Наша иммунная система и стратегии нашего организма

Для того чтобы наш организм мог сохранять свою здоровую жизнеспособность, наши органы, каждый из которых являет собой совершенное произведение искусства, и функциональные механизмы их систем работают в удивительной поражающей умы гармонии. До тех пор, пока наши органы работают в соответствии с заложенными в них характеристиками, в их системах не наблюдается каких-либо сбоев, и они служат в течение долгого времени, сохраняя свою жизнеспособность. Наши органы имеют разное строение. Для максимально совершенного выполнения одной функции в одном органе сосуществует множество тканей, которые представляют собой единое целое, служащее общей цели. Ткани созданы из различных клеток, нацеленных на выполнение единой функции. И в случае появления каких-либо сбоев в работе организма, свое начало они берут именно на клеточном уровне.
Несмотря на такое совершенное строение и работу нашего организма, в нашей внутренней и внешней среде живут миллионы других невидимых глазу биологических организмов, с большей частью которых мы живем в постоянном взаимодействии с самого нашего рождения. Что это за биологические организмы? Это по большей части микроскопические по своему размеру бактерии, грибы и вирусы, а также зоологические паразиты, некоторые из которых можно увидеть невооруженным глазом. Они проникают в различные органы и ткани нашего организма, и поселяются в них. По сути, все мы должны были бы уже умереть под напором этих микроорганизмов, которые хотят использовать наш организм для проживания и размножения. Человеческому роду, возможно, не суждено было бы продолжить свое существование, однако Наимудрейший и Всемогущий Создатель Аллах (Свят Он и Велик!) наделил нас совершенней иммунной системой, которая позволяет нам противостоять миллионам этих организмов и не дает им убить нас.
Наша иммунная система, основной задачей которой является обеспечение безопасности организма, наделена механизмами, необходимыми для противостояния опасностям, возникающим на разных уровнях. Созданная таким образом иммунная система обладает необходимой стратегией защиты против врагов и непрошенных гостей, коими являются поступающие извне микроорганизмы и паразиты, пытающиеся разрушить систему. Эта стратегия чем-то напоминает игру, в которой как шаги ради защиты, так и шаги с целью атаки имеют одинаковое значение. Однако это непростая игра на один раз. Она включает в себя постоянный сбор информации, развитие оружия и тренировку бойцов. Коротко говоря, для того чтобы остаться в игре и не быть отсеянными, бойцам необходимо постоянно самообновляться.
Общие защитные механизмы организма, которые называются иммунной системой, являются своего рода первой линией обороны фронта, которая препятствует в первую очередь бактериям и другим патогенам (микроорганизмам, способным вызвать болезнь) попадать в наш организм. Защищающую нас кожу можно сравнить со стенами крепости, а слизь, слезы, слюну и выделяемые кислоты – с кипящим маслом, льющимся на врагов со стен крепости. И все это составляющие этой линии обороны. Постоянно открытые для поступления воздуха части нашей чрезвычайно чувствительной дыхательной системы также открыты и для патогенов, а потому они покрыты густой липкой слизью, которая задерживает патогены, после чего удаляет их посредством чихания или кашля. Другое особо чувствительное место – глаза, которые постоянно омываются слезами. Слезы вырабатываются в специальной железе, находящейся над верхним веком, потом стекают по проходящему около носа слезному каналу и омывают глаз, создавая стерильную среду.
Для борьбы с патогенами, которые смогли преодолеть эту первую линию внешней обороны, используется такой механизм, как воспаление. Главная цель воспаления – не позволить проникшим через кожу патогенами попасть в кровь. При воспалении в поврежденной ткани клетками иммунной системы начинают вырабатываться специальные защитные белки (антитела). Эти клетки являются своего рода «патрульными», постоянно контролирующими состояние организма и находящимися не только в крови, но и во всех других тканях. Распознав антиген (вещество, которое организм рассматривает как чужеродное или потенциально опасное), иммунные клетки поднимают тревогу, выражающуюся воспалением.
Вызывающее боль воспаление в месте возникновения, например, опухоли, по сути, является важной составляющей борьбы организма с патогенами. Воспаление приводит к притоку крови к месту роста числа патогенных микроорганизмов, коагуляции крови и направлению туда микрофагов – клеток, способных к активному захвату и перевариванию бактерий, остатков погибших клеток и других чужеродных или токсичных для организма частиц. Коагуляции (свертывание) крови относительно ускоряется, что позволяет закрыть в этом месте «бреши в защите» и предотвратить попадание еще большего числа болезнетворных микробов в организм. Макрофаги – крупные клетки иммунной системы, которые мигрируют к месту свертывания и захватывают встречающиеся на их пути бактерии. Увеличение притока крови к участку облегчает и ускоряет доставку такой помощи, как антибактериальные белки и другие белые клетки крови (лейкоциты). Это является причиной покраснения, отека и вздутия пораженной области.
