Советская микробиология: на страже здоровья народа. История советской микробиологической науки в биографиях некоторых её представителей - читать онлайн

Народное здравие есть высший закон.

Н.Ф. Гамалея

За последние десятилетия советская

микробиология достигла небывалого расцвета.

Какую бы отрасль микробиологии мы ни взяли

(общую, техническую, сельскохозяйственную, меди-

цинскую), всюду отмечаются значительные успехи.

[…]

Достигнутые советской микробиологией успехи

являются ярким доказательством того, что наши

микробиологи будут и впредь развивать передовую

советскую науку.

Н.Л. Утевский

«Микробиология» (1965г.)

ОТ АВТОРА

Книга эта предназначена для массового читателя. Вряд ли что-то почерпнёт в ней учёный-микробиолог, учёный-биолог или даже простой врач (если он, конечно, как следует учился на медицинском факультете). Хотя, впрочем, некоторые исторические нюансы, моменты биографий учёных, о которых будет здесь рассказано, окажутся интересны и профессионалам, их не знавшим или попросту их подзабывшим.

События последних месяцев, без преувеличения, имеющие планетарный масштаб, делают тематику книги чрезвычайно актуальной. Собственно, пандемия коронавируса COVID-19, потрясшая человечество, и подвигла автора к написанию этой работы.

Автор по роду своей деятельности и образованию не имеет отношение ни к микробиологии, ни к медицине. Он – историк, всегда интересовавшийся историей науки (и, в частности, биологической). Но история – это не только изучение событий и процессов, происходивших в человеческих обществах, но и внимание к людям, бывших их участниками. Как говорят историки, субъективный (личностный) фактор играет в историческом процессе большую роль. Что верно, то верно. А сверх того, в биографиях отдельных людей зачастую очень ярко отражаются те масштабные события, которые происходят в обществе.

Словом, показать, как в Советской стране боролись с такой угрозой, как эпидемии, рассказав о жизни некоторых советских учёных-микробиологов, кажется автору весьма уместным.

Жизнь, которую эти учёные посвятили служению науке, служению людям, своей стране, не может не вызывать восхищения. И рассказать о них сейчас, в такое непростое время, – не только отдать им долг памяти, но и дать людям дополнительную надежду. Ибо положительный пример всегда даёт надежду.

ГЛАВА I

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ АЗБУКА

Поскольку книга носит научно-популярный характер, то представляется совсем не лишним рассказать немного о микробиологии как науке и истории её становления и развития.

Микробиология – это отрасль биологии, изучающая жизнедеятельность особой группы живых организмов, которые, по своим размерам, находятся за пределами видимости невооружённого глаза и доступны исследованию только при помощи микроскопа. Эти организмы получили общее наименование микробов, от которого и происходит название науки – микробиология (от греческих слов «микрос» – малый, «биос» – жизнь и «логос» – наука, учение).

Микробиология изучает форму и строение микробов, их физиологию, роль в природе и патологии человеческого, животного и растительного организмов.

Медицинская микробиология занимается изучением тех видов микробов, которые в процессе своей эволюции приспособились к человеческому организму и, паразитируя на нём, вызывают инфекционные (т.е. заразные) заболевания. Подобные виды микробов называют патогенными (болезнетворными).

Сразу надо оговориться, что в окружающей человека и животных природе, в их организмах широко распространены и непатогенные микробы, так называемые сапрофиты.

Фактически медицинская микробиология стала самостоятельной дисциплиной, находящейся на стыке двух наук, – биологии и медицины. Недаром представители первого поколения микробиологов в большинстве своём были врачами (как бы сказали сейчас – врачами общей практики).

Микробы – это обобщённое наименование нескольких групп микроорганизмов. Наука различает бактерии, грибки, спирохеты, риккетсии, простейших и вирусы.

Бактерии представляют собой микроскопические организмы растительной природы. Их размеры исчисляются микронами (микрон – тысячная часть (0,001) миллиметра). Величина бактерий колеблется от 0,5 до 6 микрон. В отличие от обычных растений, бактерии лишены хлорофилла. Размножаются при помощи простого поперечного деления, в чём проявляют сходство с одним из видов размножения грибков (отчего бактерии получили своё второе название грибков-дробянок).

По своей форме (морфологии) бактерии делятся на три основные группы.

1) Кокки. Это наиболее простая форма. В процессе деления новые молодые клетки могут сохранять связь между собой, образуя различные сочетания. По взаимному расположению особей кокки подразделяются на следующие морфологические группы:

а) Микрококки – кокки, располагающиеся по одной особи.

б) Диплококки (парные кокки) – кокки, располагающиеся попарно. Такое расположение обусловлено делением клеток в одной плоскости, причём, образующиеся в результате деления две новые клетки не утрачивают связи между собой. К патогенным диплококкам относятся: пневмококк – возбудитель крупозной пневмонии, менингококк – возбудитель менингита, гонококк – возбудитель гонореи.

в) Стрептококки – кокки, располагающиеся цепочкой. Как и диплококки, стрептококки делятся в одной плоскости. Среди стрептококков имеются виды, вызывающие заболевание человека (ангина, рожа и ряд других).

г) Тетракокки – кокки, располагающиеся четвёрками. Эта форма присуща коккам, которые делятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

д) Сарцины – пакетообразные кокки. Деление сарцина происходит в трёх взаимно перпендикулярных плоскостях.

е) Стафилококки (гроздевидные кокки) – скопление кокков, напоминающее виноградные грозди. Стафилококки образуются в тех случаях, когда кокки делятся в самых разнообразных плоскостях. Среди стафилококков встречаются виды, вызывающие различные гнойные заболевания кожи, слизистой оболочки и внутренних органов.

Однако надо иметь в виду, что название «кокк» (с греческого – «шар») в определённой степени условно. Шарами эти морфологические виды бактерий бывают не всегда. Скажем, гонококк и менингококк бобовидной формы, а менингококк – ланцевидной. Но при таком «отклонении» от «шарообразности» длина таких бактерий незначительно превосходит их ширину.

2) Палочки. К этой группе относятся микробы, имеющие форму цилиндрических клеток. Длина таких клеток значительно превосходит ширину (отсюда и само название – палочки). Палочки, образующие споры, называются бациллами, не образующие – просто бактериями.

Палочки, подобно коккам, могут давать различные сочетания: палочки, соединённые по две, носят название диплобацилл, или диплобактерий; палочки, соединённые в цепочку, называются стрептобациллами, или стрептобактериями. Но большинство болезнетворных палочек располагается одиночно.

У одних палочек концы закругленные, у других – прямые (обрубленные), у третьих – заострённые.

Эти отличия в морфологии палочек иногда играют важную роль в процессе идентификации патологического материала в ходе визуального наблюдения, т.е. под микроскопом. Скажем, бактерии чумы имеют скруглённую (овоидную) форму, а бациллы сибирской язвы – прямоугольную, с резко обрубленными концами (при этом они располагаются преимущественно не одиночно, а виде дипло- и стрептобацилл).

3) Спирально-извитые формы. К этой группе относятся бактерии, имеющие извитую форму в один или несколько витков. Среди них различают микробов слегка изогнутых (в виде запятой) – вибрионов и микробов, имеющих несколько изгибов, – спирилл.

При этом надо учитывать, что бактериям свойственен полиморфизм – их форма и величина могут меняться в зависимости от условий питания, культивирования и воздействия различных физических и биохимических факторов. Так, например, холерный вибрион в старых культурах может принимать форму шаров, гигантских спирилл и т.д. Туберкулёзная бактерия обладает склонностью давать ветвистые формы, а дифтерийной палочке свойственно ветвление и образование на концах булавидных вздутий.

Тело бактерий (чаще всего одноклеточное) построено по типу растительных клеток и состоит из оболочки и внутреннего содержимого – цитоплазмы.

Оболочка клеток тонка и бесцветна. Она обусловливает сохранение бактериями относительного постоянства форм.

В клеточной оболочке обнаруживается три слоя: 1) внутренний – цитоплазматическая мембрана; 2) средний – клеточная стенка и 3) наружный – слизистый. Они защищают бактериальную клетку от вредных факторов окружающей среды и в то же время не препятствуют проникновению веществ из внешней среды в клетку и обратно, т.е. «вписаны» в обмен веществ бактериальной клетки.

Наружный слой большинства бактерий (как болезнетворных, так и сапрофитов) способен образовывать капсулы. Так называют значительно утолщившийся слизистый слой клеточной оболочки, достигший определённой концентрации и приобретший определённую форму.

Для некоторых микробов образование капсул – постоянный признак (т.н. группа капсульных микроорганизмов). Но и некапсульные бактерии иногда образуют капсулы (например, кишечная палочка, гонококки, пневмококки, бациллы сибирской язвы и др.). В любом случае капсулы для бактерий – полезное образование, защищающее их от вредного воздействия макроорганизма или внешней среды. Так, сибиреязвенные бациллы и пневмококки образуют капсулы в больном организме, а, попадая во внешнюю среду, их утрачивают; бактерии кишечно-тифозной группы, наоборот, – образуют капсулы во внешней среде при низкой температуре (10 – 20 градусов Цельсия) или при наличии сбраживаемых углеводов.

Химический состав капсулы разных бактерий неодинаков: у одних микробов слизистый слой состоит из полисахаридов, у других – из глюкопротеинов.

Цитоплазма бактерий представляет собой смесь коллоидов и имеет жидкую консистенцию. В ней также содержатся гранулы (100 – 200 ангстрем в диаметре), состоящие из различных органических соединений (дегидразы, рибонуклеиновой кислоты, волютина и др.). Нередко в цитоплазме содержатся разнообразные включения – сера, жир, гликоген, зёрна пигмента, гранулёза.

Как говорилось ранее, часть палочек (бациллы) способна образовывать споры. В отличие от грибков (о чём ниже), споры у бацилл служат не для размножения клеток, а для защиты от неблагоприятных воздействий внешней среды, т.е. содействуют сохранению вида.

Одна бактериальная клетка способна образовывать только одну спору.

Процесс спорообразования происходит у бактерий в относительно короткий срок (примерно в течение 24 часов). Сущность процесса заключается в том, что содержимое микробной клетки постепенно сгущается и, концентрируясь в одном месте, покрывается плотной оболочкой. Постепенно тело бактериальной клетки отмирает.

Оболочка споры состоит из двух слоёв: наружного и внутреннего. Наружный слой трудно проницаем для воды и различных веществ, т.е. выполняет защитную функцию. Из внутреннего слоя при прорастании споры образуется новая клеточная оболочка бактерии.

Химический состав споры характеризуется малым количеством свободной воды и большим содержанием липоидов (т.е. жиров), что в значительной степени обусловливает устойчивость спор к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды. Например, температура 100 градусов Цельсия не убивает споры. Для их уничтожения необходимо воздействие более высоких температур: перегретого пара (120 – 134 градуса Цельсия в течение 20 минут) или сухого жара (160 – 170 градусов Цельсия в течение 1 – 2 часов).

Попав в условия благоприятные для развития (наличие необходимой питательной среды, влажности, температуры), споры быстро прорастают (за 4 – 5 часов), превращаясь в «обычные» бактерии (говоря по-научному, в вегетативные формы). При прорастании оболочка споры сначала разбухает, а потом растворяется или разрывается, и из неё выходит бактерийный проросток, одетый в тонкую оболочку.

Долгое время оставался спорным вопрос о ядре у бактерий. Одни учёные отрицали его существование, другие полагали, что всё внутреннее содержимое бактериальной клетки является её ядром. Сейчас большинство исследователей признают наличие ядра у бактерий. При этом считается, что оно находится в диффузном состоянии и не вполне дифференцировано от цитоплазмы. Наличие ядерной хромативной субстанции у бактерий доказано опытным путём: с помощью микрохимической нуклеальной реакции на тимонуклеиновую кислоту, являющуюся обязательной составной частью хроматина (вещества, заключённого в ядрах животных и растительных клеток). Сверх того, в ходе ряда исследований наблюдался процесс обособления ядра у бактериальных клеток.

Бактерии способны передвигаться. Движение они совершают при помощи жгутиков – тончайших извитых нитей, которые начинаются от базальных гранул в цитоплазме и выходят наружу через клеточную оболочку. Число и расположение жгутиков у различных бактерий неодинаковы: жгутик может быть один и располагаться на одном из полюсов (такие бактерии называются монотрихами); жгутики могут располагаться пучками на одном или двух полюсах (лофотрихи); жгутики могут идти вокруг всего тела бактерии (перетрихи).

Наиболее быстрые и прямолинейные движения совершают монотрихи и лофотрихи. Например, холерный вибрион (монотрих), имея размер 1,5 – 3 микрона, передвигается со скоростью 30 микрон в секунду, что, как нетрудно подсчитать, превосходит его размер в 10 – 20 раз. Перетрихам присущи менее энергичные и в то же время более беспорядочные движения.

Характер движения микробов зависит также от их возраста (молодые клетки двигаются более энергично), температуры внешней среды (оптимальная для микроорганизмов температура способствует движению), наличия химических веществ и других факторов.

