header logo ru2

Как действует иммунная система?

 
 
immunsystemГоворя об «иммунной системе», мы имеем ввиду удивительно сложную совокупность органов, клеток и молекул, которые защищают нас от инфекций и болезней.

Когда иммунная система функционирует должным образом, она распознает аномальные клетки и вредителей (инфекционные организмы, которые могут вызвать заболевание), и разрушает их. Вредители включают в себя все микроорганизмы, которые могут вызвать инфекцию, например, бактерии, вирусы или паразитов. Иммунная система человека также эволюционировала с тем, чтобы распознавать и уничтожать раковые клетки.

В этом разделе вы узнаете, как действует иммунная система, как она борется с раком, и что вы можете сделать для того, чтобы ваша иммунная система оставалась здоровой.

 

Вопрос 1 Что такое иммунная система?

«Клетки» являются основными строительными блоками всех животных, растений и микроорганизмов (бактерии, грибы и пр.). Каждый орган в нашем организме состоит из клеток: тех, которые определяют этот орган (например, нервные клетки в головном мозге, мышечные клетки в сердце), и тех, которые поддерживают работу органа, таких как кровеносные сосуды и клетки иммунной системы. Иммунная система защищает нас от инфекции, контролирует рост аномальных клеток и помогает восстановить и исправить повреждение, которое происходит в организме.

Наша иммунная система представляет собой сложную сеть органов, клеток и молекулНаша иммунная система состоит из физических барьеров и нескольких типов иммунных клеток и органов. Физические барьеры (например, маслянистый слой на поверхности кожи, слизистая оболочка носа, легких, кишечника и желудочный сок) являются основной частью иммунной системы, препятствующей попаданию вредителей в организм.

Клетки, которые участвуют в работе иммунной системы, в основном, вырабатываются костным мозгом. Костный мозг – это мягкая губчатая ткань, которая находится внутри крупных костей. Он действует как фабрика, в которой «стволовые» клетки вырабатывают постоянный запас клеток крови; красные кровяные клетки служат для переноса кислорода, тромбоциты чинят протекающие кровеносные сосуды и белые кровяные клетки. Белые кровяные клетки (или иммунные клетки) борются с инфекцией, обнаруживают и ликвидируют аномальные клетки в организме. Существует много различных типов белых кровяных клеток иммунной системы, которые эволюционировали для выполнения различных заданий. Например, некоторые белые кровяные иммунные клетки прекрасно приспособлены для борьбы с бактериальными инфекциями (такими как нейтрофилы), тогда как другие иммунные клетки лучше подходят для борьбы с такими паразитами, как глисты (напр., эозинофилы). В ответе на вопрос 2 приведена более подробная информация о роли этих клеток.

Иммунные клетки циркулируют не только по всему организму через систему кровотока, но и по второй сети сосудов под названием «лимфатическая система». Лимфатическая система представляет собой набор трубок гораздо меньшего диаметра, но она проходит вдоль тех же транспортных магистралей, что и кровеносные сосуды. Лимфатические сосуды связаны с иммунной системой через серию лимфатических желез (или узлов) и лимфатических органов. Если считать белые кровяные иммунные клетки солдатами, то эти лимфатические узлы и органы выступают в роли армейских казарм. Лимфатические органы показаны на диаграмме: в их число входит селезенка, миндалины, лимфатические узлы, но иммунные клетки также собираются в специальных местах в различных органах (например, в пейеровых бляшках в кишечнике). В совокупности, эти местоположения составляют лимфатическую систему. Иммунные клетки постоянно циркулируют в крови, ненадолго задерживаясь в этих лимфатических органах, где они могут обмениваться информацией об инфекциях и аномальных клетках с тем, чтобы подготовиться к борьбе с инфекцией в следующий раз, когда встретят ее. Это — место, где клетки иммунной системы узнают о прививках (например, от дифтерии и столбняка) и причина того, почему вы испытываете ощущение «раздутых гланд» в шее, когда страдаете от простуды.

Вопрос 2 Какие клетки играют важную роль в иммунной системе?

Как клетки взаимодействуют между собой в иммунной системе?

castle webИммунная система подобна армии, защищающей замок.Иммунную систему можно представить себе в виде армии, защищающей замок от захватчиков.

