Екатерина Умнякова - Как работает иммунитет [litres]

Немало для иммунологии сделал немецкий врач и химик Пауль Эрлих(1854–1915).

Он не только выдвинул идею о «волшебной пуле», которой можно прицельно поражать микробов, но и создал препарат «сальварсан» от сифилиса на основе соединений, содержащих ядовитый мышьяк. Эрлих также экспериментировал с окрашиванием иммунных клеток и выявил их популяции: ученый описал лимфоциты, эозинофилы, тучные клетки и многие другие. Кроме этих заслуг, Эрлиху принадлежит теория, согласно которой иммунитет вырабатывает специальные молекулы – «циркулирующие рецепторы», которые могут распознавать и обезвреживать патогены и яды. По сути, он впервые предположил существование антител. Сам термин «Antikörper» (нем.) – «антитело» – также принадлежит Эрлиху, хотя и прижился он в иммунологии не сразу. Также Пауль Эрлих был первым, кто ввел представление об иммунном надзоре за опухолевыми клетками и заложил основы онкоиммунологии.

Итак, эти «три кита» иммунологии – Луи Пастер, Илья Мечников и Пауль Эрлих – положили начало систематизированному учению об иммунной системе. После открытий этих ученых все больше исследователей интересовались устройством и физиологией защитной системы организма. Полученные экспериментальные данные практически сразу использовались в медицинской практике. Например, два выдающихся иммунолога – ученик Луи Пастера, французский микробиолог Пьер-Поль Эмиль Ру(1853–1933) и немецкий врач Эмиль Адольф фон Беринг(1854–1917) – параллельно разрабатывали и внедряли методы серотерапии и серопрофилактики, при которых в организм вводят сыворотку с антителами к ядам и микробам.

Эмиль Ру

Эмиль Беринг

Эмиль Ру и Эмиль Беринг также одновременно и независимо создали сыворотку против дифтерии. Немецкий врач развивал идеи Эмиля Ру, совершенствовал свою противодифтерийную сыворотку. В 1901 году Эмилю Берингу была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за работу по сывороточной терапии», а уже в 1904 году немецкий врач основал компанию в Марбурге, которая производила сыворотки против дифтерии и столбняка. Они были обогащены антителами, способными нейтрализовать дифтерийный и столбнячный токсины, повреждающие нервные клетки и вызывающие параличи.

Разумеется, это далеко не полный список крупных специалистов в области иммунологии, но именно эти исследователи стояли у истоков науки и способствовали развитию нового направления, сочетающего в себе различные методы микробиологии, биохимии, эпидемиологии и многих других дисциплин.

Все эти открытия были сделаны не без участия тысячи ученых, их близких, персонала, которые обеспечивали этот процесс. Нередко экспериментаторы жертвуют не только собственными сбережениями, репутацией, но и своим здоровьем. Довольно часто такие опыты заканчивались смертью экспериментаторов, как произошло с теми врачами, которые исследовали чуму и желтую лихорадку. Так, например, погиб австрийский врач Алоис Розенфельдв 1917 году. Он принял свое «лекарство» – смесь костного порошка и лимфатических желез больных чумой – и заперся в палате с двадцатью пациентами, которым был поставлен тот же смертельный диагноз. Спустя шесть недель Розенфельд внезапно заболел бубонной формой чумы. А доктор Джесси Уильям Ласеар(1866–1900) позволил искусать себя комарам, пившим кровь больных, для того, чтобы доказать гипотезу о переносе желтой лихорадки. Ученый настаивал, что ее распространение никак не связано с испарениями, идущими от почв, В результате Ласеар погиб, но предоставил неопровержимые свидетельства своей правоты.

До сих пор ученые иногда ставят опыты на себе. Не так давно австралийские врачи Барри Маршалл и Робин Уоррен открыли в слизистой оболочке желудка бактерию Helicobacterpylori. Этот удивительный микроорганизм способен жить в желудочной жидкости при высокой концентрации соляной кислоты. По предположениям ученых, именно этот микроб, а не стресс или острая пища, становится основной причиной гастрита и язвы желудка. Для того, чтобы это подтвердить, Барри Маршалл выпил культуру с этими живыми бактериями, и вскоре у исследователя развились все симптомы гастрита. В 2005 году Уоррен и Маршалл получили Нобелевскую премию за свои труды. Благодаря этим ученым гастрит и язву желудка лечат в том числе и с помощью антибиотиков.

Не стоит забывать, что науку развивают люди, которым ничто человеческое не чуждо. Часто ученые конфликтуют друг с другом. Один из самых ярких примеров такого рода конфликтов, которые принесли пользу иммунологии – это соперничество Луи Пастера и Роберта Коха. Они оба были выдающимися учеными, оба занимались изучением микроорганизмов, искали причины инфекционных заболеваний и придумывали способы борьбы с опасными микробами. Каждый из них боролся за первенство в этой области.

Несмотря на огромное количество данных о работе иммунной системы, ученые по многим вопросам еще не достигли консенсуса. В некоторых случаях у исследователей даже нет гипотез, почему происходят те или иные иммунные процессы. Например, науке известен механизм аутоиммунных заболеваниях, но причина возникновения многих из них до сих пор остается загадкой. Известно, что существуют клетки-памяти, но не известно, как именно они образуются, какие для этого нужны сигналы T- или B-лимфоцитам

В этой главе мы рассмотрим как представители разных царств живой природы борются с инфекционными агентами. Они действительно не обладают иммунной системой в том виде, в котором она присутствует у нас. Однако те методы защиты, которыми пользуются животные, грибы и растения довольно эффективны – они позволяют продолжать существование в среде биологических угроз. В общем, человечеству есть чему поучиться у самых разных организмов.

Бактериальные клетки – это живые организмы, которые интересны паразитическим микробам и вирусам в качестве потенциальных мест обитания. В бактериях патогены могут питаться, размножаться и распространяться при помощи инфицирования здоровых клеток.

Существуют особые вирусы, которые поражают преимущественно бактериальные клетки – бактериофаги. Предположительно эта группа вирусов – самая древняя и многочисленная. Генетическая информация бактериофагов хранится в капсиде.

Капсид прикрепляется к «хвосту» – полой трубке, состоящей из белков. Когда вирус находит бактерию, он фиксирует свое положение на оболочке с помощью трубки и растворяет мембрану лизоцимом – ферментом, который находится на «хвосте» бактериофага. После этого вирус сокращается и впрыскивает свою генетическую информацию внутрь бактериальной клетки. Таким образом происходит заражение бактерии, и она начинает воспроизводить вирусные нуклеиновые кислоты и белки. Это единственная возможность для бактериофага оставить потомство. Разумеется, вмешательство бактериофага нарушает жизненный цикл бактерий, поэтому в процессе эволюции они приобрели защиту от вирусов. На поверхности бактерий присутствуют ферменты, которые расщепляют вирусные ДНК и РНК. В тех случаях, когда патогену удается обойти защиту, в клетках запускается апоптоз – механизм «самоубийства», который препятствует дальнейшему размножению вирусов.