Грибки составляют очень широко распространённую в природе группу микроорганизмов растительного происхождения. От бактерий они отличаются более сложным строением и более совершенными способами размножения.

Грибки делятся на три большие группы: 1) плесени; 2) дрожжи; 3) несовершенные грибки.

1) Плесени. Различают два вида плесеней: мукоровые и аспергилловые.

Грибки семейства мукоровых имеют ветвящийся мицелий (грибницу) без перегородок (несептированный). Т.е. вся грибница их представляет собой одноклеточный организм. От мицелия отходят спороносные нити, оканчивающиеся шаровидными спорангиями, в которых содержатся многочисленные споры (эндоспоры). После созревания спорангии лопаются, а выпавшие споры, прорастая, дают начало развитию нового мицелия. Разросшиеся колонии мукорового грибка читатель мог видеть на старом хлебе (эти колонии имеют вид чёрного сплошного пушка, покрывающего поверхность несвежего хлебо-булочного изделия).

Аспергилловые грибки имеют более сложное строение – мицелий этих грибков многоклеточный: он разделён межклеточными перегородками. Размножаются аспергилловые грибки также посредством спор (экзоспор или конидий).

Аспергилловые грибки разделяются на два подсемейства: собственно аспергиллусы и пенициллиумы. Спороносные нити первых (конидиеносцы) одноклеточные и заканчиваются головчатым утолщением, на котором имеются стеблеобразные выросты – стеригмы. От них и отшнуровываются экзоспоры (органы плодоношения напоминают лейку, поэтому такие грибки ещё называют леечными). Конидиеносцы вторых – многоклеточные, без головчатого утолщения. Стеригмы и отшнуровывающиеся от них экзоспоры напоминают кисточки (отсюда и второе название пенициллиумов – кистевики).

Аспергилловые плесени читатель может видеть весьма часто: на несвежих продуктах, влажных и сырых поверхностях (при недостаточном поступлении света и свежего воздуха).

Грибки семейства аспергилловых имеют большое практическое применение в медицине (в производстве антибиотиков), в особенности грибки рода пенициллиумов.

2) Дрожжи. Дрожжевые грибки – это крупные круглые, овальные, а иногда удлинённые клетки с двуконтурной оболочкой. В них отчётливо заметно ядро, иногда вакуоли (небольшие шаровидные полости). Диаметр дрожжей 7 – 10 микрон. Размножаются они как посредством почкования, так и с помощью спор (эндоспор, образующихся прямо внутри дрожжевых клеток).

Семейство дрожжевых грибков очень многочисленно. Характерной физиологической особенностью большинства дрожжей является способность производить спиртовое брожение сахаров, в результате которого происходит разложение сахара на этиловый спирт и углекислый газ. Эта особенность дрожжей ста стала известна человеку с глубокой древности и нашла широкое применение: при производстве спиртных напитков (пива, вина), для подъёма и разрыхления теста (посредством выделяющегося при брожении углекислого газа), при изготовлении заквасок, использующихся в производстве кисломолочных продуктов (кефира, ряженки, кумыса и др.). С развитием биологической и химической наук стало известно, что многие дрожжевые грибки богаты белками, жирами и витаминами. В связи с этим было налажено дрожжевание кормов для скота. Богатство дрожжей витаминами (тиамином, рибофлавином, никотиновой, фолиевой, пантотеновой кислотами и др.) обусловило их применение при изготовлении лекарств для лечения различных заболеваний (авитаминоза, фурункулёза, диспепсии и ряда других).

В общем, наверное, без преувеличения дрожжевые грибки можно назвать «чемпионом» среди микроорганизмов по сферам их полезного использования в жизни человека.

3) Несовершенные грибки. К этой группе грибков относятся: а) дерматофиты; б) дрожжеподобные организмы и в) лучистые грибки (или актиномицеты).

Вегетативное тело дерматофитов состоит из септированного мицелия. Размножаются они почкованием и экзоспорами.

Дрожжеподобные грибки (Саndida) морфологически сходны с истинными дрожжами, но, в отличие от последних, не образуют эндоспор, т.е. размножаются только почкованием.

Лучистые грибки (актиномицеты) по строению мицелия близки, с одной стороны, к низшим одноклеточным плесеням (мукоровым грибкам), а с другой – к бактериям. Ветвящийся мицелий их представляет собой одну клетку. Нити актиномицетов в поперечнике имеют 1 микрон. Размножаются актиномицеты при помощи оидий –члеников, образующихся в результате распада концевых нитей на отдельные сегменты. В результате эти грибки выглядят, как расходящиеся в разные стороны лучи (отсюда и их название – лучистые грибки). Актиномицеты, подобно плесеням, нашли применение в медицине для изготовления антибиотиков (из различных актиномицетов получены такие антибиотики как стрептомицин, ауреомицин, хлормицетин (его синтетический аналог – левомицетин), тетрациклин).

Мы много сказали о полезной роли грибковых микроорганизмов в жизни человека. Но грибки являются также и причиной многих заболеваний человека (эти заболевания имеют обобщённое наименование микозов). Так, плесневые грибки могут вызывать глубокие микозы – поражение лёгких, селезёнки; дерматофиты поражают кожу и волосы (дерматомикозы); грибки рода Саndida вызывают кандидамикозы мочеполовых путей; лучистые грибки – актиномикозы (очень тяжёлые заболевания, характеризующиеся глубокими нагноениями на шее, затылке, рёбрах и позвонках больного, а также в ряде случаев и поражением внутренних органов – лёгких, печени, кишечника и др., могущие привести к смертельному исходу).

Спирохеты имеют строение тонких нитей со многими завитками.

Тело спирохет состоит из цитоплазмы и центральной эластичной осевой нити. Некоторые виды спирохет имеют длинные тонкие жгутики, располагающиеся по концам тела, другие жгутиков не имеют. Тем не менее подвижными являются все спирохеты. Дело в том, что их подвижность обусловливается сократимостью их цитоплазмы и эластичностью осевой нити. Таким образом, спирохеты могут совершать вращательные и сгибательные движения. Жгутики же, в случае их наличия, играют в передвижениях этих микроорганизмов вспомогательную роль.

Размножаются спирохеты так же, как и бактерии, путём простого поперечного деления.

Эти микробы являются возбудителями ряда инфекционных заболеваний человека. Например, бледная спирохета – возбудитель сифилиса; спирохетами вызываются также возвратный тиф (как вшивый, так и клещевой) и лептоспирозы.

Простейшие (Protozoa) представляют собой одноклеточные животные организмы. По строению они более сложны, чем бактерии. Тело их состоит из протоплазмы, одного или нескольких ядер, вакуоли и ряда включений.

Движение простейшие совершают при помощи протоплазмы, образующей псевдоподии (например, амёбы), либо при помощи жгутиков и ресничек (например, инфузории).

Размножаются простейшие несколькими способами: а) путём простого деления; б) множественным делением сначала ядра, а затем всей клетки на ряд молодых особей (такое деление называется шизогонией); в) половым путём. У некоторых простейших может встречаться сочетание указанных способов размножения. Так, например, у плазмодия малярии происходят смены бесполового и полового циклов размножения.

Некоторые простейшие могут образовывать так называемые цисты (например, дизентерийная амёба). Это – неактивное состояние данных микроорганизмов подобное спорам у бактерий. Как и споры у последних, цисты простейших не служат целям размножения, а являются защитой от неблагоприятных условий внешней среды. Они окружены плотной оболочкой и содержат по несколько ядер. Попав в благоприятные условия, цисты превращаются в вегетативные клетки.

Простейшие являются возбудителями ряда опасных инфекционных заболеваний человека: трипаносома – сонной болезни, плазмодии – малярии, амёбы – дизентерии и амёбных нарывов печени и др.

Риккетсии (существует и форма написания этого слова с двумя буквами «т» – «риккеттсии») – своеобразная группа микроорганизмов. Своё название получили по имени американского медика и учёного Х.Т. Риккетса, впервые описавшего возбудителя лихорадки Скалистых гор, который как раз и является риккетсией1. Риккетс погиб при изучении эпидемии сыпного тифа в Мексике. «Сыпняк» также вызывается риккетсиями. Ещё одна причина, по которой микроорганизм был назван в честь американского исследователя.

Риккетсиям свойственен полиморфизм.

Различают четыре морфологических типа риккетсий (по П.Ф. Здродовскому):

1) Тип А, или кокковидные риккетсии, в виде очень мелких овоидов или эллипсоидов диаметром 0,3 – 0,5 микрон.

2) Тип В, или палочковидные риккетсии, в виде нежных коротких палочек диаметром от 1 до 1,5 микрон.

3) Тип С, или бациллярные (длинные палочковидные) риккетсии, в виде удлинённых и обычно изогнутых тонких палочек размером 3 – 4 микрона.

4) Тип D, или нитевидные риккетсии, в виде длинных, нередко гигантских причудливо изогнутых нитей, напоминающих крупные бактерии-спириллы. Их размер 10 – 40 микрон. Встречатся формы и превышающие 40 микрон.

Риккетсии неподвижны.

Эти микроорганизмы вызывают у человека и животных группу заболеваний, имеющих общее название риккетсиозов. У человека наиболее известным из таких заболеваний, носящим эпидемический характер, является сыпной тиф (причём в трёх «вариациях» – вшивый, крысиный (блошиный) и клещевой). Кроме того, риккетсиозами являются ряд эндемических лихорадок (например, лихорадка цуцугамуши (Япония), марсельская лихорадка, пятнистая лихорадка Скалистых гор Америки и ряд других).

Вирусы. Ряд инфекционных заболеваний человека, животных и растений вызывается такими микроорганизмами, размеры которых исчисляются в миллимикронах (т.е. в тысячных долях микрона и, следовательно, миллионных долях миллиметра). Эти микробы получили название вирусов (от латинского слова «virus» – яд). Поскольку они обладают способностью проникать через мелкопористые бактериальные фильтры, задерживающие все другие микроорганизмы, то их стали называть также фильтрующимися вирусами 2.

Вирусы не имеют клеточного строения и характеризуются относительной простотой химического состава, как правило, включающего только гидратированный белок и специфическую нуклеиновую кислоту (РНК или ДНК). Возможно наличие липидной (т.е. жировой) оболочки, которая выполняет защитные функции. Такой оболочкой располагает, например, вирус COVID – 19 (он же – SARS COV.– 2).

Вирусы имеют разнообразную форму: шаровидную, кубовидную, коротких и длинных палочек, иногда изогнутых.

Вирусы настолько малы, что разглядеть их можно, как правило, только в электронный микроскоп. Размеры большинства из них колеблются в пределах от 30 до 100 миллимикрон. Однако есть и более мелкие: величиной 10 – 15 миллимикрон. Размеры таких вирусов приближаются к размерам крупных белковых молекул (таковы, например, вирусы ящура, полиомиелита). В то же время наиболее крупные вирусы, так называемые элементарные тельца, при определённых методах окраски становятся видимыми даже в обычный микроскоп. К элементарным тельцам относятся возбудители оспы, оспы животных и ряда других заболеваний.

* * *

Такова, вкратце, «карта» микроорганизмов. Именно их изучением и, в случае их болезнетворности (для человека, животных и растений), борьбой с ними занимается микробиология.

Однако каким образом микробам удаётся поражать макроорганизмы? Какова схема, факторы их болезнетворной деятельности? И как реагирует на их болезнетворную деятельность макроорганизм (нас в данном случае интересует, прежде всего, организм человека)?

Здесь необходимо рассказать об инфекции как таковой и о человеческом иммунитете.

Под инфекцией (от латинского слова «inficio» – заражаю) понимается совокупность явлений, которые происходят в организме вследствие проникновения, размножения и действия в нём микробов.

В инфекционном процессе играет роль взаимодействие трёх факторов: 1) микроорганизма – возбудителя заболевания; 2) макроорганизма; 3) окружающей среды, которая влияет на свойства как макроорганизма, так и микроорганизма.

Микробы, способные вызывать заболевания, должны быть патогенными и вирулентными.

Патогенность – это, собственно, и есть способность микроба оказывать на макроорганизм болезнетворное действие.

Патогенность может значительно колебаться у различных штаммов микробов одного и того же вида. Так вот, степень патогенности данного штамма микроорганизма называется вирулентностью. Т.е. чем выше вирулентность, тем более заразен микроб.

Можно дать и более развёрнутое определение вирулентности.

Вирулентность – это свойство микроба проникать в ткани макроорганизма, жить, размножаться и распространяться в них, противостоять тем неблагоприятным влияниям, которые оказывают на него биологические реакции организма, и выделять различные ядовитые вещества, которые обусловливают клиническую картину инфекционного заболевания.

Чем «ярче» выражены эти «способности» у микроба, тем более он вирулентен (болезнетворен, заразен).