Если все эти защитные механизмы терпят неудачу, и патогенные микроорганизмы проникают в кровоток, у организма не остается иного выбора, кроме как использовать еще более мощное и эффективное оружие. Это система, которую можно называть адаптивной иммунной системой, уникальна тем, что она, как становится понятным из названия, узнает врага и вырабатывает стратегию под него, т.е. адаптируется в зависимости от ситуации. У любого болезнетворного микроба есть сильные и слабые стороны. Некоторые из них устойчивы к антибактериальным белкам, другие – к осуществляемому макрофагами фагоцитозу (процессу захвата и переваривания частиц). При первом столкновении адаптивная иммунная система пытается различными способами уничтожить патоген и «регистрирует» наиболее эффективный, а затем сохраняет информацию о нем на будущее. Таким образом, в случае повторного столкновения с тем же микробом, адаптивная иммунная система уже «знает», что делать, и мгновенно уничтожает болезнетворный микроб (патоген). Давайте еще немного детальнее остановимся на работе этой иммунной системы, реализующей лучшие в мире защитные стратегии.
В адаптивной иммунной системе есть много типов особых клеток, которые словно отряды специального назначения, предназначены для различных операций. У каждого типа – свои задачи. Цитотоксические T-клетки отвечают за уничтожение бактерий. Особенность, которая отличает эти клетки от макрофагов, связана с тем, как они активируются. В отличие от макрофагов, цитотоксические Т-клетки не активизируются сами по себе, а начинают уничтожать микробов после активации, осуществляемой Т-хелперами. Основная задача Т-хелперов заключается в том, чтобы обеспечивать реакцию иммунной системы на микробов или подавлять эту реакцию. Т-хелперы имеют больше значение и вес, потому что без их выработки адаптивная иммунная система остается неактивной, то есть защита организма от возбудителей болезни прекращается.
Для того чтобы цитотоксические Т-клетки могли узнавать другие клетки, они сначала должны быть им «представлены». Это представление или презентация осуществляется антигенпрезентирующими клетками (АПС). Когда АПС обнаруживают чужеродные антигены, оставленные в крови бактериями (белки или частицы микроба), они сначала экспонируют их на своей собственной мембране, словно объявление «Их разыскивает полиция», а затем начинают представлять их цитотоксическим Т-клеткам. Цитотоксические Т-клетки посредством специальных рецепторов «знакомятся» с этими частицами, после чего, захватывают и проверяют микробов, с которыми сталкиваются в крови, убивая тех, которые совпадают с теми, которые были промаркированы.
Второе отличие цитотоксических Т-клеток от макрофагов заключается в том, как они уничтожают врага. В то время как макрофаги убивают бактерии посредством фагоцитоза, т.е. поглощают и переваривают их живыми, цитотоксические Т-клетки вводят в мембрану бактерии специальные белки, формирующие в ней отверстия, вследствие чего бактерии погибают.
После того, как организм избавился от болезни и излечился, оставшиеся в крови остатки микроорганизмов по большей части уничтожаются. Тем не менее, незначительная их часть остается, и хранится в В-клетках памяти, что позволяет им в будущем быстрее распознавать тех же микробов при новой атаке. В-клетки памяти – это своего рода архив иммунной системы, потому что они представляют собой долгоживущие клетки, хранящиеся в глубине костного мозга. Информация о каждой бактерии хранится в этих клетках со специальным маркером для быстрого распознавания и обнаружения уже знакомых антигенов. Если в будущем организм снова столкнется с бактериями того же типа, то иммунная система уже не будет терять время на их распознавание. После быстрого распознания микробов, еще до того, как мы сами узнаем об этом, эти клетки начинают процесс сортировки и уничтожения микробов без каких-либо признаков заболевания. Если число микробов невелико, то в результате их такого быстрого уничтожения мы даже не заболеваем, если же число микробов выше, чем В-клетки памяти способны справиться, то развиваются симптомы заболевания, в результате чего для борьбы с болезнью в крови появляются «новые бойцы» из запасных частей. По сути, этот механизм отражает основной принцип прививания. В ходе прививания в организм вводится вакцина, которая может содержать убитые микроорганизмы или обезвреженные части живых микроорганизмов. Они «регистрируются» в памяти В-клеток, что позволяет нам жить без соответствующих заболеваний.
Вместе с этим, бактерии также имеют свои секретные планы, направленные против нашей системы обороны. В конце концов, они также являются живыми организмами, которых Аллах наделил определенными возможностями, позволяющими им оставаться в живых и размножаться. Основным оружием бактерий является их способность менять свой генетический материал без серьезных для себя последствий. При нормальных обстоятельствах изменения генетического материала (ДНК), т.е. мутации, для таких живых существ, как мы, опасны, потому что могут вызвать дефектные или ущербные изменения, способные привести к большим проблемам.
