальную, каталитическую, рецепторную и резервную функции.
Белковые молекулы иммунитета не всегда убивают чужеродные микроорганизмы. Исходя из их функций, белковые молекулы иммунитета можно условно разделить на 3 типа: антибиотические белки, которые напрямую убивают патогены; сигнальные, обеспечивающие коммуникацию между различными видами иммунных клеток для эффективного ответа на конкретный тип инфекции; а также опсонины – молекулы-метки, к которым относятся уже упомянутые антитела. Существует также особая система, состоящая из отдельных белков сыворотки крови, которая выполняет все перечисленные выше функции – система комплемента.
К антибиотическим молекулам прежде всего относятся те молекулы, которые обладают токсическим действием в отношении патогена. Они могут напрямую поражать бактерии, одноклеточные грибки, и в некоторых случаях вызывать гибель вирусов. Антибиотические молекулы – это своего рода «химическое оружие» организма, которым вооружены клетки иммунитета, а также клетки эпителиев желудочно-кишечного тракта, кожи, воздухоносных и мочеполовых путей.
Лизоцим, например, относится к антибиотическим белкам. Это фермент, который разрушает клеточную стенку бактерий, состоящую из муреина – цепочек полисахаридов, скрепленных пептидными сшивками. Муреин образует нечто вроде защитного слоя над оболочкой клетки бактерии, что создает дополнительный барьер и защищает ее от неблагоприятных воздействий. Этот фермент, содержащийся в слезной и слюнной жидкостях, в грудном молоке и в белковых гранулах нейтрофилов, в печени и в крови, осуществляет антимикробную защиту. Помимо лизоцима, известны и другие белки-ферменты, которые обладают антимикробными свойствами и способны в том числе «переваривать» важные компоненты патогенов. Например, ферменты катепсин G и эластаза, разрушающие белки, а также различные нуклеазы, которые расщепляют ДНК и РНК инфекционных агентов.