Патогенные микробы приспособлены к жизни только в живых организмах. Данную особенность они приобрели в ходе длительной эволюции, образовавшись из сапрофитных форм. Однако это не значит, что патогенные микроорганизмы тут же погибают во внешней среде. Нет. Более или менее длительное время они способны в ней сохраняться. Но подобная ситуация для них экстремальна. И, только проникнув в живой организм, патогенные микробы «обретают свой рай», максимально благоприятную для их жизнедеятельности среду.

В то же время необходимо учитывать, что строгого деления микробов на патогенные и сапрофиты провести нельзя. Во-первых, многие патогенные микробы, внедрившись в макроорганизм, могут не вызывать в нём инфекционного процесса. Скажем, в человеческом организме способны «спокойно жить» даже носители таких опасных заболеваний как брюшной тиф, холера и туберкулёз (палочка брюшного тифа, холерный вибрион и туберкулёзная микобактерия). Во-вторых, казалось бы, безвредные сапрофиты при понижении сопротивляемости человеческого организма в определённых условиях нередко становятся причиной патологических изменений. Например, «наитипичнейший» сапрофит – кишечная палочка Е. соli, попав в мочевой пузырь или почки, может вызвать воспалительный процесс в них.

Отсюда вполне возможно сделать вывод, что если патогенность является видовым свойством какого-то вида микробов (т.е. такой-то микроб, в принципе, патогенен), то вирулентность – это, можно сказать, индивидуальное свойство микроба (какого-то его штамма, территориальной популяции и т.д.). Также становится ясно, что вирулентность микроорганизмов колеблется как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Всякий микроб в момент выделения из макроорганизма максимально вирулентен (оно и понятно, он «пришёл» с «пастбища», из «райского уголка»). Попав во внешнюю среду, подвергаясь высыханию, действию света, иногда – высоких температур, микроб теряет вирулентность.

К факторам вирулентности (см. развёрнутое её определение) относятся: 1) капсулы, 2) диффузионный фактор, 3) токсины, 4) агрессины.

1) Капсулы. Ранее мы говорили, что капсулы и капсулообразование можно рассматривать как приспособляемость патогенных микробов к неблагоприятным условиям жизни в организме человека или животного. Именно в макроорганизме ряд кокков и бацилл образуют капсулы и теряют их, попадая во внешнюю среду, при этом резко ослабляя свою вирулентность. Например, экспериментально доказано, что капсула сибиреязвенной палочки обеспечивает ей устойчивость против фагоцитоза.

Но капсулы образуются только у бактерий, да и то не у всех и не всегда (см. выше). В случае же с вирусами роль капсул, очевидно, выполняет липидная оболочка, имеющаяся у некоторых представителей этого вида микроорганизмов (см. выше).

2) Диффузный фактор (или фактор распространения). Некоторые микроорганизмы способны выделять литические ферменты, увеличивающие проницаемость тканей макроорганизма, что содействует облегчению распространения микроорганизмов. Так, например, ряд бактерий (скажем, дифтерийная палочка) продуцирует фермент гиалуронидазу, расщепляющий гиалуроновую кислоту, входящую в состав соединительной ткани.

Но далеко не все бактерии вырабатывают гиалуронидазу. Такой «способности» нет у менингококка, туберкулёзной микобактерии и многих других. Зато к факторам распространения подобных бактерий учёные относят полисахариды, содержащиеся в их капсулах.

У вирусов, общей чертой которых, как известно, является внутриклеточный паразитизм, литические ферменты тоже встречаются: у вирусов бактерий (бактериофагов), вирусов растений и грибов. Тем не менее многие вирусы «выработали» иные «стратегии проникновения» в клетки поражаемых ими макроорганизмов. Это и введение своего РНК сквозь клеточную оболочку без её повреждения, и обеспечение условий, при которых клетка сама захватывает вирус, «принимая» его «за своего». Безусловно, такие «умения» вирусов нужно относить к факторам их распространения. Кстати, вирусы человека и животных проникают в их клетки именно «безлизисными» способами.

3) Микробные токсины. Патогенные микробы обладают способностью выделять особые ядовитые продукты – токсины, значение которых в патогенезе инфекционных заболеваний чрезвычайно велико.

Если вести речь о бактериях, простейших, риккетсиях, грибках и спирохетах, т.е. микроорганизмах, имеющих клеточную структуру, то их токсины бывают экзотоксинами и эндотоксинами.

Экзотоксины – ядовитые вещества, выделяемые микробной клеткой в окружающую среду (эти токсины легко диффундируют через клеточную оболочку).

Эндотоксины – ядовитые вещества, которые остаются в цитоплазме (протоплазме) микробной клетки. Они попадают во внешнюю среду после отмирания и разрушения клетки.

Экзотоксины более токсичны, чем эндотоксины.

При этом экзотоксины ещё и специфичны, т.е. вызывают в макроорганизме определённые, характерные лишь для этого токсина явления. Так, столбнячный яд обусловливает спазматические сокращения двигательных мышц, а дифтерийный токсин оказывает некротизирующее и парализующее действие и т.д.

Эндотоксины не обладают специфическим действием на макроорганизм. Их действие выражается в явлениях общего отравления.

Экзотоксинам свойственна антигенность, т.е. их попадание в макроорганизм приводит к образованию специфических антител – антитоксинов, нейтрализующих токсин.

Эндотоксины появления антитоксинов в макроорганизме не вызывают – антитела вырабатываются против самих микробов, а не против их ядов.

Экзотоксины менее устойчивы, чем эндотоксины. Они быстро разрушаются под воздействием температуры, света, химических веществ (свойство лабильности). Скажем, нагревание до 80 градусов Цельсия разрушает экзотоксины почти моментально, а уже при 50 градусах они значительно ослабевают.

Эндотоксины выдерживают нагревание до 80 – 100 градусов Цельсия.

Надо иметь в виду, что далеко не всегда микробная клетка вырабатывает и экзо- и эндотоксины. Как раз наоборот – чаще идёт выработка токсинов одного из типов. Но и «дуплеты» также имеют место. Например, дизентерийная палочка Григорьева – Шига или стрептококки отравляют макроорганизм как экзотоксинами, так и эндотоксинами.

Вырабатываются токсины и вирусами. Скажем, токсины гриппа оказывают токсическое воздействие на сердечно-сосудистую, нервную и другие системы человеческого организма.

4) Агрессины. Вещества, выделяемые капсулами ряда бактерий. Имеют белковую или полисахаридную природу. Их назначение – угнетающе действовать на защитные функции организма. Установлено, что агрессины снижают эффективность захвата и переваривания микроорганизмов фагоцитами. Таким образом, агрессины резко усиливают вирулентность микробов.

Выработка агрессинов установлена у многих бактерий: возбудителей брюшного тифа, паратифов, холеры, сибирской язвы, чумы, туберкулёза, дифтерии и др.

В развитии инфекционного процесса играет роль не только вирулентность микробов, но и их количество, попавшее в организм в момент заражения (инфицирующая доза). С увеличением инфицирующей дозы инкубационный период уменьшается, течение и исход болезни становятся более тяжёлыми.

Таким образом, общая схема деятельности микробов в ходе возникновения и протекания инфекции такова: посредством диффузных факторов и агрессинов, угнетающих защитные силы макроорганизма, микроб проникает в организм и в какой-то степени распространяется в нём. Процесс жизнедеятельности микроорганизма в поражённом макроорганизме, включающий его питание, дыхание, размножение (или репликацию, как говорят учёные в случае с вирусами) протекает, естественно, за счёт материала тканей и клеток поражённого организма, что уже само по себе вызывает сбои в его функционировании. Сверх того, результатом жизнедеятельности микроорганизма являются разнообразные токсины, отравляющие макроорганизм, что ещё более усугубляет сбои в его функционировании.

Конечно, говоря об инфекциях, необходимо, хотя бы коротко, сказать о путях и способах заражения, видах инфекций и стадиях их протекания.

Увы, первоисточником инфекционных болезней преимущественно является сам человек. Причём, это может быть больной человек, выздоравливающий человек (реконвалесцент), а также бактерио- и вирусоноситель. Бактерионосители и вирусоносители – это люди, которые не больны, но носят в своём организме тот или иной патогенный микроб, систематически так или иначе выделяют его во внешнюю среду, а следовательно, способны заражать им других людей.

Из организма людей патогенные микробы выделяются различными путями: с мокротой, мочой, гноем, испражнениями и пр. Пути выделения зависят от локализации патологического очага в организме (скажем, туберкулёз или грипп поражают органы дыхания и выделяются из человеческого организма преимущественно через дыхательные пути).

Выделения больного человека способны заражать почву, воду, продукты питания, бытовые предметы, животных, и инфицирование другого человека может происходить через них.

Такие инфекции, первоисточником которых является сам человек, получили название антропонозов (полиомиелит, грипп, вирусный гепатит, дизентерия, менингококковая инфекция и мн. др.).

Существует значительная группа заболеваний, первоисточником которых выступают животные. Такие инфекции называются зоонозами (чума, бешенство, туляремия, ящур, бруцеллёз и мн. др.).

Патогенные микробы могут передаваться от больного человека здоровому следующими путями:

1) Прямым контактом в результате соприкосновения с больным (поцелуи, половой путь).

2) Непрямым контактом, т.е. посредством предметов, заражённых патогенными микробами (предметы домашнего обихода, игрушки, продукты питания и т.п.).

3) Через воздух – воздушно-капельным или воздушно-пылевым путём (грипп, ОРВИ, туберкулёз, скарлатина, дифтерия).

4) Через воду (холера, дизентерия, брюшной тиф).

5) Перенесением от больного к здоровому с участием кровососущих насекомых (сыпной и возвратный тифы – преимущественно через вшей, малярия и жёлтая лихорадка – через комаров).

Тот орган или ткань, через который микроб проникает в организм, называется «входными воротами» инфекции. Некоторые возбудители могут попадать в организм любым путём – через кожу, любую слизистую и любую полость (чумная палочка, стафилококк). Другим нужны строго определённые «входные ворота» (например, гонококк проникает в организм только через слизистые оболочки половых путей и конъюктивы глаз).

Инфекция может локализоваться в различных системах, тканях организма и даже в клетках. Может различными путями распространяться.

В зависимости от локализации возбудителя инфекции и путей его распространения различают:

1) Септицемию, при которой микробы длительно находятся в крови.

2) Бактериемию, при которой микробы размножаются в определённых органах и тканях, из которых периодически поступают в кровь.

3) Пиемию, при которой образуются гнойные очаги в различных тканях и органах.

4) Токсинемию, при которой возбудитель действует на организм своим токсином.

Обобщённо различают местные (локализованные) инфекции, при которых реакция на микробное раздражение и продукты жизнедеятельности микроба проявляется в форме определённого патологического процесса на месте его внедрения, и общие инфекции, при которых попавшие в кровь патогенные микробы распространяются по всему организму.

Формы взаимодействия между патогенным микробом м макроорганизмом также могут носить различный характер. Это находится в зависимости от степени вирулентности возбудителя и состояния макроорганизма.

Прежде всего, микроб может быть механически удалён из организма (скажем, посредством движения ресничек мерцательного эпителия слизистой оболочки носа при чиханье и при кашле) или погибнуть, встретив в месте своего внедрения в организм неблагоприятные условия химического или физико-химического порядка (например, кислотность содержимого желудка).

Иногда микроб, попадая в организм, длительное время существует в нём, не вызывая заболевания. Такое явление называют бактерио- или вирусоносительством. Оно наблюдается как у переболевших некоторыми инфекциями (например, брюшным тифом), так и у здоровых людей, контактировавших с больными, например, дифтерией, скарлатиной, СПИДом и др.

В ряде случаев патогенный микроб находит в организме благоприятные условия для своего существования и размножения и вступает с ним во взаимодействие, которое не приводит к заболеванию. В этом случае симбиоз макро- и микроорганизма, однако, не наступает, так как первый отвечает на внедрение второго рядом биологических реакций (морфологическими или биохимическими изменениями на месте внедрения микроба, изменением реактивности организма). Но эти биологические реакции не достигают такой степени, чтобы наступило заболевание с определёнными клиническими симптомами. Подобное явление получило название скрытой или латентной ифекции.

В ряде случаев патогенный микроб вызывает незначительные или нехарактерные для данного заболевания клинические симптомы (например, известны случаи перенесения «на ногах» такой серьёзной инфекции как брюшной тиф). Такие формы заболевания называются стёртыми или атипичными инфекциями.

Однако в значительном числе случаев взаимодействие макроорганизма с патогенным микроорганизмом приводит к типичному инфекционному заболеванию.

Исследователи выделяют ряд стадий в течении типичных инфекций:

1-я стадия – инкубационный период. Это время, протекающее от момента внедрения патогенных микробов до проявления видимых признаков болезни. В данный отрезок времени происходит, с одной стороны, размножение и накопление проникших в организм микробов, с другой – изменение в сторону повышения реактивности организма к микробам-возбудителям. Длиться инкубационный период может от нескольких часов до нескольких месяцев.

2-я стадия – так называемый продромальный период (или период предвестников). Этот период характеризуется проявлением первых признаков болезни: общим недомоганием, слабостью, головной болью, появлением температуры.

