Клетки и функции иммунной системы организма человека. Вирусы и антитела к ним. Макрофаги

Ни для кого не секрет, что любая страна выделяет львиную долю национального бюджета на свою оборону. Государство всегда должно быть готово к отражению внутренней и внешней угрозы. Армия и флот должны постоянно модернизироваться новейшим вооружением для поддержки боеготовности. Целостность государства является важнейшим принципом политики любой страны. С этой целью обучению армии, и ее боеспособности уделяется пристальное внимание. Вы когда-либо задумывались, что снаружи тело человека окружено многочисленным количеством невидимых врагов, в результате чего организм человека находится под постоянной угрозой агрессии этих врагов. Это происходит всегда, даже если не думаем об этом. Они везде и окружают наш организм повсюду, начиная от воздуха, которым мы дышим,  до воды и пищи, которые мы употребляем каждый день. И нам негде укрыться от этих врагов.

Вирусы заболевания человека

С момента появления на свет, нас окружает невидимая коварная и агрессивная армия противников. К врагам относятся: вирусы, бактерии, микробы, грибки. Все они могут существовать на нашем организме, питаться нами, размножаться в нас, охотиться на нас. Однако мало кто задумывается, что наш организм имеет мощнейшую армию, которая может противостоять неприятелю – это иммунная система организма человека. Численность иммунной системы составляет более 1 триллиона единиц. Это самая многочисленная, дисциплинированная и модернизированная армия во всей вселенной. В данной статье мы с Вами познакомимся с главными жителями микромира, с которыми нам приходится делить среду обитания. Также Вы узнаете много нового о вирусах и микробах, а также о том, как наш организм может бороться с теми из них, которые представляют опасность и вредны для нашего здоровья. Вы будете поражены тем, как четко и высокоинтеллектуально действуют две армии: дружеская нам и вражеская.

Сколько бы мы не мыли и не дезинфицировали места своего обитания, всё равно окружающий нас мир полон сотнями тысяч обитателей. Самые крупные из них – пылевые клещи. Эти микроскопические существа живут на нашей коже вокруг волосков на теле. Колонии более мелких видов клещей могут достигать миллионов существ. Человек окружен со всех сторон этими невидимыми существами. Бактерии - одноклеточные существа, которые начинают стремительно размножаться, как только попадают в благоприятную среду. Грибки – паразиты, властвующие во влажных средах обитания. И, конечно же, вирусы – тайные силы, о присутствии которых человечество узнало только после изобретения электронных микроскопов. Самые опасные и коварные из них: вирус гриппа, вирус оспы, лихорадка Эбола, вирус полиомиелита, вирус СПИДа и многие другие.

Еще 100 лет тому назад ученые тщетно бились своими примитивными оптическими микроскопами над загадочной проблемой. Клетки с невероятной скоростью уничтожались неким невидимым врагом. Причина этой стремительной гибели клеток, тогда была загадкой для ученых. До тех пор, пока в 1931 году немецкий физик Эрнст Руска не изобрел электронный микроскоп, позволяющий рассматривать гораздо более мелкие частицы, чем оптический. Технология электронного микроскопа стала использовать не световые пучки, которые обладали слишком большой длиной, чтобы разглядеть, например, микроскопические атомы, а обучаемые электроны. Это  привело к многократному увеличению разрешения мельчайших частиц. При семикратном увеличении клетки этот невидимый враг стал уже видимым, и его назвали  вирусом.

Так началось совершенно новое измерение в постижении мира. Человечество увидело новый микромир, в котором вирусы создавали удивительные геометрические фигуры и могли триллионами помещаться в одной невидимой глазу точке. На сегодняшний момент вирусы являются самыми маленькими формами жизни. Ведь их размеры составляют тысячную долю миллиметра. Строение вирусов совершенно в такой степени, что они выживают в самых невероятных условиях, где умирает всё живое. Они могут кристаллизоваться и прибывать в таком состоянии до тех пор, пока не встретятся с живой клеткой. Они очень терпеливы, могут веками находиться в пограничном состоянии между жизнью и смертью, пока не попадут в нужную среду. Они запрограммированы на размножение. И, конечно же, размножаясь, наносят вред.

К примеру, существует вирус, с которым до сих пор человечество не может совладать – СПИД. Внутри него находится, бережно упакованная в белковую оболочку, цепь ДНК. Она несет главную информацию вируса и когда вирус попадает в организм, именно она учит его, как производить новые клетки вируса в захваченном организме. Вирусы не могут жить и размножаться пока не попадут в клетку растения, животного или человека. Также не могут жить, не используя их энергию, их питание и их органеллы, поскольку вирусы сами по себе не имеют самостоятельной системы жизнеобеспечения и размножения. Поэтому они нацелены на то, чтобы любой ценой попасть в подходящую им живую клетку и захватить ее. Так что их мишень скоро превращается в фабрику по производству вируса.

