Шрифт
Source Sans Pro
Размер шрифта
18
Цвет фона
Часть 1. Иммунная система в течение жизни
1. Где находится иммунная система?
Болезнетворные микроорганизмы, к которым относятся вирусы, бактерии, грибы и паразиты, невидимы человеческому глазу. Но каждый из нас точно знает, что они существуют практически везде: на игрушках, в песочнице, на дверной ручке, компьютерной клавиатуре, на купюрах и монетах, на продуктах питания, которые мы покупаем на рынке или в супермаркете, на руках людей, с которыми мы контактируем, и на наших собственных ладонях. Они подкарауливают нас везде, только и ждут того, как бы поселиться в нашем организме, тем самым нарушив его функционирование.
Иногда мы размышляем над тем, как же все-таки они выглядят, эти мелкие противные причины наших болезней. Для большинства людей подобный вопрос находится где-то в плоскости научной фантастики. Ученые же с огромной радостью докапываются до самой сути.
Несколько лет назад машинисты метрополитена в Нью-Йорке, Йоханнесбурге, Париже, Москве, Токио, Сиднее и сотрудники недавно запущенного берлинского метро могли наблюдать странное явление. Молодые ученые роились, как пчелы, с ватными палочками и ловили невидимых обитателей нашей планеты, наших сожителей, которые живут в нас, на нас, над нами и под нами. Инициатором такого флешмоба стал нью-йоркский биоинформатик Кристофер Мэйсон из Корнеллского университета (Cornell University). Однажды он забирал свою дочь из детского сада и увидел, как она облизывает игрушку. Как у любого другого родителя, у него уже вертелось на языке: «Не суй в рот грязные предметы, а то заболеешь». Но ученый осекся, задавшись вопросом, с какими именно возбудителями контактирует его ребенок. В 2013 году Мэйсон и его коллеги начали работу по исследованию скрытых микроорганизмов в нью-йоркском метро. Позже к ним присоединились коллеги в других штатах и других странах. Ватными палочками они собирали содержимое поверхностей сидений, терминалов по продаже билетов, поручней в вагонах метро. Так ученые получали образцы клеток и их остатков, которые скапливались на поверхностях различных предметов. Затем из полученного материала выделили фрагменты ДНК, и миллионы кусков с помощью компьютерной программы собрали в единую картину. Таким образом была определена структура генетического материала полученных клеток и их видовая принадлежность.
Генетическое картирование микробов, обитавших на станциях нью-йоркского метро, было завершено.
Тот, кто однажды увидит эту карту целиком, будет потрясен от осознания того, что на ней представлен параллельный мир. Ученые смогли определить 637 различных видов микробов. Половиной из них оказались бактерии, перемешанные с фрагментами ДНК людей, грызунов, грибов и вирусов. Некоторые бактерии были болезнетворными. Мэйсон и его команда обнаружили возбудителей сибирской язвы, чумы, но большинство микроорганизмов все же не представляли опасности для человека, а некоторые оказались даже полезными. После того как работа в метро Нью-Йорка была успешно завершена, был дан старт аналогичному проекту в Берлинском метрополитене, который планируется завершить к 2020 году.
И тогда мы узнаем гораздо больше о том, какие существуют микробы, где они обитают, откуда появляются, как размножаются, какие их разновидности и в каком количестве способны вызывать вспышки инфекционных заболеваний.
ВАТНЫМИ ПАЛОЧКАМИ УЧЕНЫЕ СОБРАЛИ СОДЕРЖИМОЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ СИДЕНИЙ, ТЕРМИНАЛОВ ПО ПРОДАЖЕ БИЛЕТОВ, ПОРУЧНЕЙ В ВАГОНАХ МЕТРО, ЧТОБЫ УСТАНОВИТЬ, С КАКИМИ ВОЗБУДИТЕЛЯМИ МЫ СТАЛКИВАЕМСЯ КАЖДЫЙ ДЕНЬ.