3-я стадия –период развития болезни. В его ходе наиболее ярко проявляются все признаки данного заболевания. Естественно, у каждого заболевания эти признаки свои (причём нередко надо учитывать и сочетание некоторых из них, а то и весь комплекс). Определённая температурная кривая, изменения в картине белой крови, степень и характер поражения центральной нервной системы, сердечно-сосудистого и лимфатического аппаратов, возможные изменения кожи и видимых слизистых оболочек – вот те особенности, которыми характеризуется течение той или иной инфекции.

4-я стадия – период угасания (или период разрешения) болезни. Т.е. это – её исход. Заболевание может заканчиваться выздоровлением или смертью либо может принять хронический характер.

Мы уже не раз упоминали, что инфекционный процесс – результат взаимодействия макроорганизма с возбудителем заболевания. Данное положение впервые обосновал И. И. Мечников в противовес одностороннему этиологическому направлению в микробиологии, согласно которому микробу-возбудителю заболевания придавалось основное значение в развитии инфекции. И.И. Мечников впервые доказал, что возникновение, развитие, течение и исход инфекционного процесса зависят от тех реакций макроорганизма, которые происходят в нём под влиянием патогенного микроба. Другими словами, он настаивал на ведущей роли макроорганизма в инфекционном процессе. Сейчас эта точка зрения является общепризнанной.

Индивидуальность организма, возраст и, следовательно, состояние нервной и эндокринной систем играют большую роль в возникновении и развитии инфекционного заболевания. Например, ряд особенностей детского организма делает его более восприимчивым к инфекции.

Огромное влияние на резистентность (сопротивляемость) организма оказывает фактор его питания. Недостаточность питания, голод ослабляют организм, повышая вероятность инфекционного заболевания.

Наблюдения и исследования позволили установить, что явление устойчивости к инфекциям связано с некоторыми факторами питания. Здесь, прежде всего, надо иметь в виду белковые компоненты пищи и витамины. Белковое голодание может привести к заболеваниям дыхательных путей (например, туберкулёз), другим инфекциям, обусловить их более тяжёлое течение и вызвать повышение смертности.

Авитаминозы (т.е. недостаток витаминов в пище) также снижают устойчивость организма к инфекциям.

Негативными факторами, ослабляющими резистентность организма и, следовательно, повышающими его восприимчивость к инфекции, являются утомление, нервные и психические травмы, большая стрессовая нагрузка, хронические и острые отравления.

И здесь мы вплотную подходим к третьему фактору, играющему роль в инфекционном процессе, – внешней среде. Принято считать, что она оказывает лишь косвенное влияние на инфекционный процесс посредством влияния как на микро-, так и на макроорганизм. Можно сказать, что влияние окружающей среды опосредованно: она не сама участвует в инфекционном процессе, а лишь влияет на двух его «главных» участников – патогенный микроорганизм и макроорганизм.

Тем не менее эта косвенность и опосредованность не делают фактор окружающей среды малозначительным. Роль среды, наоборот, очень велика.

Во-первых, она влияет на микроба-возбудителя (химические, физические, биологические и другие факторы среды). Например, именно холодный и в то же время влажный воздух является благоприятной средой для распространения возбудителей гриппа и ОРВИ. Или: развитие малярийных плазмодиев в теле малярийного комара происходит только при определённых температурах.

Во-вторых, внешняя среда может оказывать влияние на переносчика микроба-возбудителя. Например, температура на того же малярийного комара. Или: клещевой возвратный тиф на территории бывшего СССР встречается только в Средней Азии и на Кавказе, ибо только в этих регионах могут существовать виды клещей, передающие эту инфекцию.

В-третьих, внешняя среда (те же химические, физические и биологические её факторы) оказывает влияние на макроорганизм. Вовсе не для красоты словца говорится, например, о здоровом воздухе степей и гор и нездоровом воздухе сырых, заболоченных территорий. В самом деле, сырость снижает резистентность слизистых оболочек воздухоносных путей. Это же снижение резистентности способствует распространению поздней осенью и ранней весной гриппа и ОРВИ.

Важное замечание: состояние человеческого организма в очень большой степени обусловливается социальными факторами – условиями быта, труда, питания, уровнем развития медицины и доступностью её услуг. Если при этом мы вспомним, что антисанитария создаёт благоприятные условия для жизнедеятельности микробов-возбудителей различных заболеваний, то становится ясным огромное значение социальной гигиены в деле ограничения распространения инфекций, защиты человека от них.

В-четвёртых, эффективность терапевтических воздействий также зачастую зависит от окружающей среды. Например, лечение туберкулёза гораздо эффективнее проходит в сухом и тёплом климате и менее эффективно – во влажном и холодном.

Наконец, в-пятых, сам комплекс взаимных приспособительных реакций микро- и макроорганизма учёные склонны рассматривать как направленный, в конечном итоге, на восстановление нарушенного биологического равновесия с окружающей средой.

Словом, повторяем: хоть роль внешней среды в течение инфекционного процесса и косвенная, но она не менее важна, чем роль двух других членов «триады» факторов – микроорганизма и макроорганизма.

* * *

Когда мы говорим о роли макроорганизма в инфекционном процессе, то имеем в виду, прежде всего, такое явление как иммунитет.

Иммунитетом (от латинского слова «immunitas» – освобождение от чего-либо) называют невосприимчивость организма к инфекционному заболеванию. Эта невосприимчивость обусловливается совокупностью наследственно полученных и индивидуально приобретённых организмом приспособлений, которые препятствуют проникновению и размножению в нём микробов и других патогенных агентов.

Иммунитет многообразен по своему происхождению, проявлению и механизму.

По происхождению различают иммунитет врождённый и приобретённый.

Под врождённым иммунитетом понимают невосприимчивость, обусловленную совокупностью анатомических и физиологических признаков, присущих данному виду животных и человеку (т.н. видовой иммунитет). Эти признаки передаются по наследству подобно любому другому морфологическому или биологическому признаку вида. Например, человек невосприимчив к чуме рогатого скота, а животные невосприимчивы к гонорее.

Напряжённость врождённого (видового, естественного) иммунитета очень высока. Обычно его считают абсолютным, так как в подавляющем большинстве случаев его не удаётся нарушить заражением даже огромным количеством вполне вирулентных микробов. Однако имеются данные, всё-таки свидетельствующие об относительности врождённого иммунитета. Можно сказать, что врождённый иммунитет абсолютен только тогда, когда организм находится в обычных условиях своего функционирования. Так, например, если цыплёнка заразить палочками сибирской язвы, по отношению к которой у него имеется естественный иммунитет, а затем в течение какого-то времени искусственно снижать температуру его тела с нормальных 41 – 42 градусов Цельсия до 37 градусов Цельсия, то наступит заболевание. И наоборот, если поднимать искусственно температуру тела лягушки, поместив её в термостат при 37 градусах Цельсия, введя ей предварительно столбнячный токсин, к которому она в естественных условиях невосприимчива, то она заболеет столбняком.

Приобретённым называют такой иммунитет, который развивается у человека или животного в течение жизни.

Приобретённый иммунитет может быть естественным и искусственным, активным и пассивным.

Приобретённый естественным путём иммунитет подразделяется на: 1) активный, получаемый в результате перенесённой болезни; 2) активный после перенесения скрытой инфекции или многократных инфицирований без клинически выраженного заболевания (бытовая иммунизация); 3) пассивный иммунитет новорождённых (плацентарный, или материнский). Иммунитет новорожденных кратковременный. После 6 месяцев он исчезает, и дети становятся восприимчивыми ко многим инфекциям.

Искусственный приобретённый иммунитет также может быть активным и пассивным.

Активный искусственный приобретённый иммунитет создаётся посредством вакцинации, т.е. введением в организм убитых или ослабленных патогенных микробов (подробнее о вакцинации несколько ниже). Продолжительность такого иммунитета различна – от нескольких месяцев (при брюшном тифе) до нескольких лет (при оспе, туляремии, туберкулёзе).

Пассивный искусственный приобретённый иммунитет воспроизводится путём введения гамма-глобулина, сыворотки людей, переболевших некоторыми болезнями, или иммунных сывороток, полученных путём гипериммунизации животных (обычно лошадей) (подробнее о применении сывороток см. ниже). При пассивной иммунизации в организм поступают уже готовые иммунные вещества – антитела. Они не являются самостоятельными факторами иммунитета, так как действуют через физиологические механизмы, направленные на поддержание внутренней среды организма. Поэтому понятие «пассивный искусственный иммунитет», в общем-то, относительное.

Это мы говорили о классификации иммунитета по признаку его происхождения.

По проявлению и механизму действия иммунитет разделяют на специфический и неспецифический, а также на стерильный и нестерильный.

Специфический – это такой иммунитет, который проявляется только в отношении одного вида микроба (например, иммунитет к брюшному тифу, дифтерии и др.).

Неспецифический – это иммунитет, не имеющий специфической избирательной направленности в отношении только одного патогенного микроба. Обычно принято неспецифический иммунитет соотносить с врождённым (видовым) иммунитетом и считать, что он обусловлен врождёнными биологическими факторами. Однако опыт вакцинации позволяет, на наш взгляд, внести немаловажную поправку в это утверждение. Например, было замечено, что применение живой полиомиелитной вакцины в СССР привело к снижению сезонной заболеваемости гриппом и ОРВИ. Не менее показательна и ситуация с распространением вируса COVID -19 на постсоветском пространстве. Замечено, что процент «тяжёлых» заболевших этим вирусным заболеванием «у нас» ниже, чем в Западных странах (Европа и США). Отсюда, кстати, и смертность на порядок меньше (это, очевидно, главная причина; хотя, безусловно, играет немаловажную роль и оперативность реагирования властей, эффективность функционирования медицинской системы). И на вопрос «почему?» находится единственный ответ: советская система вакцинации, продолжающая ещё и сейчас функционировать (хотя её разрушают и «сверху», и «снизу»), даёт свои плоды, заключающиеся в том, что у значительной части «нашего» населения стимулирован тот самый неспецифический иммунитет, позволяющий организму противостоять новому, коварному заболеванию.

Т.е. приходится, очевидно, признать, что неспецифический иммунитет может быть не только врождённым, но в определённой степени и искусственным приобретённым.

Стерильный (или постинфекционный) – это такой иммунитет, который сохраняется в организме и после исчезновения вызывающих его микробов. Таким, например, является иммунитет при скарлатине, дифтерии, холере и ряде других заболеваний.

Нестерильным (или инфекционным) называют такой иммунитет, который сохраняется лишь в течение пребывания соответствующего инфекционного начала в организме (например, при туберкулёзе).

Врождённый (видовой) иммунитет обусловлен действием нескольких уровней защитных механизмов организма человека (или животного).

Первый уровень – барьерные механизмы. Они препятствуют проникновению микробов в организм. К ним относятся кожные и слизистые барьеры (т.е. внешние барьерные приспособления), а также лимфатические узлы, печень, почки, плацента (при беременности у женщин) (т.е. внутренние барьерные приспособления).

Второй уровень – гуморальные факторы иммунитета. Под ними принято понимать наличие в жидкостях организма (кровь, тканевые жидкости, экссудат и пр.) бактерицидных веществ, которые убивают и растворяют микробов.

Третий уровень – клеточные защитные приспособления организма. Т.е. защитная функция обеспечивается именно непосредственно клетками, контактирующими с патогеном.

Второй и третий уровни иммунитета начинают действовать, когда микробам всё-таки удаётся проникнуть в организм. Действие этих уровней иммунитета приводит к гибели микробов.

Кожные и слизистые барьеры. Кожа непроницаема для большинства бактерий. Факторы, способствующие проницаемости кожи, понижают её устойчивость к инфекции, а все воздействия, понижающие её проницаемость, действуют в обратном направлении. Постоянное слущивание поверхностных слоёв эпидермиса способствует механическому удалению бактерий с поверхности кожи.

Но кожа не является только механическим барьером для микробов, она обладает и бактерицидными свойствами: микробы, попавшие на кожу, быстро погибают. Однако бактерицидное действие кожи обнаруживается лишь в отношении тех видов микробов, которые приходят с ней в соприкосновение сравнительно редко или совсем не встречаются с ней. В отношении микробов, являющихся привычными обитателями кожи, это действие ничтожно. Бактерицидное действие присуще только живой коже, после смерти организма оно быстро исчезает.

Слизистые оболочки конъюктивы глаз, носоглотки, дыхательных, пищеварительных и мочеполовых путей, покрытые эпителием, предотвращают проникновение болезнетворных агентов в организм. С одной стороны, слизистые покровы непроницаемы для патогенных микробов и их токсинов, а с другой – они способны удалять инородные вещества (работа слизистых желез и мерцательных ресничек дыхательного эпителия, двигательные рефлексы защитного характера (чиханье и кашель), способствующие выбрасыванию инородных частиц со слизью и мокротой).