На первом этапе вирус тщательно разведывает информацию, подходит ли эта клетка для того, чтобы в нее проникнуть и комфортно размножаться. Благодаря особым рецепторам вирус проверяет клетку. Затем, используя уникальные растворяющие ферменты, вирус проделывает в мембране клетки отверстие и через него втискивает в клетку свой генетический код. Ничего пока не подозревающая клетка живет, как и прежде. И полагая, что продолжает производить белок необходимый для жизни организма, начинает копировать и множить новую ДНК. Это коварная ловушка вируса превращает клетку в фабрику по производству собственного врага. Через какое-то время клетка переполняется вирусными белками и взрывается. И так новые вирусы, разлетевшиеся вокруг, внедряются в новые клетки и запускают свой код и туда.

Вирусы, однако, весьма избирательны. Разные вирусы выбирают для своего размножения разные ткани нашего организма. Например, вирус бешенства нападает на клетки, формирующие мозговую ткань. Различные респираторные вирусы атакуют носовые и синусные ткани. Паротит, более известный как свинка, инфицирует только слюнные железы ротовой полости. Вирус гепатита размещается исключительно в клетках печени. Вирус гриппа более всего доставляет хлопот нашей иммунной системе, поскольку вирус постоянно мутирует, и каждый год новый вирус гриппа становится причиной эпидемии. Ведь у него уже новые особенности и коварные механизмы. Так что организму приходится каждый год бороться с новым врагом и искать методы защиты. Вот почему каждый год производится новая вакцина от гриппа. Очевидно, что вирусы действуют в рамках четко спланированной стратегии и плана. Ведь даже механизм действия вирусов таков, что они начинают работать и размножаться, используя систему жизнедеятельности нужной им клетки. Микроскопические невидимые глазом вирусы способны в прямом смысле вызвать болезнь, свалить с ног человека, который в миллионы раз больше них по весу и по размеру. Более того, даже привести к смерти человека.

Вокруг нас всегда есть микробы, которые представляют опасность нашему здоровью. А если где-то вокруг нас появился вирус, то степень опасности возрастает. Когда вирус попадает в наш организм через носовую или ротовую полость он начинает искать себе подходящую клетку. Но и организм наш не дремлет. Его встречает армия нашей иммунной системы.

Работа иммунной системы организма человека. Антитела к вирусам и макрофаги

Первыми навстречу орде врагов выходят макрофаги – клетки, которые несут постоянное дежурство в нашем организме и передвигаются по всему организму в роле чистильщиков. Макрофаги всё время передвигаются среди клеток и следят за тем, чтобы к ним не приближались враги. Они специально обучены тому, чтобы различать микробы и вирусы от наших собственных клеток. Строение макрофагов универсально, они как настоящие десантники способны выполнять несколько задач сразу. И могут одновременно уничтожать многие микробы. Любое  чужеродное тело, что встречается им в межклеточном путешествии, они проглатывают и переваривают, продолжая патрулирование.

Однако если силы не равны и врагов намного больше, чем сил макрофагов и они не могут справиться с противником, то макрофаги производят специальное вещество – пироген, вызывающее повышение температуры, что можно сравнить  с сигналом общей тревоги. После длинного пути это вещество достигает мозга человека, после чего стимулирует центр терморегуляции мозга. Вслед за этим, мозг начинает поднимать по тревоге весь организм, что приводит к повышению температуры у человека. При повышении температуры человек, конечно же, начинает испытывать слабость, недомогание и ему требуется  отдых. Человек вынужден перейти на постельный режим. Следовательно, энергия, которая необходима для освободительной армии, не расходуются на другие цели, а идет только на умножение иммунных сил. Макрофаги вступают с вражескими клетками в рукопашный бой, подобно пехоте на передовой. Более того, макрофаги начинают работать и в качестве разведчиков секретных военных агентов.

И в этот самый момент к борьбе с вирусом подключаются лимфоциты T и B клетки. Когда макрофаги ловят и проглатывают вирус, то часть его они размещают на себе и становятся как бы мишенями для другой группы клеток и разведывательного центра организма, так называемых информационных T клеток. Это довольно немногочисленная, но очень активная группа. Она обладает способностью расшифровывать и считывать информацию из этих вирусов. И посылать сигнал опасности всем отделениям иммунной системы об особенностях и строении врага. Получив информацию от разведки, T клетки, прежде всего, предупреждают об опасности все другие клетки. С этой целью они выделяют особую биологически активную молекулу – лимфокин, которая координирует и приводит к боеготовности все другие клетки иммунной системы. Так, находящиеся уже в боеготовности B лимфоциты начинают вырабатывать антигены, которые должны обездвижить вирусы или микробы.