Метагеномика – это область науки, которая проливает свет на параллельную вселенную и ее обитателей, скрытых от человеческого глаза, но живущих повсюду рядом с нами. Метагеномика – предмет жарких дискуссий в будущем. Каждый день мы оставляем множество персональных данных в Сети, которые многое могут рассказать о наших интересах и пристрастиях. Точно так же малюсенькие существа, которые мы оставляем на различных поверхностях в метрополитене и не только, способны поведать многое о нас: кто мы такие, возбудители каких заболеваний нас поджидают. Возможно, однажды мы поймем, как можно обезопасить себя от них и даже их победить. Но на сегодняшний день этот проект лишь в очередной раз напоминает нам, что мы живем не одни на этой планете, и развенчивает миф о нашей самостоятельности и независимости.
Хорошие микробы помогают нам выживать, плохие осложняют нашу жизнь тем, что вселяются в нас и вызывают развитие различных заболеваний. Нам никак не избежать контакта с ними. Если мы не попадем под машину, не станем жертвой авиакатастрофы или нас не затопчет лошадь, то с высокой долей вероятности можно утверждать, что умрем мы (хотелось бы верить, что произойдет это не слишком скоро) от инфекции. А пока этого не случилось, нам не остается ничего, кроме как всецело и полностью довериться нашей иммунной системе, чего она вполне заслуживает. Ей действительно приходится нелегко, поскольку она вынуждена день за днем охранять нас.
Предполагается, что мы не будем усложнять ей жизнь круглосуточным сидением перед телевизором без малейшего движения, курением, частыми вечеринками с распитием алкоголя, вредной и жирной едой, постоянными стрессами. Если мы ее побережем и обеспечим ей немного покоя, то тем самым значительно облегчим ей работу.
ВНЕШНЯЯ ЧАСТЬ НАШЕГО ТЕЛА – «МЕРТВЫЙ ЧЕХОЛ», ОРОГОВЕВШИЕ ЧЕШУЙКИ КОЖИ. КОЖА ХОРОШО ЗАЩИЩАЕТ, Т. К. ВНУТРЬ ВРЕДНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ МОГУТ ПРОБРАТЬСЯ ТОЛЬКО ЧЕРЕЗ ЖИВЫЕ КЛЕТКИ.
Наша иммунная система очень умная и очень хорошо нас знает. Она прекрасно осведомлена, откуда в прошлом исходила опасность и как удалось этой опасности противостоять. Она приспосабливается к нам, постоянно изучает что-то новое и в любой экстренной ситуации моментально готова прийти на помощь. Кроме всего прочего, наша иммунная система очень скромная. В отличие от сердца, желудка, легких, печени, почек и других органов, которые сразу начинают подавать сигналы, если дела у них обстоят не очень хорошо, иммунная система ведет себя тихо, лишний раз не докучая нам. И пока она функционирует бесперебойно, мы даже не задумываемся о ее существовании. Мы знаем ее имя, но большинство людей не имеет ни малейшего представления о том, как она выглядит и где находится. Большинство из нас полагает, что в организме просто что-то где-то есть, и это что-то своевременно отражает угрозы и атаки болезнетворных микроорганизмов. Собственно, на деле все так и происходит. Иммунная система существует и моментально вступает в бой, если возникает угрожающая жизни ситуация.
Она не защитит нас от злой собаки или карманного вора. В этом случае более эффективными окажутся ловкая нога или сильная рука. Если мы вступаем в контакт с химическими отравляющими веществами, то роль первой скрипки берет на себя печень. При врожденных заболеваниях действенными зачастую бывают только медикаментозная терапия и лечебная гимнастика, эрготерапия. При избыточной влажности, жаре, холоде, давлении и ударах защиту обеспечивает кожа, состоящая из нескольких слоев, которые выполняют разные функции. Самый верхний слой кожи представляет собой мертвые роговые чешуйки, которые постоянно слущиваются с поверхности. Этот своего рода мертвый чехол является форпостом нашей иммунной системы. Если бактерия, грибок или вирус оседают на поверхность такого мертвого чехла, то опасности организму они никакой не представляют. Согласитесь, ведь на кончиках пальцев не развивается воспаление, если мы касаемся ими грязной клавиатуры компьютера. Мы также не заболеем, если нам придется сесть на грязное сиденье унитаза. Ведь кроме рогового слоя и защитных бактерий, обитающих на поверхности кожи, у нас есть еще защитники – собственные антибиотики, вырабатываемые нашим организмом. При контакте с бактериями, грибами, токсинами и вирусами они начинают моментально синтезироваться. Особенно эффективны они в отношении кишечной палочки, эшерихии коли, которая может быть очень опасной для человека.