Сам по себе замок является очень важной частью иммунной защиты, при этом кожа и слизистая оболочка рта, кишечника, носа и легких выступают в качестве стен этого замка.

Существует несколько типов белых кровяных клеток, которые специализируются на различных способах борьбы с инфекцией.

  • Некоторые клетки действуют как солдаты или пехота: их много, их ряды быстро развертываются с тем, чтобы встретить инфекцию первыми, но они не нацелены на определенную мишень или не контролируют иммунный ответ. Среди белых кровяных клеток, ведущих себя подобным образом, так называемые естественные киллеры, нейтрофилы и гранулоциты.
  • Сержантами иммунной системы являются такие клетки, как моноциты и макрофаги. Этих клеток меньше, но они играют важную роль при контроле иммунного ответа на линии фронта. Некоторые макрофаги превращаются в клетки, называемые дендритные клетки; они похожи на шпионов иммунной системы. Они собирают информацию об инфекции или аномальных клетках и показывают ее другим иммунным клеткам, чтобы проинформировать их об угрозе.
  • Наиболее специализированными клетками иммунной системы являются лимфоциты. Лимфоциты редко встречаются в крови, но их роль чрезвычайно важна в месте появления инфекции или раковой опухоли, где они помогают иммунной системе определить конкретную цель для уничтожения. Лимфоциты используют два различных инструмента для выявления целей; В-лимфоциты выступают в роли лучников. Они вырабатывают антитела, небольшие белки, которые дрейфуют по всему организму, и четко распознают определенный вид инфекции или аномальной клетки. Когда антитело прикрепляется к цели, оно действует как флаг и привлекает внимание других иммунных клеток, разрушающих затем аномальные клетки или бактерии. Вакцины дают указание В-лимфоцитам вырабатывать антитела против конкретного вредителя или вируса. Они, однако, настолько специфичны, что даже небольшие изменения в микроорганизме-вредителе или аномальной клетке приводят к тому, что антитело не действует в отношении них. Именно поэтому нужно получать новую прививку от гриппа каждый год: так как вирус гриппа эволюционирует и меняется, наш организм должен развиваться и менять вакцину, чтобы обеспечить свою защиту.
immune cellsРазличные типы клеток крови иммунной системы
  • Т-лимфоциты являются вторым видом лимфоцитов, который состоит из двух особых групп: командиры и спецназовцы. Т-лимфоциты не создают антитела, но вырабатывают подобный им вид белка, прикрепляющийся к внешней стороне Т-лимфоцита, который затем используется как фонарик для исследования каждой клетки, с которой соприкасается Т-лимфоцит. Некоторые Т-лимфоциты (называемые «CD4») выступают в качестве командиров иммунной системы. Они дают указания иммунной системе атаковать или отступать. Больные ВИЧ/СПИДом теряют эти Т-лимфоциты вида CD4, и поэтому вся иммунная система у них не действует. У больных ВИЧ/СПИДом развиваются различные виды рака, и, что удивительно, если мы сможем вылечить ВИЧ/СПИД с помощью противовирусных препаратов и восстановить Т-лимфоциты вида CD4, вполне возможно излечение этих больных от рака.
  • Другой вид Т-лимфоцитов (CD8) действует как спецназ: после распознания клеток-мишеней они применяют различные виды оружия для поражения цели. Именно эти Т-лимфоциты типа CD8, по-видимому, являются наиболее важными клетками для уничтожения раковых опухолей.

 

Вопрос 3 Как иммунные клетки узнают, кого атаковать: кто свой, а кто чужой?

passport please«Предъявите паспорт»Иммунная система эволюционировала в течение длительного периода времени, адаптируясь к бесконечной гонке вооружений против инфекций и аномальных клеток. В ходе этой эволюции развивались также методы распознания иммунными клетками. Более простые клетки иммунной системы автоматически распознают вторжение бактерий, но для обнаружения вирусов и раковых клеток используются наиболее специализированные клетки иммунной системы, В - и Т-лимфоциты, которые отвечают за функцию изучения и распознавания новых целей.

Это выглядит, как пограничный пропускной пункт: «Предъявите паспорт», — говорит лимфоцит. Каждый раз, когда В - или Т-иммунная клетка встречает любую другую клетку, лимфоцит запрашивает идентификационные характеристики клетки, сопоставляя белки на внешней стороне клетки. Если лимфоцит распознает клетку как «друга», то ей разрешено проходить; однако, если белки на поверхности клетки являются аномальными, лимфоцит идентифицирует клетку как «чужую». Лимфоцит, который поднимает тревогу, включает свои собственные системы атаки, также посылая сигналы о помощи в остальные части иммунной системы.