В лимфоциты, в силу своей миссии, представляют собой прямо-таки завод по производству оружия. Они изготавливают оружие по данным, направленным им клетками-разведчиками. И оружие это напоминает ракеты, каждая из которых направлена против определенного врага. Производство антител B клетками достигает поразительной скорости, несколько тысяч антител в секунду. Таким образом, информационная связь между T клетками и B клетками четко отточила кодовый знак, который призывает всю иммунную армию начать производство оружия. Так в организме начинается полная мобилизация. Теперь весь организм вышел на войну с угрозой извне. Оборонные силы собираются очень быстро, и тотчас приступают к защите.

Трехмерное белковое строение антител точно садиться на вражескую клетку, словно бы ключ, идеально вошедший в замочную скважину. Антитело точно знает от разведки, какие части бактерии или вируса надо заблокировать, чтобы сломать биологическую структуру вируса. Таким образом, оккупанты-микробы обезвреживаются, поскольку антитела, производимые B клетками, идеально и безошибочно определяют уязвимые места вирусов на основании разведывательных данных, полученных от T клеток. Этот процесс можно сравнить с тем, как дистанционно управляемая ракета подрывает вражеский танк.  

В случае каждой новой болезни наши иммунные B клетки производят соответствующие только тому вирусу смертельное для него антитело. Но антитело, произведенное для одного микроба, не действует на другой микроб. Производство антител в нашем организме сравнимо с изготовлением уникального ключа для миллионов различных замков. И невидимые глазу B клетки производят работу безошибочно. Доставившие до всех клеток информацию об опасности клетки T-хелперы (от англ. helper — помощник) в это время приводят в действие другие профессиональные подразделения, так называемые T-киллеры (от англ. to kill — убивать). БОльшая часть вируса уничтожается антителами, однако вирусы очень коварны. Вирусы, скрываясь от антител, прячутся внутри здоровых клеток, а туда антитела попасть не могут. Вирусы бывает, так мастерски конспирируются внутри клетки, что ни антитела, ни T клетки не могут их обнаружить, потому что снаружи клетка выглядит совершенно здоровой.

Вот здесь то и вступают в действие клетки убийцы (T-киллеры).  Они обладают особым чутьем и способны разглядеть патологию даже в клетке, внешне кажущейся здоровой. И когда T-киллеры находят клетки со спрятавшимся в них вирусом, и они уничтожают эту клетку вместе с вирусом. Макрофаги также в свою очередь начинают пожирать уничтоженные клетки и очищать наш организм. После того, как вирусы и болезнь побеждены, клетки T-супрессоры успокаивают действие защитной системы. Температура постепенно снижается, и организм возвращается к нормальному ритму.

Некоторые из B клеток, которым предопределен долгий срок жизни, будут хранить в «базе данных» записи о структуре вирусов, которые когда-либо атаковали организм. Это делается для того, чтобы в случае повторной атаки вируса на организм, распознавание врага и уничтожение его проходило быстрее, чем в первый раз. Если в организм попадает еще раз тот же вирус, клетки нашей иммунной системы произведут антитела против него и уничтожат вирус значительно быстрее. При этом организм не испытывает на себе даже симптомов болезни. Срок жизни клеток иммунной памяти значительно дольше остальных клеток. Кроме того, когда жизнь их подходит к концу, они делятся. И всю информацию, накопленную об инфекциях, когда-либо попадавших в организм, передают новым клетках. Благодаря этой особенности иммунных клеток, инфекционная болезнь, которую человек перенес в детстве, больше уже не сможет им овладеть. Ведь у него уже выработался иммунитет против нее.

Резюме

Наш организм открывает полномасштабную войну всякому микробу и вирусу, которые несут нам опасность. Войны в нашем организме не проходили какой-либо военной подготовки. У них нет ни разума, ни мозговой деятельности. Это всего лишь микроскопические клетки. Все эти миллионы героев войны, собравшись вместе, поместятся в крошечной точке. Это войско не просто сражается, оно разрабатывает всякий раз новую тактику войны против вирусов. И самостоятельно производит внутри организма оружие для уничтожения инфекции. Если бы все эти функции были не в ведение наших клеток, а под нашем неусыпным контролем, то мы всё равно допустили бы кучу ошибок и не смогли бы даже организовать тот процесс, что делают иммунные клетки. Мы также не можем допустить мысли, что клетки, у которых нет разумной мозговой деятельности, переговариваются между собой, разрабатывают планы борьбы с вирусами, создают организованные армии для защиты нас. Задумайтесь на минуту. Речь идет о триллионе клеток нашего организма и немногих органах нашего тела. А теперь представьте общество или армию из триллиона человек и ответьте себе на вопрос: «Удастся ли кому-либо управлять этим обществом так, чтобы оно никогда не допускало ошибок, сбоев в работе, оплошности или лени, а также не забывало о своих обязанностях и доблестно исполняло доверенное ему дело всю жизнь»?

Автор статьи "Андрей Кондратьев", независымый партнер Herbalife