Клетки иммунитета
Кто есть кто в защите тела — от нейтрофилов до лимфоцитов.
Кто защищает тело
Иммунная защита держится на клетках — целом «войске» разных специалистов, у каждого из которых своя роль. В статьях о врождённом и приобретённом иммунитете эти клетки уже упоминались; здесь соберём их в единую карту — кто есть кто, откуда берётся и что делает.
Все иммунные клетки — это разновидности лейкоцитов (от греч. «белый» + «клетка»), то есть белых клеток крови. Их называют «белыми» в отличие от красных клеток (эритроцитов), переносящих кислород: в осевшей крови лейкоциты образуют беловатый слой. В отличие от эритроцитов, лейкоциты умеют покидать сосуды и работать прямо в тканях — там, где идёт бой.
Фагоциты: клетки-пожиратели
Большая группа иммунных клеток умеет фагоцитоз (от греч. «пожирание клеткой») — захватывать чужаков и остатки клеток и переваривать их внутри себя. Такие клетки называют фагоцитами. Это «пехота» и «уборщики» иммунитета, основа врождённого иммунитета.
Нейтрофилы — самые многочисленные лейкоциты (около 50–70% всех белых клеток крови). Первыми массово прибывают в очаг инфекции и пожирают бактерии. Живут недолго — часы-дни; погибшие нейтрофилы вместе с остатками микробов образуют гной. Это «пехота» переднего края, которую тело бросает в бой первой и в огромном количестве.
Макрофаг — «большой пожиратель» (от греч. «большой» + «пожирающий»). Крупная долгоживущая клетка, которая поглощает микробов, погибшие клетки и мусор, очищая ткань. В крови её предшественник называется моноцитом; выйдя в ткань, он превращается в макрофаг. Кроме того, макрофаг подаёт сигнал тревоги и связывает две линии защиты (см. ниже).
Клетки-«разведчики» с длинными отростками (их название — от греч. dendron, «дерево», из-за ветвистой формы). Они патрулируют барьерные ткани — кожу, слизистые, — захватывают врага и несут его в лимфоузлы. Главные «связные» между врождённым и приобретённым иммунитетом.
Моноциты — крупные лейкоциты, циркулирующие в крови как «резерв». По сигналу тревоги они выходят из сосудов в ткань и превращаются там в макрофагов или дендритные клетки. По сути моноцит — это «походная форма» будущего тканевого пожирателя.
Лимфоциты: клетки точной защиты
Лимфоциты — главные клетки приобретённого иммунитета. Они не бросаются на всех подряд, а действуют прицельно против конкретного врага. Название — от лимфы (тканевой жидкости, по которой они путешествуют, — о ней в статье Лимфатическая система). Три главных типа:
B-лимфоциты (буква B — от англ. bone marrow, «костный мозг», где они созревают) — «оружейники». Встретив своего врага, B-лимфоцит превращается в плазматическую клетку — «фабрику», выпускающую антитела (белки-метки против конкретного микроба). Часть B-лимфоцитов становится клетками памяти.
T-лимфоциты (буква T — от тимуса, где они дозревают и проходят отбор) работают «врукопашную», с клетками. Делятся на T-хелперов («командиров», управляющих ответом) и T-киллеров («снайперов», уничтожающих заражённые и опухолевые клетки). Подробнее — в статье Приобретённый иммунитет.
NK-клетки (от англ. natural killer — «естественный убийца») — особый тип лимфоцитов, но работающий по-врождённому, без предварительного обучения. Они убивают заражённые вирусом и опухолевые клетки, распознавая, что клетка «неправильная». Стоят как бы на стыке двух линий защиты.
Клетки памяти — не отдельный вид, а долгоживущие B- и T-лимфоциты, сохранившиеся после перенесённой инфекции. Они годами «помнят» врага и обеспечивают мгновенный ответ при повторной встрече. На них основана вакцинация.
Гранулоциты: клетки с «гранатами»
Отдельно стоит назвать гранулоциты — лейкоциты, внутри которых видны гранулы (мельчайшие пузырьки с активными веществами). При активации клетка выбрасывает содержимое гранул — как «химические гранаты» против врага. Нейтрофилы (см. выше) — тоже гранулоциты, но два других вида заслуживают упоминания:
Эозинофилы специализируются на борьбе с крупными паразитами (например, гельминтами — глистами), которых нельзя проглотить целиком: клетки окружают паразита и выбрасывают на него содержимое гранул. Также участвуют в аллергических реакциях. Их название — от красителя эозина, которым они хорошо окрашиваются под микроскопом.