Отделяемое слизистых оболочек также обладает бактерицидными свойствами. В этом отношении большое значение имеет лизоцим – вещество, содержащееся в слезах, мокроте, слюне, которое растворяет ряд микробов. Желудочный сок убивает некоторые проникающие в желудок патогенные микроорганизмы благодаря содержанию в нём соляной кислоты. Таким же действием обладают секрет эпителия тонких кишок и желчь.

Если микробам удаётся проникнуть через кожные и слизистые барьеры во внутреннюю среду организма, то они наталкиваются на внутренние барьерные приспособления. Такие микробы задерживаются, прежде всего, в лимфатических узлах. Мощной преградой для проникновения чужеродных веществ (ядов, тяжёлых металлов), а также и ряда бактерий является печень. Подобные бактерии выделяются в кишечник вместе с желчью. Задержка микробов в печени обусловливается наличием в ней элементов ретикуло-эндотелия 3. Барьерную функцию выполняют и почки. В некоторых случаях бактерии и токсины выводятся из крови почками с мочой.

При беременности плацента препятствует проникновению ряда микробов в организм плода.

Гуморальные факторы иммунитета макроорганизма, как было указано, связаны с наличием в его жидкостях бактерицидных веществ, которые убивают и растворяют микробов, проникших через барьерные механизмы.

Одним из таких веществ является пропердин (от лат. «perdere» – разрушать) – белок сыворотки крови и тканевой жидкости млекопитающих, относящийся к глобулинам. Он может как самостоятельно уничтожать или блокировать патогены, так и активировать другие факторы иммунитета – систему комплемента и фагоцитоз. Поэтому говорят даже об особой системе пропердина, в которую входят, помимо этого белка, ещё комплемент (устаревшее название – алексин) и ион магния Mg 2+. Эту систему открыл в 1954 году американский биохимик Пиллимер. Она представляет собой т.н. альтернативный путь запуска системы комплемента.

Система комплемента – это целый комплекс белков сыворотки крови. Этих белков насчитывается девять. Обозначают их большой буквой «С» с порядковыми номерами от 1 до 9, т.е., например, С2, С5 и т.д. Основная функция белков системы комплемента – опсонирующая. Они покрывают патогенный микроорганизм и в сочетании с антителами начинают разрушение его оболочки. Затем в дело вступает лизоцим сыворотки крови, который продолжает лизис патогена, а также усиливается процесс фагоцитоза.

Запуск в действие (активация) системы комплемента может происходить двумя путями: классическим (посредством нормальных антител (см. ниже)) и альтернативным (посредством пропердина (см. выше)).

Уже знакомый нам лизоцим присутствует не только в слизистых оболочках, слезах, слюне, а содержится практически во всех жидкостях организма (в том числе и в крови). Это фермент мурамидаза, обладающий большой литической активностью в отношении патогенных бактерий.

В сыворотке крови присутствуют бета-лизины – белки, синтезируемые тромбоцитами. Они термостабильны и обладают бактерицидным действием.

Фибронектин – ещё один белок плазмы крови, а также тканевых жидкостей, обладающий защитными функциями. Он синтезируется макрофагами.

В тканях человеческого организма и лейкоцитах крови присутствуют так называемые дефензины (от английского «defense» – защита) – это эндогенные пептиды-антибиотики, состоящие из ряда аминокислот. Они активны в отношении бактерий, грибков и многих вирусов.

Антимикробную гуморальную активность определяет и ещё ряд белков: лактоферрин (обладает способностью связывать железо, необходимое для метаболизма бактериальной клетки), трансферин (сывороточный бета-глобулин, вырабатываемый фагоцитами и действующий подобно лактоферрину), лактопероксидаза (содержится в слюне и материнском молоке).

К гуморальным факторам неспецифического (врождённого) иммунитета можно отнести и интерфероны (хотя действуют они не только в жидкостях организма, но и в клетках, а следовательно, могут считаться и фактором клеточного уровня иммунитета).

Интерфероны – это тоже белки. Они вырабатываются в поражённой вирусом клетке и подавляют внутриклеточное размножение ДНК и РНК вирусов. Однако сверх того они защищают и другие клетки данной области, индуцируя и у них выработку антивирусных белков.

Однако на этом роль интерферонов не заканчивается. Установлено, что они, кроме самостоятельного действия на поражённые или поражаемые вирусом клетки, способны активировать и другие звенья иммунитета: они усиливают активность макрофагов и Т-лимфоцитов, контролируют воспалительную реакцию и даже могут защитить организм от опухолей. Очевидно, именно с функцией активизации других участков иммунной системы связано то обстоятельство, что, оказывается, индукцию синтеза интерферонов вызывают не только вирусы, но и бактерии, риккетсии, простейшие и даже попавшие в организм синтетические соединения.

Различают три вида интерферонов:

1) Альфа-интерфероны. Продуцируются лейкоцитами, оказывают противовирусное и противоопухолевое действие.

2) Бета-интерфероны. Продуцируются фибропластами и оказывают противоопухолевое действие.

3) Гамма-интерфероны. Продуцируются лимфоцитами и оказывают иммуномодулирующее действие.

Казалось бы, интерфероны – мощное средство защиты организма. Однако, к сожалению, – далеко не панацея от всех бед, т.е. патогенов, проникших в организм. Некоторые вирусы могут подавлять их образование внутри заражаемых ими клеток. Видимо, что-то подобное происходит и в случае с COVID-19, хотя здесь вопросов пока больше, чем ответов, потому что в значительном количестве случаев выздоровления от этого вируса специфических антител в крови выздоровевших не обнаруживается. А это может говорить об «интерферонном ответе» на данный патоген.

В общем, интерфероны – это быстрый ответ организма на получение клетками неспецифического сигнала чужеродности. Но очень часто «интерферонный ответ» – лишь первая «линия обороны» организма на гуморальном уровне, которая стимулирует другие звенья иммунитета, задерживает продвижение «врага» в организме, тем самым давая ему время на выработку антител и иммунных клеток.

Весь этот комплекс веществ, вся эта группа факторов гуморального иммунитета неспецифичны, они оказывают бактерицидное действие на многие виды патогенных микроорганизмов, проникающих в макроорганизм.

Однако гуморальный иммунитет включает и специфическую защиту – образование антител как реакцию на вторжение в организм определённого патогена. Поэтому подробный разговор об антителах будет несколько ниже, а именно тогда, когда речь пойдёт о механизмах приобретённого иммунитета.

Тем не менее необходимо отметить, что, как установлено, определённое количество антител нормально присутствует в сыворотке крови (т.н. нормальные или естественные антитела), т.е. не связано с иммунизацией (естественной или искусственной). Таким образом, эти антитела являются фактором врождённого иммунитета, т.е., очевидно, представляют собой следствие длительного эволюционного приспособления макроорганизма к борьбе с патогенными микробами. Выше мы отмечали, что именно нормальные антитела активируют систему комплемента по классическому пути.

Наконец, клеточный уровень врождённого иммунитета исторически связывали, прежде всего, с явлением фагоцитоза.

Фагоцитозом называют поглощение всевозможных посторонних тел, в том числе и микробов, клетками организма. Клетки, обладающие способностью фагоцитировать, называют фагоцитами.

Основателем учения о фагоцитозе является великий русский учёный Илья Ильич Мечников.

Современники И.И. Мечникова Эрлих, Кох, Леффлер считали, что единственным защитным механизмом макроорганизма против инфекционного начала являются специфические антитела. И.И. Мечников, будучи биологом и сторонником учения Дарвина, подошёл к изучению иммунитета с позиций сравнительной физиологии и патологии. Им были изучены на различных ступенях зоологической лестницы процессы внутриклеточного пищеварения и воспаления как защитной реакции организма против различных вредных агентов.

В результате И.И. Мечников доказал, во-первых, что воспаление, наблюдаемое при различных инфекционных заболеваниях, сопровождается фагоцитозом, а следовательно, воспаление является для организма не вредным, а полезным процессом, защитной реакцией; во-вторых, что фагоцитоз даже у высокоорганизованных существ отображает функцию пищеварения. В процессе эволюции это внутриклеточное пищеварение превратилось в специфический защитный механизм.

Мечников делил клетки, способные к фагоцитозу, на две группы: микрофаги и макрофаги. К первым им относились полинуклеары, ко вторым – большие моноциты крови и клетки ретикуло-эндотелиальной системы (эндотелиальные клетки капилляров, купферовские клетки, клетки соединительной ткани).

Собственно, сами названия отражали лишь разницу в размерах фагоцитов: «микрофаги» – «малые пожиратели» (размер – от 6 до 8 микрон), «макрофаги» – «большие пожиратели» (размер – до 20 микрон).

И те, и другие являются лейкоцитами, т.е. белыми кровяными клетками. Фагоцитоз и тех, и других проходит одинаковые стадии: 1) движение к фокусу инфекции и эмиграция (просачивание) через стенки капилляров в ткани организма; 2) захватывание микробов; 3) внутриклеточное переваривание фагоцитированного микроба.

Однако уже И.И. Мечниковым было замечено, что микрофаги – это клетки-полинуклеары, т.е. клетки, имеющие сегментированное ядро (употребляются также термины «многолепестковые ядра», «лопастные ядра», «полиморфные ядра»), а макрофаги – клетки, ядро которых несегментированно, монолитно, имеет округлую форму.

Наблюдая за явлением фагоцитоза, И.И. Мечников пришёл к выводу, что фагоцитарная активность клеточных элементов является причиной благоприятного течения инфекции. Тот факт, что инфекционный процесс в организме сопровождается очень часто увеличением числа лейкоцитов в нём, также, по мнению И.И. Мечникова и его учеников и последователей (Савченко, Высоковича, Тарасевича, Заболотного и др.), является доказательством их значения в естественном иммунитете.

Словом, Мечников открыл существование клеточного уровня иммунитета. Более того, он и его последователи были склонны считать этот уровень основным в иммунной защите организма, в отличие от Эрлиха и его школы, которые отдавали «пальму первенства» антителам, т.е. уровню гуморальному. Разница подходов между этими двумя школами ставила и вопрос о том, какой иммунитет более важен – врождённый (Мечников) или приобретённый (Эрлих).

Примечательно, что оба учёных в 1908 году получили за свои исследования в области микробиологии и иммунологии Нобелевскую премию. Другими словами, одновременное вручение премии двум оппонентам говорило о том, что научная общественность тогда ещё не определилась в отношении правоты одного из них. Во всяком случае, не определился Нобелевский комитет. И в дальнейшем «раскол» по вопросу «первенства» клеточного или гуморального, врождённого или приобретённого иммунитета не был в науке преодолён: если советская биология и медицина стояли на позициях Мечникова, то западная наука – на позициях Эрлиха. Конечно, подобное утверждение носит несколько упрощённый и обобщённый характер, но, в целом, оно верно.

Однако со времени Мечникова (умер в 1916 году) и Эрлиха (умер в 1915 году) процесс накопления знаний об иммунитете человека и животных не останавливался. Учёными было получено очень много данных об его устройстве и принципах функционирования. И эти данные, по сути, примирили две «противоборствующие» школы. Но обо всём по порядку.

Было, в частности, установлено, что лейкоциты (т.е. белые клетки крови) имеют не две разновидности (макрофаги и микрофаги), а три. Третья разновидность – лимфоциты (от латинского «лимфа» – влага, чистая вода и греческого «цитос» – вместилище, клетка).

Причём, макрофаги (другое их название – моноциты) составляют всего от 2 до 6% от общего количества лейкоцитов в организме, микрофаги (кстати, этот термин сейчас, в отличие от термина «макрофаг», который вполне современен, считают устаревшим; учёные предпочитают употреблять термин «гранулоциты») – от 60 до 70% (т.е. это самая большая группа лейкоцитов), лимфоциты –от 20 до 30%.

Но, несмотря на не самый большой «удельный вес» среди лейкоцитов, лимфоциты – важнейшие клетки иммунной системы, обеспечивающие как гуморальный иммунитет (в части его основного компонента, т.е. они вырабатывают антитела), так и клеточный иммунитет (контактное взаимодействие с патогенами). Также они регулируют деятельность клеток других типов, обеспечивающих иммунную защиту организма.

Кстати, надо иметь в виду, что хоть лимфоциты и являются клетками крови, но непосредственно в крови их всего около 2% от общего количества, остальные 98% находятся в различных тканях.

Огромная роль лимфоцитов в функционировании иммунитета человека и животных заставила учёных ткани иммунной системы назвать лимфоидными.

Лимфоидные ткани делятся на центральные и периферические.

Центральные – это тимус (вилочковая железа) и костный мозг (у птиц центральный орган – сумка (или бурса) Фабрициуса). В центральных органах происходит образование, созревание и, как говорят, «обучение» всех видов лейкоцитов. Под созреванием и «обучением» приходится понимать их дифференциацию по типам и функциям. Когда эта дифференциация происходит, клетки становятся иммунокомпетентными (это также современный научный термин), поступают в циркуляцию в кровь и лимфу и заселяют периферические органы иммунной системы.