Вопрос 4 Как иммунная система учится отличать друга от врага?

Это происходит на протяжении всей жизни в ходе медленного процесса. Когда мы рождаемся, у нас не существует никакого противодействия микроорганизмам во внешнем мире; вот почему так важно проводить вакцинацию против болезней для защиты детей, обладающих очень слабой иммунной системой. В период нашего взросления мы сталкиваемся с большим количеством микроорганизмов, вирусов и других проблем, и наша иммунная система учится и приспосабливается к этому. Именно поэтому мы получаем вакцины в детстве, пока иммунная система учится, и сможет защищать нас всю жизнь от некоторых заболеваний.

immune-system learningЛимфоциты учатся тому, кто является другом, а кто — врагом.

Лимфоциты — это клетки иммунной системы, которые участвуют в процессе этого обучения. Как было упомянуто выше, лимфоциты распознают другие клетки, опрашивая белки на поверхности клеток. Другие клетки нашей иммунной системы (такие как дендритные клетки, упомянутые выше) могут научить лимфоциты тому, кто является другом, а кто врагом, удерживая частички этих белков для изучения. Лимфоциты могут запомнить эти идентификационные характеристики на всю жизнь, защищая нас от инфекций и понимая, кто является другом, а кто — врагом.

Вакцина действует именно таким образом. Вакцина, как правило, представляет собой ослабленную или мертвую форму вируса, от которой нельзя заболеть, но которая научит иммунную систему распознавать инфекцию и бороться с ней. Если вы позже будете инфицированы этим определенным вирусом, ваша иммунная система будет уже знать, как бороться с ним, и убьет вирус прежде, чем вы заболеете.

Таким же образом лимфоциты могут распознавать раковые клетки или нормальные человеческие клетки, инфицированные вирусами. В то время как эти атипичная клетка выглядит зачастую как нормальная человеческая клетка, вирус или изменения в белках, вызванные раковой опухолью, способствуют появлению небольших изменений в белках на поверхности клетки. Иммунная система настолько чувствительна, что может обнаружить эти небольшие изменения и, следовательно, распознать инфицированные или злокачественные клетки.

Вопрос 5 Как контролируется иммунная система?

Основные клетки иммунной системы выполняют простую работу: циркулируют в организме, обнаруживают вредителей и убивают их. У нейтрофила весьма простая жизнь.

handshakes

Сложные клетки иммунной системы, такие как лимфоциты, проходят сложный процесс контроля, по понятным причинам: они могут включить сигнал будильника, который приводит полномасштабный иммунный ответ в движение. После того, как лимфоциты распознают другую клетку («предъявите паспорт»), их ответ на это опознание проходит проверку путем десятка дальнейших «рукопожатий», проверяется и перепроверяется в контрольных точках. Эти контрольные точки эволюционировали с тем, чтобы обеспечить надлежащий иммунный ответ, который никогда не происходит без причины.

Эти контрольные точки представляют собой пары из белков, которые выстраиваются друг напротив друга при контакте поверхности лимфоцита с поверхностью клетки, которую он опрашивает \ [см. рисунок]. В конце этого контакта выносится решение: лимфоцит либо включает сигнал тревоги для отправки иммунного ответа и пытается убить клетку, находящуюся перед ним, либо удостоверяется, что другая клетка не опасна и пропускает ее, но, самое главное, дает «зеленый свет» в будущем всем подобным клеткам.

Некоторые из белков контрольных точек очень важны при лечении рака (CTLA4, PD1 и PD-L1), а остальные в настоящее время интенсивно исследуется с тем, чтобы найти способ сделать их мишенями лимфоцитов и помочь больным раком.

Вопрос 6 Что происходит, когда иммунная система становится гипоактивной?

