Врождённый иммунитет
Первая линия обороны — быстрая, но неспецифическая.
Что такое врождённый иммунитет
Врождённый иммунитет — это защита, с которой человек рождается и которая готова к работе с первой секунды жизни. Её называют «врождённой», потому что она не требует предварительного знакомства с врагом: механизмы защиты уже встроены в тело и действуют против любого чужака сразу. Это первая линия обороны организма (об общем устройстве защиты — в разделе Иммунная система).
У врождённого иммунитета две определяющие черты:
- Быстрота. Он реагирует за минуты и часы — в отличие от приобретённого иммунитета, которому нужны дни, чтобы развернуться. Пока точная защита готовится, врождённая уже сдерживает натиск.
- Неспецифичность. Он реагирует одинаково на любого чужака, не разбирая, какой именно микроб перед ним. Он узнаёт не конкретного врага, а общие «признаки чужого» — молекулы, которых у клеток тела не бывает, но которые есть у бактерий, вирусов и грибков.
Есть и третья особенность, обратная сторона быстроты: врождённый иммунитет не запоминает врага. При повторной встрече он отвечает ровно так же, как в первый раз, — без всякого «опыта». Память — прерогатива приобретённого иммунитета.
Барьеры: не пустить внутрь
Самая первая часть врождённого иммунитета — вовсе не клетки, а преграды, задача которых не пустить чужака в тело вообще. Пока барьер цел, до схватки с микробами дело часто и не доходит.
Кожа — плотный, почти непроницаемый покров (о ней — в разделе Барьерная функция). Слизистые оболочки дыхательных путей, кишечника и других полостей выделяют липкую слизь, которая захватывает микробы, а реснички и потоки жидкости (слюна, слёзы, кашель) вымывают их наружу.
Кислая среда желудка убивает большинство проглоченных микробов. Кислая среда кожи и её жиры мешают бактериям размножаться. Ферменты слюны и слёз (например, лизоцим) разрушают стенки бактерий, а слизь содержит защитные вещества.
К барьерной защите примыкает и собственная микрофлора — полезные бактерии, живущие на коже и слизистых (например, микробиом кишечника). Они занимают место и ресурсы, не оставляя их болезнетворным микробам, — это называют колонизационной устойчивостью.
Как распознаётся «чужое»
Если микроб всё же прорвался через барьер, его нужно опознать. Врождённый иммунитет делает это не так, как приобретённый: он не ищет конкретного врага, а реагирует на общие признаки чужого — молекулярные «штрих-коды», характерные для целых классов микробов, но отсутствующие у клеток человека. Например, определённые компоненты бактериальной стенки или особенности вирусных нуклеиновых кислот.
Эти признаки улавливают специальные рецепторы-датчики на иммунных клетках (самые известные — толл-подобные рецепторы). Сработал датчик — клетка мгновенно понимает: «рядом чужой» — и запускает защиту. Такой подход экономен: вместо миллионов индивидуальных «примет» тело держит небольшой набор датчиков на типовые признаки любой инфекции.
Клетки врождённого иммунитета
Опознав врага, в бой вступают клетки — «пехота» иммунной защиты. Большинство из них умеют фагоцитоз (от греч. «пожирание клеткой») — захватывают и переваривают микробов внутри себя. Полная карта клеток — в статье Клетки иммунитета; здесь — главные участники быстрой защиты.
Самые многочисленные лейкоциты (белые клетки крови). Первыми массово прибывают в очаг заражения и пожирают бактерии. Живут недолго — часы-дни; погибшие нейтрофилы вместе с остатками микробов образуют гной. Это «пехота», 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. Кроме того, макрофаг подаёт сигнал тревоги и «показывает» кусочки врага клеткам приобретённого иммунитета — то есть связывает две линии защиты.
Клетки-«разведчики» с длинными отростками. Захватив врага, они спешат в лимфоузлы и предъявляют его фрагменты лимфоцитам — запуская точную защиту. Это главный «мостик» между врождённым и приобретённым иммунитетом.
NK-клетки (от англ. natural killer — «естественный убийца») — «снайперы» врождённого иммунитета. Они не фагоцитируют, а убивают свои же клетки, если те заражены вирусом или переродились в опухолевые: распознают, что клетка «неправильная», и заставляют её погибнуть.
Воспаление: сбор войск в очаге
Когда датчики сработали и клетки вступили в бой, разворачивается воспаление — ключевой механизм врождённого иммунитета. Это не болезнь, а организованный «сбор войск» в месте вторжения. Повреждённые клетки и активированные макрофаги выделяют сигнальные вещества, которые:
- расширяют сосуды в очаге — приток крови растёт (отсюда покраснение и жар);
- делают стенку сосудов проницаемой — из крови в ткань выходит жидкость (отсюда отёк) и, главное, иммунные клетки;
- привлекают лейкоциты — нейтрофилы и другие клетки «по химическому следу» находят место боя и стягиваются туда.
Отсюда четыре классических признака воспаления, знакомых каждому: покраснение, жар, отёк и боль. Все они — не поломка, а видимые следствия того, что к очагу спешно доставляются защитники. Подробно этот процесс, включая его хроническую форму, разобран в статье Воспаление.