Периферические органы – это селезёнка, лимфатические узлы, нёбные миндалины, аденоиды, аппендикс, пейеровы бляшки кишечника, групповые лимфатические фолликулы мочеполового и дыхательного трактов и др. К периферическим органам иммунной системы относят также кровь и лимфу. В этих органах непосредственно и осуществляются все реакции клеточного и гуморального иммунитета.

Лимфоциты образуются в костном мозгу из т.н. лимфоидной стволовой клетки. Они делятся на две основные большие субпопуляции: Т-лимфоциты и В-лимфоциты.

Т-лимфоциты отвечают, главным образом, за клеточный иммунный ответ, т.е. главная их задача – обеспечение клеточного уровня иммунитета.

Образовавшись из лимфоидной стволовой клетки, Т-лимфоциты поступают в тимус, где происходит их созревание и образуются все их разновидности, отличающиеся друг от друга выполняемыми функциями:

– Т-хелперы (помощники, от английского слова «help» – помощь) – распознают внедрившийся патоген (антиген), стимулируют выработку антител (как – об этом ниже), активируют макрофаги (т.е. так или иначе участвуют как в гуморальном, так и в клеточном иммунном ответе).

– Т-киллеры (т.е. убийцы) или цитотоксичные Т-лимфоциты (ЦТЛ) – распознают патоген и уничтожают его без участия антител и комплемента посредством выделяемых ими ферментов-токсинов (лимфотоксинов) (т.е. это – «чистой воды» клеточный иммунитет).

– Т-индукторы – распознают патоген (антиген) и увеличивают активность иммунокомпетентных клеток (хелперов, киллеров, макрофагов), т.е. являются участниками и гуморального, и клеточного иммунных ответов.

– Т-супрессоры – в отличие от индукторов, снижают активность иммунокомпетентных клеток, регулируя, таким образом, интенсивность и гуморального, и клеточного иммунных ответов.

– Т-эффекторы ГЗТ (гиперчувствительности замедленного типа) – участвуют в аллергических реакциях замедленного (клеточного) типа, в отличие от ЦТЛ не обладают прямой токсичностью, а разрушают патогены опосредованно (через другие клетки).

– Т-клетки памяти – долго сохраняют «память» о патогене (антигене), при его повторном попадании в организм способствуют более быстрому и сильному иммунному ответу.

В-лимфоциты. Главная их задача – выработка антител, т.е. они обеспечивают главную составную часть гуморального иммунного ответа.

В отличие от Т-лимфоцитов, В-лимфоциты в тимус не мигрируют. Их созревание завершается в костном мозге.

Под влиянием антигенов они превращаются в плазматические клетки, которые и образуют антитела против этих антигенов.

Среди В-лимфоцитов существует разновидность – В-клетки памяти, которые, подобно Т-клеткам памяти, «запоминают» патоген, активизируя гуморальный иммунный ответ при его новом попадании в организм.

Но есть среди лимфоцитов, по крайней мере, ещё две (гораздо меньших по размеру) субпопуляции – это т.н. нулевые лимфоциты и т.н. NK-клетки (или натуральные киллеры).

Нулевые лимфоциты не проходят дифференциацию в органах иммунной системы. Можно сказать, что это незрелые формы лимфоцитов. Их расценивают как резервную популяцию недифференцированных лимфоцитов и считают, что они при необходимости способны превратиться в В- или Т-лимфоциты. В то же время нулевые лимфоциты обладают цитотоксичностью, т.е., и не будучи дифференцированными, способны «убивать» клетки-мишени. На их долю приходится 10 – 20% лимфоцитов крови. Если же вспомнить, что в крови циркулирует всего 2% лимфоцитов, то можно представить «скромные размеры» этой лимфоцитарной субпопуляции.

NK-клетки – это разновидность лимфоцитов, которая довольно сильно «смущает» учёных. Вот, например, какое высказывание можно прочесть в связи с существованием этих клеток: «Представления о Т-лимфоцитах и В-лимфоцитах устарели…Такое деление не учитывает множество клеток, не являющихся потомками ни Т-, ни В-ростка. Классическим примером для аргументации неточности этой классификации являются естественные киллеры (NK-клетки)…» (Википедия; статья «Костный мозг», стр. 2).

И, действительно, хоть NK-клетки и происходят от лимфоидных стволовых клеток костного мозга, но, как сказано в цитате выше, ни Т-, ни В-ростки их «предками» не являются. Своеобразие происхождения ведёт и к своеобразию строения. Если все лимфоциты – это мононуклеары (т.е. обладают несегментированным ядром) и агранулоциты (т.е. их цитоплазме не присуща зернистость – наличие в ней большого количества специфических гранул), то NK-клетки – мононуклеары, но при этом они являются гранулоцитами, т.е. зернистость их цитоплазме присуща. «Большие гранулярные лимфоциты» – такое определение им часто дают.

Своеобразие проявляется и в выполнении ими своих функций. Казалось бы, их функции схожи с Т-киллерами: они не способны на фагоцитоз, но убивают патогены посредством токсичных для последних ферментов. Однако разница в выполнении этой задачи, способе выполнения всё же имеется. Начнём с того, что NK-клетки, в отличие от Т-лимфоцитов, не проходят «подготовку», т.е. дифференциацию функций, в тимусе. В кровь они выходят напрямую из костного мозга, а затем мигрируют в ткани. Таким образом, весьма сложным комплексом с «индивидуальным набором» функций, который представляют из себя Т-лимфоциты, NK-клетки не являются. И хотя исследования последних лет показали, что определённые субпопуляции есть и у натуральных киллеров, но, тем не менее, о такой «дифференциации задач», как у Т-лимфоцитов, речи и близко не идёт (во всяком случае, пока) [1; 2 – 4].

Подобно Т-лимфоцитам, NK-клетки имеют значительное количество рецепторов, но рецепторы эти характеризуются гораздо меньшим разнообразием, другими словами – они не столь антиген-специфичны. А посему и «врага», т.е. патоген, NK-клетки находят не так, как это делают Т-киллеры: если последние сами распознают антиген, то первые привлекаются в очаг патологии и активируются в большей степени веществами (цитокинами и хемокинами), секретируемыми другими клетками врождённого иммунитета, в первую очередь гранулоцитами, или вирус-инфицированными клетками других тканей в очаге инфекции (т.е. речь идёт об интерферонах).

Нет среди NK-клеток и клеток памяти (в отличие от Т- и В-лимфоцитов). Хотя нельзя не отметить, что в последние годы в мышиных моделях у натуральных киллеров обнаружены некоторые признаки иммунологической памяти, а именно наличие популяции патрулирующих NK-клеток в лимфоидных и нелимфоидных органах и более быстрый их ответ (чем обычный ответ NK-клеток) на повторное появление антигена, что как раз и говорит о существовании функции памяти. Но данный вопрос требует дальнейшего уточнения.

В целом же, можно уверенно констатировать, что NK-клетки оказывают неспецифическое цитотоксичное действие на широкий спектр патогенов (опухолевые клетки, клетки, повреждённые вирусами, бактериями, простейшими). Другими словами, они представляют собой один из факторов клеточного врождённого иммунитета.

Количество NK-клеток (от общего количества лимфоцитов) невелико. Скажем, в крови их содержание составляет всего от 5 до 10% (напомним, что в крови содержится всего 2% лимфоцитов). В лимфоидных органах (лимфатических узлах, селезёнке, миндалинах) их и того меньше. Зато довольно много в печени и эндометрии матки.

Гранулоциты. Своё название эти лейкоциты получили вследствие наличия в их цитоплазме значительного количества специфических гранул.

Размеры гранулоцитов – 6 – 8 микрон в диаметре.

Сразу скажем о том, почему название «микрофаги» фактически попало в разряд устаревших. Дело в том, что, с одной стороны, не все родственные по своему происхождению и строению лейкоциты-гранулоциты, к которым относятся и микрофаги, обладают функцией фагоцитоза. С другой стороны, лейкоциты-гранулоциты, выполняющие функцию фагоцитоза, относятся не к одному подвиду (подгруппе, субпопуляции) гранулоцитов. При такой ситуации употребление наименования «микрофаги», действительно, может только вносить путаницу. И если уж его и использовать, то только в историческом смысле, т.е. как термин, который когда-то употреблялся в биологической и медицинской науке.

Вырабатываются гранулоциты миелоидной стволовой костного мозга, т.е. той, от которой после ряда трансформаций происходят и тромбоциты, и эритроциты, и моноциты-макрофаги. Т.е. гранулоциты хоть и лейкоциты, но «отдалённые родственники» лимфоцитов и гораздо ближе «по степени родства» к другим лейкоцитам – макрофагам.

Ядро гранулоцитов поделено на отдельные сегменты. Поэтому их ещё иногда называют полинуклеарными (т.е. многоядерными) лейкоцитами, хотя ядро у них всё-таки одно.

Гранулоциты попадают в кровь из костного мозга, т.е. через тимус они не проходят. При этом в костном мозге остаётся значительный резерв гранулоцитов, который периодически, по мере необходимости, выбрасывается в кровь. Причина подобного «резервирования» и «переброски подкреплений» в том, что гранулоциты-микрофаги в результате борьбы с патогеном погибают, и, следовательно, их запас в крови необходимо постоянно пополнять.

Гранулоциты отвечают за защиту организма от бактерий (в наибольшей степени), вирусов, грибков и паразитов. Кроме того, они способны фагоцитировать и мёртвые клетки организма, тем самым очищая его. Итогом борьбы и гибели гранулоцитов-микрофагов является образование гноя.

Таким образом, гранулоциты обеспечивают клеточный иммунный ответ.

Гранулоциты делятся на несколько разновидностей:

– Нейтрофилы (65 – 70% от общего количества гранулоцитов). В их гранулах содержится большое количество антибиотических белков (лизоцим, липопероксидаза и ряд других). Именно эти белки-антибиотики и обеспечивают фагоцитоз поглощённого нейтрофилом патогена.

– Эозинфилы. Также способны фагоцитировать и уничтожать различные микробы. Но их главная функция – борьба с проникшими в организм паразитами (гельминтами). Эозинфилы «узнают» гельминтов, «стыкуются» с ними и выделяют в зону контакта белки-перфорины, которые, встраиваясь в клеточные оболочки гельминта, делают их пористыми. Внутрь клеток гельминта устремляется вода, и он погибает от осмотического шока.

– Базофилы. Делятся на собственно базофилы, циркулирующие в крови, и тучные клетки, находящиеся в различных тканях. Главная их задача – выработка веществ, стимулирующих т.н. анафилаксию, т.е. повышенную чувствительность организма к повторному внедрению в организм патогена. Функцией фагоцитоза они не обладают вообще.

Таким образом, И.И. Мечников мог называть микрофагами два вида гранулоцитов – нейтрофилы и эозинфилы.

В некоторых современных работах можно прочесть, что И.И. Мечников открыл «явление фагоцитоза – захвата и уничтожения» микробов и других чужеродных организму биологических частиц «специальными клетками – макрофагами и нейтрофилами» [47; 3]. Если к утверждению об открытии великим русским учёным клеток-макрофагов нет никаких «претензий», то утверждение об открытии им нейтрофилов выглядит весьма сомнительно. Дело в том, что оно явно «модернизирует» исторический факт: И.И. Мечников ни о каких нейтрофилах понятия не имел (ни названия такого не употреблял, ни о подразделении гранулоцитов на разные группы не знал – это было выяснено значительно позже). Сверх того, ведь, как мы говорили, фагоцитоз присущ не только нейтрофилам (это их основная функция), но и эозинфилам (это не основная их функция, но её они тоже выполняют). Следовательно, Илья Ильич мог наблюдать фагоцитоз, осуществляемый не только нейтрофилами, но и эозинфилами, и под введённый им термин «микрофаги» могли попадать и те, и другие. Поэтому нам представляется более правильно не впадать в «осовременивание» истории научных открытий, а быть историчными и попросту точными (это как общий принцип) и говорить в данном конкретном случае об открытии И.И. Мечниковым фагоцитоза, осуществляемого макрофагами и микрофагами.

Макрофаги (моноциты). Сохранившие официально своё название со времён Мечникова фагоциты.

Сразу отметим следующий нюанс. Понятия «моноцит» и «макрофаг» – не полные синонимы. Да, всякий макрофаг – моноцит. Но не всякий моноцит – макрофаг. Строго говоря, моноциты – это клетки-предшественники макрофагов, их непосредственные «прародители». Но об этом немного ниже.

Моноциты – агранулоциты и мононуклеары. Т.е. их цитоплазма не содержит гранул-зёрен, и ядро у них – несегментированное. Этими особенностями своего строения моноциты близки к большинству лимфоцитов, являющихся именно агранулоцитами (за исключением NK-клеток), и всем без исключения лимфоцитам, являющимся мононуклеарами.

Ядерно-цитоплазматическое соотношение у моноцитов – 1:1. Отсюда, очевидно, и произошло их название (от греческого «моно» – один и от греческого «цитос» – клетка).