Однако в связи с тем, что бактерии являются одноклеточными живыми организмами, все их системы сосредоточены в одной клетке. В связи с этим, такие генетические изменения у бактерий могут даже привести к появлению у некоторых представителей более совершенных качеств. Несмотря на то, что каждая бактерия – это независимый одноклеточный организм, свою силу они черпают в единстве. Например, представим популяцию из 100 бактерий, каждая из которых имеет свою отличную от других генетику. Во время инфицирования наша иммунная система начинает применять определенную тактику для уничтожения этих бактерий (например, фагоцитоз). Однако, если одна из этих бактерий имеет в результате изменений в ДНК новую генетическую особенность, а именно более толстые и прочные стенки, препятствующие используемой иммунной системой тактике, то, несмотря на то, что остальные 99 бактерий будут уничтожены, эта бактерия останется в живых, поделится и размножится, в результате чего появятся 100 новых бактерий с прочными стенками, неподдающимися фагоцитозу. В этом случае, нашей иммунной системе будет сложнее найти новые стратегии, которые позволяет ей победить эти более сильные бактерии нового типа.
В связи с этим, любые наши действия, приводящие к усилению бактерий и увеличению их сопротивляемости, затрудняют работу иммунной системы. После того как этот механизм бактерий был открыт, пациентам стали избегать выписывать чрезмерные дозы антибактериальных препаратов. Антибиотики позволяют временно облегчить симптомы заболевания, однако при этом они невольно приводят к тому, что популяция бактерий становится сильнее. В связи с этим, обеспечивая организму поддержку в виде витаминов и здорового питания, мы должны стимулировать его самостоятельно справляться с бактериями. Не следует прибегать к антибиотикотерапии без серьезной на то необходимости.
Несмотря на то, то бактерии очень искусны в вопросе генетических мутаций, помимо них есть еще один даже более опасный и искусный враг – вирусы.
Вирусы настоль малы, что бактерии рядом с ними кажутся гигантами. В связи с их малыми размерами, ученые многие годы спорят об их природе, являются ли они живыми организмами или просто небольшими неживыми молекулами. Тот факт, что у вирусов нет цитоплазмы, а объем генетической информации очень мал, делает их еще более склонными к мутациям, а соответственно и еще более опасными, по сравнению с бактериями. В связи с тем, что вирусы очень быстро мутируют, наш организм не имеет возможности «записать их в своей памяти». И что еще более важно, мутация вирусов не зависит от стимулирующих внешний факторов, потому что мутация – это часть жизненного цикла вирусов.
Одна из самых опасных типов патологий это иммунодефицитные состояния (иммунодефициты). Многие из них обусловлены генетически и/или вирусами. Самым печально известным примером является СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита, вызываемый вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). Причина того, что этот вирус настолько опасен и ужасен, заключается в том, что он уничтожает Т-хелперы, которые необходимы для нормального функционирования иммунной системы. Без выработки Т-хелперов вся адаптивная иммунная система оказывается деактивированной. После этого, даже самые простые заболевания могут приводить к самым серьезным последствиям.
В то время как ВИЧ-инфекция поражает организм извне, такое аутоиммунное заболевание, как рассеянный (множественный) склероз поражает человека изнутри. При этом заболевании наша иммунная система видит в собственных клетках (и особенно в нервных клетках) врагов. Ничто иное как наша собственная иммунная система приводит к уничтожению клеток. Разрушение нервных клеток приводит к развитию различных симптомов, включая истощение, проблемы со зрением, психиатрические расстройства и другие неврологические симптомы. Точные механизмы, приводящие к развитию этого аутоиммунного заболевания, не известны, считается, что большое значение тут имеет генетика. На сегодняшний день известного лечения рассеянного (множественного) склероза нет.
Наша иммунная система создана совершенной, сложной и обладающей прекрасными стратегиями. И в этой игре нам отведена лишь роль наблюдателя. При этом, даже будучи наблюдателями, мы не до конца понимаем не только ту борьбу, что происходит где-то в самых укромных уголках, но и не всегда до конца способны понять ту борьбу, которая осуществляется прямо перед нами. Иммунная система постоянно разрабатывает новые стратегии для защиты организма от тысяч врагов, ежедневно атакующих наш организм. В случае неудачного их нападения, т.е. если мы не заболеваем, то даже не знаем об этих стратегиях и защитных тактиках. В этой игре, которая требует постоянной адаптации, бдительности и оригинальных ходов, в зависимости от того, что предназначено свыше, иногда проигрывают и умирают люди, а иногда – микробы. Является ли каждый игрок в этой игре (иммунная система, бактерии, вирусы и т.д.) сам по себе замечательным стратегом и личным обладателем всех этих совершенных качеств или же всем этим управляет Некто Бесконечно Мудрый и Могущественный, чтобы мы могли в восхищении наблюдать и размышлять над происходящим?