Для того чтобы возбудителю удалось нас сразить, сначала он должен прорваться через кожный барьер и попасть внутрь нашего организма. Произойти это может только на участках, где расположены живые клетки кожного покрова. Например, на месте ранки, или пореза, или иного механического повреждения кожи. Потертости, опрелости, воздействие на кожу высокими температурами или контакт с кислой средой – все это делает нашу кожу очень уязвимой. Также заражение возможно в результате попадания возбудителя на участки, покрытые слизистой оболочкой. Сама по себе слизь защищает чувствительные слизистые оболочки, но не всегда это происходит эффективно. Например, в женский организм болезнетворный агент может проникнуть через влагалище. Оттуда он легко передвигается куда угодно. Например, может обосноваться в мочевом пузыре, вызывая его воспаление. Самый легкий путь проникновения в наш организм – через слизистую оболочку глаза, носа и ротовой полости. Достаточно, чтобы утром в автобусе на нас кто-нибудь пару раз чихнул от души, и миллионы болезнетворных микроорганизмов, попав на слизистую глаза и носа, устремляются внутрь нашего организма. И тогда за работу принимается наша иммунная система. Кажется, что все работает очень просто. Но на деле куда сложнее.
Сначала нашей защитной системе предстоит распознать, с кем она имеет дело: с бактерией, вирусом, грибком, паразитом, простейшими или клетками собственного организма, которые пытаются ввести в заблуждение. Против каждого нападения у иммунной системы есть свой механизм защитной реакции.
Чтобы понять, насколько это сложно, представьте, как команда ученых в своей лаборатории годами работает над созданием прививки или лекарства против одного конкретного заболевания.
ПРЕЖДЕ ЧЕМ НАС ЗАЩИЩАТЬ, ИММУННОЙ СИСТЕМЕ НУЖНО РАСПОЗНАТЬ, С КЕМ ОНА ИМЕЕТ ДЕЛО: С БАКТЕРИЕЙ, ВИРУСОМ, ГРИБКОМ, ПАРАЗИТОМ, ПРОСТЕЙШИМИ ИЛИ КЛЕТКАМИ СОБСТВЕННОГО ОРГАНИЗМА, КОТОРЫЕ ПЫТАЮТСЯ ВВЕСТИ В ЗАБЛУЖДЕНИЕ.
Наша иммунная система, в отличие от группы ученых, всю работу делает в одиночку. Иногда и в ее работе случаются сбои, в результате которых она начинает реагировать неправильно. При избыточном реагировании у человека развивается аллергия. Если же иммунная система начинает атаковать собственный организм, развивается аутоиммунное заболевание. Иногда иммунный ответ бывает недостаточным. При слабом иммунном ответе мы можем подцепить что-то легкое, типа насморка, или что-то пострашнее, например, воспаление оболочек головного мозга, а можем даже заболеть раком. Случается и такое, что наша иммунная система мечется в нерешительности, не понимая, как ей поступить с незнакомым болезнетворным агентом: в этом случае мы тоже заболеваем. Иногда иммунная система вступает в контакт с особенно агрессивным болезнетворным агентом и ей не удается быстро распознать его и выработать правильную стратегию защиты. Из такой ситуации нам также вряд ли удастся выйти здоровыми самостоятельно, скорее всего, придется обратиться за медицинской помощью. Но с учетом того объема задач, которые наш иммунитет вынужден решать каждый день, количество допущенных ошибок носит обозримый характер. Даже если случается, что поначалу защитная система не понимает, как держать удар, то в большинстве случаев через какое-то время она начинает понимать, как это сделать и что лучше предпринять, чтобы сохранить нас здоровыми, и запускает в работу защитный механизм. Как правило, после пережитого однажды опыта приобретенный навык сохраняется. При повторном контакте с тем же самым вредоносным агентом иммунная система реагирует молниеносно, поражает его будто выстрелом из пистолета.
Если коротко, то наша иммунная система гениальна. Но на разработку имеющихся у нее механизмов ей понадобилось несколько миллионов лет. При этом она и сейчас не стоит на месте, постоянно совершенствуется и становится более зрелой.