Цитоплазма моноцитов богата лизосомами, которые содержат литические ферменты.

Если по особенностям строения (агранулоциты, мононуклеары) моноциты кажутся «близкими родственниками» лимфоцитов, то их происхождение выдаёт гораздо более «близкое родство» с гранулоцитами. Моноциты образуются в костном мозге из стволовых клеток миелоидного ряда (как и гранулоциты), только из их моноцитарно-макрофагального ростка. В сравнении со своими «родственниками»-гранулоцитами они действительно великаны – 18 – 20 микрон в диаметре, т.е., примерно, в три раза больше гранулоцитов.

Из костного мозга моноциты сразу попадают в кровь, где продолжается их созревание, но и там оно не заканчивается. Причём, в отличие от гранулоцитов, резервов моноцитов в костном мозге не существует. Правда, часть моноцитов в нём всё-таки остаётся и здесь «дозревает», превращаясь уже собственно в макрофаги. Но эта группа – вовсе не резерв. Для этих макрофагов костный мозг – место их «постоянной боевой службы», т.е. они выполняют функцию защиты данного органа.

Часть моноцитов остаётся в крови. Они либо циркулируют по ней, либо «стоят», примыкая к сосудистой стенке. Причём, последних примерно в 3,5 раза больше, чем первых.

Но большинство моноцитов мигрирует в различные ткани организма. Именно здесь они окончательно «дозревают» – трансформируются в тканевые макрофаги. В тканях макрофагов-моноцитов в 25 раз больше, чем в крови. Т.е. макрофаги костного мозга, о которых говорилось чуть выше, – это также тканевые макрофаги.

Больше всего тканевых макрофагов содержится в печени (около 56%), в лёгких их около 15%, селезёнке – около 15%, перитонеальной полости – около 8%. «Остаток» приходится на остальные ткани.

Главная функция, которую выполняют макрофаги – фагоцитоз. Они способны поглощать бактерии, простейших, вирусы, крупные инородные частицы и умершие клетки, очищая от последних организм. В отличие от гранулоцитов-микрофагов, макрофаги, фагоцитируя патоген, не погибают (их гибель возможна только при наличии у фагоцитированного материала каких-либо токсичных для макрофага свойств).

Фагоцитоз – типичнейшее проявление клеточного иммунитета (клеточного иммунного ответа). Таким образом, макрофаги (моноциты) – типичные клетки, обеспечивающие этот вид иммунитета.

Однако выполняют они и ещё одну функцию: презентуют на своей поверхности части поглощённых и переваренных ими патогенов. Эта презентация антигена активизирует иммунный ответ со стороны Т-лимфоцитов (ещё одних представителей именно клеточного иммунитета) и В-лимфоцитов, которые начинают выработку специфических антител. А вот это уже гуморальный уровень иммунитета, более того – иммунитет не врождённый, а приобретённый.

Т.е. одна и та же клетка обеспечивает и клеточный, и отчасти гуморальный иммунный ответ. И, кроме того, является частью как врождённого, так и приобретённого иммунитета. Перед нами яркая иллюстрация того, что разделение иммунитета на клеточный и гуморальный уровни во многом условно. Во всяком случае, эти уровни тесно взаимосвязаны. А также и пример того, что связаны между собой теснейшим образом также и врождённый, и приобретённый виды иммунитета (то, о чём мы говорили несколько выше, повествуя о «противостоянии» школ Эрлиха и Мечникова, и о чём ещё поговорим более подробно).

Сейчас же отметим ещё одно обстоятельство. В своё время открыватель явления фагоцитоза И.И. Мечников, наблюдая, как действуют макрофаги, пришёл к выводу, что они появляются непосредственно в органах, в них превращаются определённые клетки соединительной ткани (например, купферовские клетки печени, клетки эндотелия капилляров некоторых органов, гистоциты рыхлой соединительной ткани), а также моноциты крови. И.И. Мечников предложил назвать систему этих клеток ретикуло-эндотелиальной системой (РЭС). Позже в честь замечательного русского учёного ей дали также название системы макрофагов Мечникова.

Долгое время учение о РЭС не оспаривалось. Но наука идёт вперёд. И, как мы уже описали выше, сейчас известно, что макрофаги не рождаются в различных органах из клеток соединительной ткани. Место их рождения – клеточный мозг, откуда они мигрируют в кровь, а уже из последней проникают в ткани различных органов, где и происходит процесс их «дозревания» из моноцитов в собственно макрофаги. И.И. Мечников совершенно верно увязал моноциты крови с макрофагами, но ошибся относительно источника их появления в тканях других органов. Т.е. сейчас представление о РЭС как системе клеток различных органов, перерождающихся в макрофаги, – устарело. В наше время говорят лишь о системе мононуклеарных фагоцитов, т.е. системе макрофагов, по сути. Однако из этого нового официального наименования почему-то исчезло имя Мечникова, что мы считаем абсолютно недопустимым. Первооткрыватель фагоцитоза, выяснивший его происхождение и значение в защите организма, установивший наличие самой системы макрофагов в тканях организма, вполне заслужил, чтобы эта система носила его имя – система макрофагов (или система мононуклеарных фагоцитов) Мечникова. Ошибка же учёного в определении места зарождения макрофагов-моноцитов – лишь иллюстрация сложности, тернистости пути научного познания, никоим образом не отменяющая подлинных заслуг учёного, его открытий, в том числе и конкретно открытия системы макрофагов.

Таким образом, к системе клеточного иммунитета необходимо относить деятельность следующих клеток (все они – лейкоциты): Т-лимфоцитов, нулевых лимфоцитов, NK-клеток (натуральных киллеров), гранулоцитов-микрофагов (нейтрофилов и эозинфилов), моноцитов-макрофагов. Если во времена И.И. Мечникова и долгое время позже клеточный иммунитет сводился к фагоцитозу, т.е. к фагоцитам, то сейчас известно, что перечень клеток, обеспечивающих данный уровень иммунного ответа организма, значительно шире. И действуют они не только посредством фагоцитоза, но уничтожают вторгшийся патоген и другими способами.

Итак, повторим, клеточная иммунная защита связана с деятельностью иммунокомпетентных клеток, которые вступают с патогеном в непосредственный контакт и тем или иным способом уничтожают его.

Приобретённый иммунитет. Необходимо сказать, что на данный момент термин «приобретённый иммунитет» считается устаревшим. Вместо него в науке используется термин «адаптивный иммунитет».

Со своей стороны скажем, что с подобной заменой терминов не согласны. И вот почему. В самом деле, что такое адаптивный иммунитет? «Адаптивный» значит «приспособительный». Т.е. это иммунитет, который организм приобрёл, приспосабливаясь к условиям борьбы с каким-то новым для организма патогеном. Или, другими словами, иммунитет, который служит цели защиты организма от какого-то неизвестного ранее организму возбудителя заболевания.

Легко заметить, что в первом определении ключевым словом является слово «приобрёл», т.е. речь идёт всё-таки о приобретённом иммунитете (и тогда неясно, зачем его переименовывать в адаптивный).

Во втором же определении ключевым является указание на функцию – служит цели защиты от неизвестного патогена. Но здесь, во-первых, возникает логическое противоречие, т.к. логический ряд выстраивается из разнородных понятий. Действительно, ряд «врождённый, адаптивный» подобен ряду «синий, красный, квадратный». Термин «врождённый» указывает на происхождение иммунитета, а термин «адаптивный» – на его функцию. Во-вторых, всякий иммунитет адаптивный, даже врождённый, ибо данный иммунитет – это эволюционно возникшая у организма постоянная защита, позволившая ему приспособиться (адаптироваться) к жизни в условиях, когда некоторые микроорганизмы стали стремиться на нём паразитировать, т.е. стали для него патогенами.

Исходя из вышеизложенных соображений, повторяем, что считаем правильным употребление термина «приобретённый иммунитет».

Итак, приобретённый иммунитет – это иммунитет, который развивается у организма в течение жизни.

В данном случае разговор не будет идти о пассивном приобретённом иммунитете новорождённого (т.н. плацентарном или материнском), который исчезает у младенца после полугода.

Нас интересует иммунитет, возникающий у организма после проникновения в него патогена в ходе инфекционного процесса (постинфекционный иммунитет) или в результате искусственного введения в него ослабленного или мёртвого патогена (поствакцинальный иммунитет). Реакция организма в обоих случаях одинакова: главный защитный механизм – выработка антител.

Но при этом, как отмечают учёные, в общем-то, в организме действуют те же регуляторные механизмы, что и при врождённом иммунитете, т.е. процессы выделения, фагоцитоз, реактивность организма в целом, защитные свойства кожи и слизистых оболочек. Образование антител, которое считается специфической формой защиты, также можно рассматривать с точки зрения физиологических функций организма.

Таким образом, невосприимчивость организма обусловлена сложным комплексом защитных реакций, которые развиваются в целостном организме и неотделимы от общих физиологических закономерностей и механизмов. Подобно другим функциям организма, приобретённый иммунитет развивается в результате взаимоотношений организма с внешней средой. И тогда совершенно ясно, что теснейшим образом связаны между собой иммунитеты врождённый и приобретённый. Каждый из них – часть единого целого. Они действуют сообща. Для советской биологической и медицинской наук, шедших по стопам И.И. Мечникова, развивавших его взгляды, это было совершенно очевидно. Для науки западной всё это явилось своеобразным откровением. Но об этом чуть ниже. А сейчас вернёмся непосредственно к механизмам приобретённого иммунитета.

Для того, чтобы в организме начал вырабатываться главный элемент приобретённого иммунитета – антитела, необходимо внедрение в организм патогена, защиты от которого не обеспечивают механизмы врождённого иммунитета. В этом смысле данный патоген можно назвать новым для организма (конечно, новым – условно, т.к. новым в полном смысле этого слова он будет только при первом внедрении в организм; в дальнейшем организм его уже будет знать).

Всякий патоген для макроорганизма является антигеном (даже набором антигенов), т.е. в дословном переводе «чужеродным».

Антигены бывают полноценными и неполноценными.

Полноценные антигены способны вызывать образование антител и вступать с ними в реакцию, в результате которой антиген в той или иной степени обезвреживается (т.е. становится неопасным для организма). Полноценными антигенами являются, главным образом, вещества белковой природы.

Неполноценные антигены, или гаптены, вступают в реакцию с антителами, но не способны вызвать в организме образование антител. Неполноценными антигенами являются липоиды (т.е. жиры), высокомолекулярные углеводы и ряд других веществ. Гаптены становятся полноценными антигенами, т.е. приобретают способность вызывать образование антител, при добавлении к ним некоторого количества белка.

Бактерийная клетка состоит из полноценных антигенов – белков и неполноценных антигенов. В настоящее время для большинства бактерий доказано существование двух основных антигенов: термолабильного (разрушающегося при температуре 80 градусов Цельсия), связанного со жгутиками, носящего название жгутикового, или Н-антигена, и термостабильного (не разрушающегося при температуре 80 – 100 градусов Цельсия), связанного с цитоплазмой бактерий, так называемого соматического, или О-антигена. С потерей подвижности бактерией Н-антиген утрачивается. При иммунизации подвижными бактериями получаются антитела и к тому, и к другому антигену, причём, прежде всего, антитела к жгутиковому, а затем к соматическому антигену.

У брюшнотифозной палочки, у бактерий, вызывающих пищевое отравление, помимо Н- и О-антигенов, установлен ещё один особый антиген – антиген вирулентности (Vi-антиген).

Вирусы, как и другие микроорганизмы, обладают антигенными свойствами. Однако установлено, что антитела при внедрении вирусного патогена в организм образуются далеко не всегда. Несмотря на это, организм справляется с вирусной инфекцией в значительном количестве подобных случаев. Другими словами, механизм противовирусного иммунитета имеет определённые особенности.

Антитела – вещества белковой природы, образующиеся в организме в результате внедрения в него антигена.

Выше мы говорили, что антитела в небольшом количестве содержатся в крови здоровых, неиммунизированных людей. Это т.н. нормальные (естественные) антитела. Но интенсивно антитела начинают образовываться в организме в результате инфекции или иммунизации.

Антитела характеризуются тем, что соединяются только с теми антигенами, против которых они выработаны. Это явление получило название специфичности.

Как нам представляется, о специфичности антител надо говорить не в «точечном» смысле, имея в виду каждый раз вполне конкретную инфекцию, а в смысле определённого «интервала», в котором антитела могут образовываться на целый ряд близких (родственных) инфекций.

И тем не менее специфичность – это свойство, которое отличает приобретённый иммунитет от врождённого, основным признаком которого является как раз неспецифичность, проявляющаяся на всех уровнях действия последнего.

Антитела вступают в определённую реакцию с антигеном, которая характеризуется различными внешними проявлениями. Другими словами, антитела могут оказывать на антигены различное действие:

1) Агглютинация. Склеивание антителами микробов с последующим выпадением последних в осадок. Такие антитела называются агглютининами.