Базофилы (в крови) и родственные им тучные клетки (в тканях) хранят в гранулах гистамин — вещество, запускающее воспаление и расширение сосудов. Именно их выброс даёт симптомы аллергии: отёк, зуд, покраснение. Это «сигнальщики» аллергических и воспалительных реакций.
Как клетки общаются: цитокины
Иммунные клетки не действуют вслепую — они постоянно «переговариваются» с помощью химических сигналов. Эти сигнальные молекулы называют цитокинами (от греч. «клетка» + «движение»). Цитокин — это как «химическое сообщение»: одна клетка выделяет его, другая, у которой есть подходящий рецептор, получает и меняет своё поведение.
Цитокины управляют почти всем в иммунном ответе: призывают клетки в очаг, запускают и останавливают воспаление, командуют делением и созреванием. Частный, знакомый многим случай — интерфероны (противовирусные цитокины). Именно избыточный, неуправляемый выброс цитокинов («цитокиновый шторм») лежит в основе самых тяжёлых воспалительных реакций.
Презентация антигена: связь двух линий
Ключевой момент, объединяющий всю иммунную систему, — презентация антигена. Фагоцит (чаще всего дендритная клетка), переварив микроба, выставляет его фрагменты на своей поверхности — на особых молекулах-«подставках». Затем несёт этот «трофей» в лимфоузел и предъявляет T-лимфоцитам: «вот с кем нужно разбираться». (Антиген — любая молекула, которую иммунитет распознаёт как мишень.)
Так клетки врождённого иммунитета запускают приобретённый. Клетки, способные к этому, называют антигенпрезентирующими — это прежде всего дендритные клетки, а также макрофаги и B-лимфоциты. Именно презентация антигена превращает разрозненные клетки в единую систему защиты.
Что происходит при нарушениях
Поскольку каждая иммунная клетка выполняет свою задачу, по их количеству и состоянию можно судить о многом — недаром общий анализ крови с подсчётом лейкоцитов — одно из самых частых исследований.
Рост числа лейкоцитов (лейкоцитоз) обычно говорит об инфекции или воспалении — тело нарастило «войско». Падение (лейкопения) — наоборот, об ослаблении защиты (например, после химиотерапии). По тому, какие именно клетки изменились, врач судит о характере проблемы.
Нехватка нейтрофилов (нейтропения) резко повышает риск тяжёлых бактериальных инфекций — ведь именно они первыми встречают бактерии. Частое осложнение химиотерапии, при котором нужна особая осторожность.
Повышение эозинофилов (эозинофилия) — характерный признак паразитарных инфекций и аллергических болезней (астмы, аллергии). Организм наращивает именно тех бойцов, что нужны против паразитов и в аллергической реакции.
Иммунные клетки, как и любые другие, могут переродиться в опухолевые. Лейкозы (рак крови) и лимфомы (опухоли лимфоузлов) — это злокачественное размножение незрелых или изменённых лейкоцитов, вытесняющих нормальные клетки.
Изменения в анализе крови сами по себе ещё не диагноз — их трактует врач в совокупности с картиной болезни. Стойкие отклонения числа лейкоцитов, увеличение лимфоузлов, необъяснимые повторяющиеся инфекции требуют оценки специалиста. Эта статья объясняет роли иммунных клеток, но не заменяет консультацию врача.
Связи с другими системами
- Кровь: все иммунные клетки — это лейкоциты, одна из главных составляющих крови наряду с эритроцитами и тромбоцитами. Подробнее — в статье Кровь.
- Костный мозг: здесь из единой кроветворной стволовой клетки рождаются все иммунные клетки. Подробнее — в статье Костный мозг.
- Врождённый и приобретённый иммунитет: фагоциты и NK-клетки — основа врождённой защиты, лимфоциты — приобретённой. Подробнее — в статьях Врождённый иммунитет и Приобретённый иммунитет.
- Клетка: фагоцитоз опирается на работу лизосом, а презентация антигена — на мембранные белки. Эти клеточные механизмы разобраны в статье Клетка.
- Тимус и лимфоузлы: тимус — «школа» T-лимфоцитов, лимфоузлы — «места встречи» клеток. Подробнее — в статьях Тимус и Лимфоузлы.
Итак, клетки иммунитета — это большое «войско» специалистов, выросшее из единой кроветворной стволовой клетки. Фагоциты (нейтрофилы, макрофаги, дендритные клетки, моноциты) пожирают чужаков и держат врождённую оборону; лимфоциты (B, T и клетки памяти) обеспечивают точную приобретённую защиту; гранулоциты (эозинофилы, базофилы) отвечают за паразитов и аллергию; NK-клетки уничтожают заражённые клетки. Все они общаются цитокинами, а через презентацию антигена врождённая защита запускает приобретённую. Именно слаженная работа этих клеток и есть иммунитет в действии.