Рэм Петров - Я или не я

Солдаты и оружие

Во всех клетках организма есть вещества, способные убивать или задерживать размножение микробов. Клетки выделяют, например, слюну или слезы и одновременно вырабатывают вещество, способное растворить микробов. Вещество это называется лизоцим. В крови тоже есть антимикробные вещества. Одно из них носит имя комплемент. Выделения кожи также могут убивать бактерии. Если чистую кожу загрязнить взвесью микробной культуры и через 10-15 минут подсчитать количество микробов, можно убедиться в бактерицидных свойствах кожи: их число уменьшится в десятки раз. Все эти антимикробные свойства связаны с естественным, иначе говоря, природным, содержанием некоторых специфических веществ в жидкостях организма.

К сожалению, гуморальные (то есть жидкостные) факторы естественного иммунитета не очень сильное оружие. Ни лизоцим, ни комплемент не действуют на многих микробов. И те прекрасно себя чувствуют на коже и размножаются в крови.

Против них необходимы особые "войска".

Солдатами иммунитета, защищающими наш организм от микробов, служат уже известные нам вездесущие клетки с общим названием фагоциты. "Фагос" в переводе с греческого означает "пожирающий". Клетки-фагоциты находятся повсюду: в крови, в стенках кровеносных сосудов, в легких, в печени, в подкожной соединительной ткани. В любом уголке тела, как и полагается, пребывают в состоянии готовности номер один защищающие нас войска — фагоциты. Они различны по размерам и форме; одни из них подвижны и могут передвигаться в жидкостях и тканях, проходить сквозь стенки сосудов, как сказочные джинны; другие прикреплены к одному месту, воюют насмерть. Величина одних — 5-8 микрон, других — 15-20. Всех их объединяет общее свойство, они фагоцитируют: пожирают, захватывая и переваривая инородные частицы и, что самое главное, бактерий.

Итак, фагоциты делятся на две большие группы — свободные и фиксированные, то есть на блуждающие и стоящие на одном месте. К свободным относятся белые кровяные шарики — лейкоциты и некоторые клетки соединительной ткани, устремляющиеся при тревоге по направлению к чужеродному раздражителю. Эти соединительно-тканные клетки получили название "макрофаги", что значит "большие фагоциты".

Однако не все макрофаги способны блуждать. Во всех органах есть неподвижные, фиксированные фагоциты. Особенно много их в селезенке, печени, лимфатических узлах, костном мозге, в стенках сосудов. Клетки первой группы сами нападают на проникшего врага. Вторые ждут, когда враг проплывет мимо в токе крови или лимфы. Они стоят в засаде, как богатырская застава на пути "идолища поганого".

И стоят они на дорогах, которые не может миновать все, попадающее в кровь. Введите в кровь животному несколько десятков или сотен миллионов микробных тел, через несколько часов там не окажется ни одного. Все они будут захвачены фагоцитами печени, селезенки и других органов. Если ввести бактерии под кожу, можно наблюдать, как огромное число лейкоцитов крови и подвижных макрофагов из соседних тканей двинется к очагу инфекции, окружит его и вступит в борьбу. Аналогия с войсками довольно полная. Но важно, что иммунные войска ведут войну только оборонительного характера, только на своей территории.

В иммунологическом войске есть особые клетки — плазматические. Они-то и являются главной фабрикой оружия — фабрикой антител. Их немного. Но когда микробы попадают в кровь и ткани организма, их число быстро растет. Возникают плазматические клетки из своих предшественников, лимфоцитов, которым будут посвящены десятки страниц этой книги.

Антитела обладают удивительным свойством соединяться с тем микробом, в ответ на который были созданы, и ни с каким другим. Если заразить кролика возбудителем человеческой холеры, животное не погибнет, для него этот микроб не смертелен. Через несколько дней в крови у кролика появятся молекулы сывороточного белка, способные соединяться с холерным вибрионом. Это антитела.

Соединение антител с микробом можно увидеть. Взять у кроликов кровь и, когда она свернется, отсосать пипеткой сыворотку. Добавить к ней возбудителей холеры. Антитела присоединятся к вибрионам и склеют их. Хлопья склеенных микробов осядут на дно пробирки, а потом растворятся под влиянием присоединившихся к ним антител. Все это можно увидеть и невооруженным глазом: мутная ранее микробная взвесь становится прозрачной. Каких бы других микробов мы ни взяли, антитела на них действовать не будут. Микробы не склеются и не растворятся.

Если кролику в кровь, под кожу или внутримышечно, ввести токсин дифтерийной палочки, в сыворотке появятся дифтерийные антитоксины. Добавление такой сыворотки к токсину возбудителя дифтерии уничтожит его ядовитые свойства. Это подействуют появившиеся в крови кролика антитела против дифтерийного токсина. И только против дифтерийного. В этом специфика иммунитета. Против каждого агрессора — свое оружие.

В крови каждого животного и человека "плавают" десятки тысяч антител против самых разнообразных чужеродных агентов, которые проникали или собираются проникнуть в организм. Около одного процента массы крови приходится на антитела. Это значит 10 20белковых молекул! 10 20единиц оружия. Цифра астрономическая.

Расшифровать устройство молекулы антител удалось благодаря работам двух исследователей — Роднея Портера в Оксфорде и Джеральда Эдельмана в Нью-Йорке. Первые результаты были опубликованы в 1959 году. К 1965 году в общих чертах структура молекулы была расшифрована. К 1970 иммунологи знали не только план строения, но и последовательность укладки "кирпичей" (аминокислот, из которых построена любая белковая молекула). В 1972 году Портер и Эдельман были удостоены Нобелевской премии.

Примерный ход событий таков. В 1958 году Портер выделил из крови белок антител. Этот белок носит название иммуноглобулина. Исследователь обработал чистый иммуноглобулин папаином. Этот растительный фермент разрушает белки. Он способен "разрезать" белковые молекулы поперек.

В это же самое время на другом берегу Атлантического океана, как говорят в науке, "одновременно и независимо" Эдельман обработал выделенные из крови молекулы иммуноглобулинов 6-меркаптоэтанолом. Этот химический реагент обладает способностью "разрезать" молекулы белков вдоль. (Папаин пилит белковые стволы на дрова, а 6-меркаптоэтанол на доски.)

Здесь следует немного отвлечься от антител, чтобы вспомнить, как устроены белки, что лежит в их основе.

Основой строения всех белков служат пептидные цепи. Белок может быть составлен из нескольких цепей, расположенных последовательно или параллельно друг другу. Каждая цепь, как из звеньев, образована из аминокислот. Вот, например, кусочек пептидной цепи инсулина — одного из хорошо изученных белков, при недостатке которого развивается тяжелая болезнь диабет: цистеин — аланин — серии — валин — цистеин. Полипептидные цепи, составленные из разных сочетаний 20 аминокислот, образуют все многообразие белков на нашей планете.