Система комплемента: белковый «спецназ»
Кроме клеток, во врождённом иммунитете работает система комплемента — набор из примерно 30 белков, постоянно циркулирующих в крови в «спящем» состоянии. Название «комплемент» (от лат. complementum — «дополнение») историческое: эти белки открыли как «дополнение» к антителам. При встрече с микробом они срабатывают каскадом — один активирует другой, как падающие костяшки домино, — и выполняют три задачи:
- Метят микроба — облепляют его поверхность, делая «вкуснее» и заметнее для фагоцитов (это называют опсонизацией — пометкой цели для пожирания).
- Пробивают микроба — часть белков собирается в кольцо и проделывает отверстие в оболочке бактерии, и та погибает.
- Зовёт на помощь — выделяющиеся фрагменты привлекают в очаг иммунные клетки и усиливают воспаление.
Система комплемента — хороший пример того, как врождённый иммунитет действует автоматически и мгновенно, без всякого обучения.
Интерфероны: противовирусная тревога
Против вирусов у врождённого иммунитета есть особое оружие — интерфероны (от англ. interfere — «вмешиваться»). Это сигнальные белки, которые выделяет клетка, заражённая вирусом, — как крик тревоги перед гибелью. Интерфероны предупреждают соседние клетки: «рядом вирус» — и те заранее включают защиту, становясь устойчивее к заражению. Кроме того, интерфероны активируют NK-клетки. Именно с работой интерферонов частично связаны общие симптомы вирусной инфекции — ломота, слабость, повышенная температура.
Мост к приобретённому иммунитету
Врождённый иммунитет не только обороняется сам — он запускает вторую, точную линию защиты. Ключевую роль играют уже упомянутые дендритные клетки и макрофаги: поглотив врага, они несут его фрагменты в лимфоузлы и «предъявляют» их лимфоцитам. Этот процесс называют презентацией антигена (антиген — любая молекула, которую иммунитет распознаёт как мишень). По сути врождённый иммунитет говорит приобретённому: «вот с кем нужно разбираться прицельно».
Поэтому два уровня защиты неразделимы: без быстрой врождённой реакции точный приобретённый иммунитет просто не успел бы включиться и не знал бы, кого атаковать.
Что происходит при нарушениях
Сбои врождённого иммунитета проявляются либо недостаточной защитой, либо, наоборот, избыточной реакцией, которая вредит самому телу.
Если нарушены барьеры (ожоги, раны, повреждение слизистых) или мало нейтрофилов (например, после химиотерапии), микробы легко проникают и размножаются. Отсюда частые и тяжёлые инфекции даже от обычно безобидных бактерий.
Иногда врождённый иммунитет реагирует чрезмерно. Крайний пример — сепсис: при тяжёлой инфекции воспаление становится общим, охватывает весь организм и само по себе опасно для жизни. Это ситуация, требующая немедленной помощи.
Если воспаление не выключается, оно тлеет месяцами и годами, повреждая ткани. Такое «фоновое» воспаление связывают со многими хроническими болезнями. Подробнее — в статье Воспаление.
Редкая группа наследственных болезней, при которых врождённый иммунитет активируется без причины и даёт приступы воспаления и лихорадки без всякой инфекции. Показывают, что и «древняя» защита нуждается в точной регуляции.
Частые тяжёлые инфекции, необъяснимые повторяющиеся лихорадки, признаки общего воспаления требуют оценки врача. Эта статья объясняет, как устроена первая линия защиты, но не заменяет консультацию специалиста.
Связи с другими системами
- Приобретённый иммунитет: врождённая защита запускает точную и обучаемую, «предъявляя» ей врага. Подробнее — в статье Приобретённый иммунитет.
- Клетки иммунитета: нейтрофилы, макрофаги, дендритные клетки и NK-клетки подробно разобраны в статье Клетки иммунитета.
- Воспаление: главный рабочий механизм врождённого иммунитета. Подробнее — в статье Воспаление.
- Покровная и пищеварительная системы: кожа, слизистые и кислота желудка — это барьеры врождённого иммунитета. Подробнее — в разделах Покровная система и Пищеварительная система.
- Клетка: фагоцитоз — поглощение и переваривание чужаков — это клеточный механизм, основанный на работе лизосом. Подробнее — в статье Клетка.
- Кровь: все клетки-защитники и белки комплемента разносятся кровью. Подробнее — в статье Кровь.
Итак, врождённый иммунитет — это быстрая, древняя и неспецифическая защита, готовая с рождения. Она начинается с барьеров (кожа, слизистые, кислота), а если те прорваны — распознаёт «общие признаки чужого» датчиками, бросает в бой клетки-пожиратели, разворачивает воспаление, запускает белки комплемента и интерфероны. Она не помнит врагов и действует одинаково против всех, но именно она первой встречает инфекцию и «показывает» её точному приобретённому иммунитету. Быстрая, но грубая, — она держит оборону, пока готовится прицельный ответ.