Чтобы функционировать должным образом, иммунная система должна отличать «хорошие» клетки (здоровые клетки) от «плохих» клеток (вредителей, клеток, инфицированных вирусами или раковых клеток). Если иммунная система ослаблена, она не сможет распознать или не сможет эффективно бороться с «плохими» клетками. Это означает, что вы, с большей вероятностью, заразитесь инфекцией или заболеете раком. Примеры ситуаций, когда иммунная система малоактивна, включают больных ВИЧ/СПИДом, людей, принимающих иммунноподавляющие препараты при пересадке органов (например, пересадке почки) или принимающих долгосрочные стероиды для лечения таких заболеваний, как хронический бронхит.

Вопрос 7 Что произойдет, если иммунная система станет гиперактивной?

Если иммунная система становится неконтролируемой, но гиперактивной, она может начать принимать нормальные клетки человека за «плохие» клетки и нападать на здоровые клетки. Это может вызвать целый ряд проблем, в зависимости от того, какую часть организма иммунная система начинает неправильно атаковать. Например, если иммунная система распознает клетки кожи, то может развиться дерматит (воспаление кожи). Если клетки в кишечнике становятся мишенью, тогда может возникнуть язвенный колит или болезнь Крона (формы воспалительного заболевания кишечника).

Аллергические реакции также могут быть вызваны гиперактивной иммунной системой, но в данном случае иммунная система неадекватно признает внешнее безвредное вещество (например, пыльцу, арахис и клейковину) вредным и активирует ложный иммунный ответ.

Вопрос 8 Каким образом иммунная система сражается с раком?

У нее это хорошо получается. Как правило, мы не обращаем вниманиея на то, насколько хорошо иммунная система защищает нас от рака. Лимфоциты распознают клетки по небольшим фрагментам белка на их поверхности («предъявите паспорт»). Раковые клетки, практически, идентичны нормальным клеткам человека, но имеют белки на своей поверхности, немного отличающиеся от тех, которые присутствуют на здоровых клетках. Этого достаточно, как правило, для того, чтобы лимфоцит распознал пораженную клетку и вызвал иммунный ответ, который позволяет иммунной системе уничтожить растущие раковые клетки. Это — очень эффективный процесс: иммунная система находит и уничтожает практически все виды рака по мере их развития. Эффективность иммунной системы при выполнении этого надзора и контроля развития раковых опухолей, к сожалению, хорошо видна у людей, страдающих иммунодефицитом (см. выше).

Вопрос 9 Каким образом рак избегает идентификации иммунной системой?

Зная, что иммунная система уничтожает практически все виды раковых опухолей в процессе их развития, становится понятно, что каждая раковая опухоль, достаточно большая для обнаружения на снимках или по симптомам, каким-то образом избежала идентификации иммунной системой в какой-то момент своего развития. Существует много различных способов, с помощью которых раковые клетки избегают идентификации иммунной системой; поскольку иммунная система развивается и учится, таким же образом поступает и каждая раковая опухоль.

Один из способов, которым раковые клетки могут блокировать действие иммунной системы, заключается в использовании некоторых белков контрольных точек для выключения ответа клеток иммунной системы. Например, раковые клетки могут отображать один из белков контрольных точек под названием PD-L1 на своей поверхности. PD-L1, в большинстве случаев, используется нормальными клетками, чтобы сигнализировать, что они здоровы и не должны быть уничтожены иммунной системой. В этом случае, раковые клетки используют естественную маскировку, чтобы обмануть иммунную систему, которая посчитает их нормальными клетками.

Вопрос 10 Что делать для укрепления иммунной системы?

Хотя существует много продуктов, диет, универсальных патентованных средств, добавок, практик, методов и народных средств, про которые говорят, что они «послужат мощным толчком для укрепления иммунной системы», на самом деле почти нет доказательств их эффективности.

Boost your immune system

Тем не менее, доказано, что ведение здорового образа жизни лучше всего способствует надлежащему функционированию иммунной системы. Следовательно, вы должны:

  • придерживаться сбалансированной диеты, которая включает много фруктов, овощей и цельнозерновых продуктов и продуктов с низким содержанием насыщенных жиров;
  • регулярно выполнять физические упражнения;
  • поддерживать нормальный вес;
  • хорошо высыпаться;
  • употреблять алкоголь умеренно;
  • не курить, так как курение быстро отключает иммунную систему.
Стресс также может вызвать склонность к болезни, поэтому важно заботиться также и о своем психическом и эмоциональном здоровье.

Дополнительные ресурсы находятся здесь:
http://www.health.harvard.edu/staying-healthy/how-to-boost-your-immune-system