Защитное действие агглютининов надо признать ограниченным, поскольку многие агглютинированные микробы не погибают, а лишь теряют свою подвижность. При этом они не только остаются живыми, но и могут продолжать размножаться. Однако собранные в кучки микробы легче фагоцитируются и подвергаются воздействию других типов антител. Т.е. агглютинины участвуют в защите организма совместно с другими факторами иммунитета.

2) Бактериолиз. Растворение патогенных бактерий под действием антител. Такие антитела называются бактериолизинами.

Под влиянием бактериолизинов микробы лишаются подвижности, их тело разбухает, теряя типичную форму, и постепенно они превращаются в круглые образования (шары) и затем в аморфную массу.

При этом бактериолизины действуют на антиген совместно с комплементами, т.е. веществами белкового характера (см. выше), способствующими бактериолитическому действию антител. Комплементы, подобно ферментам, ускоряют реакцию, но при этом, в отличие от последних, связываются и непосредственно участвуют в реакциях в определённых количествах.

3) Бактерицидное действие. Ряд антител убивает бактерий. Их называют бактерицидные антитела. Однако бактерицидное и бактериолитическое действие антител – один и тот же процесс. И по какой схеме пойдёт воздействие антитела на микроба, зависит не от свойств антитела, а от особенностей микроба.

При бактерицидном действии сыворотки, содержащей антитела, наступает только гибель микробов. При этом микробы претерпевают сравнительно небольшие морфологические изменения (в этом заключается отличие от случая, когда сыворотка оказывает бактериолитическое действие).

4) Преципитация. Антитела могут при соприкосновении с антигеном вызывать образование осадка – преципитата. Подобные антитела именуются преципитинами. За этой реакцией может стоять как простое ослабление микробов, так и их гибель.

5) Нейтрализация ядовитого действия. Осуществляющие подобную функцию антитела – это антитоксины. Они появляются в сыворотке крови в ответ на выделение патогенами экзотоксинов.

6) Повышение фагоцитарной функции. Наличие подобного действия иммунной сыворотки на фагоциты заметил ещё И.И. Мечников. Вызывают такую реакцию два вида антител – опсонины (от латинского «opsono» – приготовляю пищу) и бактериотропины (или просто – тропины). Опсонины – термолабильные антитела, т.е. легко разрушаются при малейшем нагревании сыворотки. В отличие от них, бактериотропины (тропины) – термостабильны. И те, и другие действуют только в присутствии комплемента.

7) Нейтрализация вирусов. Считается отдельной функцией антител. Выполняют её вируснейтрализующие антитела.

Какие бы функции ни выполняли антитела, по какому бы принципу они ни действовали, все они являются белками группы глобулинов, точнее – иммуноглобулинов (условное обозначение – Ig).

Известно пять классов иммуноглобулинов человека: G, M, A, D, E. (условные обозначения соответственно – IgG, IgM, IgA, IgD, IgE). Они все являются антителами к каким-либо антигенам.

Ранее предполагалось, что каждому из видов воздействия антител на антигены соответствует определённый тип антител. Однако впоследствии оказалось, что тип реакции «антиген – антитело» определяется во многом физическими свойствами антигена.

И тем не менее определённая «специализация» между типами иммуноглобулинов существует.

Молекулы иммуноглобулинов всех классов построены из полипептидных цепей двух видов: лёгких (L), с молекулярной массой около 22 000, одинаковых для всех классов иммуноглобулинов, и тяжёлых (Н), с молекулярной массой от 50 000 до 70 000, в зависимости от класса иммуноглобулина. Структурные и биологические особенности каждого класса (в том числе и особенности взаимодействия с антигенами), таким образом, обусловлены особенностями строения их тяжёлых цепей.

Каждое антитело способно распознавать не только уникальный элемент какого-либо патогена, отсутствующий в организме, т.е. антиген, но и, в пределах данного антигена, – определённый его участок – эпитоп. Именно с ним и вступают в реакцию активные центры антител – паратопы.

Подобная специфичность антител обусловлена вариабельностью отдельных участков как тяжёлых, так и лёгких цепей иммуноглобулинов (эти участки обозначаются –V). При этом в цепях есть и постоянные (константные) участки (обозначаются – С). В молекуле иммуноглобулина образуются два типа антигенсвязывающих фрагментов – т.н. Fab (их два) и Fc. Fab отвечает непосредственно за связывание эпитопов антигена, а Fc может связывать комплемент и взаимодействовать с клеточными рецепторами макрофагов, моноцитов, гранулоцитов, лимфоцитов.

Классы иммуноглобулинов IgG, IgD, IgE и в значительной степени IgA по своему строению (морфологии) – т.н. мономеры – имеют вид буквы «Y». Среди IgA есть подкласс димеров, имеющих форму соединённых между собой под углом 180 градусов двух букв «Y» (т.н. секреторные IgA).

Наконец, IgM – это большие иммуноглобулины – пентамеры, т.е. имеющие форму пяти соединённых между собой букв «Y» (похожи на снежинку).

Антитела, являющиеся иммуноглобулинами М (IgM). Как полагают учёные, IgM – наиболее эволюционно древние иммуноглобулины. Предположение вполне логичное и обоснованное, учитывая то обстоятельство, что именно иммуноглобулинами М являются в значительной степени нормальные (или естественные) антитела, присутствующие даже в неинфицированном организме и представляющие собой часть (один из элементов) неспецифического врождённого гуморального иммунитета.

Именно IgМ синтезируются на первой стадии иммунной реакции при первом проникновении микроорганизма-патогена в организм (или в том случае, если у организма на этот патоген «плохо работает память»). Процесс их синтеза достаточно длительный – иммунной системе надо время, чтобы распознать возбудителя, оптимальным путём отреагировать на него и защититься.

При разных инфекциях процесс образования IgМ занимает разное время. Скажем, при гриппе и ОРВИ – примерно неделю. За это время IgM синтезируются и побеждают вирус (если с иммунитетом у человека всё в порядке). Лечебные же мероприятия играют здесь исключительно вспомогательную роль. Отсюда-то шутка врачей про грипп и ОРВИ: «Если будешь лечить – пройдёт за неделю, не будешь – пройдёт за семь дней». При других инфекциях процесс выработки иммуноглобулинов М и их борьба с патогенами может занимать недели, месяцы (гепатиты, боррелиоз), а то и годы (скажем, в случае ВИЧ).

IgМ – большие иммуноглобулины-пентамеры (самые большие из иммуноглобулинов), настоящие «боевые» молекулы, имеющие различные агрессивные к вторгнувшимся патогенам рецепторы. Их молекулярная масса 900 000. Из иммуноглобулинов сыворотки IgМ составляют 5 – 10%.

Активность иммуноглобулинов класса М чрезвычайно велика, спектр действий – широк. Они обладают протеолитической активностью, т.е. могут растворять (расщеплять) молекулы патогенов (лизис). Могут убивать микроорганизмы-патогены, причём в одиночку, без участия других механизмов (бактерицидное действие). Высоки их агглютинирующий и опсонирующий эффекты. Также они активируют систему комплемента. Словом, IgM – «универсальные солдаты».

Антитела, являющиеся иммуноглобулинами G (IgG). Это основной класс антител, составляющий 70 – 80% от всех иммуноглобулинов сыворотки крови. В процессе первичного иммунного ответа (после первого введения антигена) они появляются позднее IgM-антител, но образуются раньше при вторичном иммунном ответе (т.е. после повторного введения антигена; правда, при условии, что организм этот антиген «запомнил»). Другими словами, IgG – это и есть антитела «памяти» организма на тот или иной патоген. Однако примечательно, что, как выяснилось, IgG есть и среди нормальных антител, т.е. они также входят в систему неспецифического врождённого иммунитета.

IgG гораздо меньше IgM. Они являются мономерами в виде буквы «Y» с молекулярной массой около 160 000. Тем не менее эти иммуноглобулины обладают довольно значительным набором функций (что и делает их основным классом иммуноглобулинов, обеспечивающих приобретение организмом иммунитета к неизвестным ранее ему патогенам). В их «ведении» находится, в основном, та самая специфичность антител, т.е. реакция на конкретный патоген. Несмотря на свой малый размер, в сравнении с IgM, IgG обладают высокой литической и бактерицидной способностью (причём могут убивать патогены также, как и IgM, без участия других иммунных механизмов). И пусть эти функции выражены у них слабее, чем у IgM, но, учитывая количество IgG, суммарный эффект получается весьма мощным. Сверх того, иммуноглобулины класса G активируют систему комплемента. Это единственный класс антител, который может проникать через плаценту и обеспечивать иммунологическую защиту плода.

Антитела, являющиеся иммуноглобулинами А (IgA). Составляют 10 – 15% от сывороточных иммуноглобулинов. Молекулярная масса – 170 000 и выше. Мономеры составляют около 80% от их количества, димеры – около 20%.

Способностью активировать комплемент IgA не обладают. Зато обладают протеолитической активностью.

Большая часть IgA играют роль «местной защиты», т.к. синтезируются плазматическими клетками, находящимися преимущественно в подслизистых тканях, на слизистой эпителиальной поверхности дыхательных путей, урогенитального и кишечного тракта, почти во всех экскреторных железах. В общую циркуляцию попадает меньшая часть IgA.

Антитела, являющиеся иммуноглобулинами Е (IgE). Молекулярная масса – 196 000. В сыворотке оказываются в крайне незначительных количествах. Также их очень мало в секреторных жидкостях. Доля от всех иммуноглобулинов – от 0,001 до 0,003%. Не обладают ни литической, ни бактерицидной активностью, не активируют систему комплемента. Особенность IgE состоит в том, что они способны фиксироваться на базофилах и тучных клетках (разновидности базофилов, находящейся в соединительных тканях), что объясняется наличием на указанных клетках большого количества рецепторов к Fc-фрагментам IgE. При соединении фиксированных на тучных клетках или базофилах иммуноглобулинов Е с антигеном возникает процесс дегрануляции этих клеток (напомним, что базофилы и тучные клетки (разновидность базофилов) являются гранулоцитами), в результате чего высвобождается гистамин. Это приводит к развитию гиперчувствительности немедленного типа (другими словами, к аллергической реакции). Поэтому ранее IgE назывались реагинами. Сейчас данное название признано устаревшим.

Выше уже говорилось, что базофилы и тучные клетки отвечают за гиперчувствительность организма. Так вот, оказывается, эту функцию они выполняют не сами по себе. Их «стимулируют» к этому иммуноглобулины класса Е. Т.е. мы вновь наблюдаем связь клеточного и гуморального иммунных ответов, а также врождённого и приобретённого иммунитетов.

Антитела, являющиеся иммуноглобулинами D (IgD). Молекулярная масса – около 180 000. Составляют всего 0,3% от общего количества иммуноглобулинов. Т.е. IgD так же, как и IgE, немного (хотя и больше последних примерно в 10 раз). Роль иммуноглобулинов D на настоящий момент не совсем ясна учёным. Однако известно, что они в качестве рецепторов присутствуют на поверхности В-лимфоцитов. Причём они появляются на мембране относительно зрелых клеток. Поэтому их наличие является свидетельством зрелости В-лимфоцитов.

Все без исключения классы иммуноглобулинов, т.е. все антитела, вырабатываются В-лимфоцитами.

Процесс этой выработки выглядит следующим образом 4.

Поверхность зрелых В-лимфоцитов покрыта густым слоем отростков, являющихся антиген-распознающими рецепторами. Эти рецепторы, «заякоренные» (существует такой почти официальный термин в иммунологии), представляют собой, как нам уже известно, иммуноглобулины класса D, т.е. антитела. Факт сам по себе очень интересный. Получается, что В-лимфоциты вырабатывают определённое количество антител, в общем-то, без непосредственного участия антигена. Повторяем, в данном случае о нормальных (естественных) антителах, участниках системы врождённого неспецифического гуморального иммунитета, мы речь не ведём. Но даже непосредственные участники системы приобретённого иммунитета, т.н. специфические антитела, появляются в какой-то части без антигенной стимуляции. Это – рецепторы В-лимфоцитов, являющиеся IgD.

Обычно утверждается, что эти рецепторы ориентированы на соответствующие антигены. Утверждение как верно, так и не верно. Весь вопрос в том, что понимать под словами «специфичность» и «соответствующий антиген».

В своё время Эрлих и его последователи полагали, что на клетках крови, отвечающих за выработку антител (тогда не только не знали о В-лимфоцитах, но и о лимфоцитах вообще; так что, разговор о клетках, вырабатывающих антитела, шёл гипотетически-теоретический, это была лишь гипотеза), есть некие рецепторы, каждый из которых отвечает за распознание строго конкретного антигена. Однако потенциальных возбудителей заболеваний в окружающей среде существует великое множество (и не перечесть!). Тогда какое же количество рецепторов должно содержаться на клетках, синтезирующих антитела? Да и откуда они могли там взяться, если организм с какой-то инфекцией не был ранее знаком (иммунитет-то приобретённый)? Это были вопросы, на которые ни Эрлих в своё время, ни его последователи значительно позже ответить не могли. И указанные слабые места прекрасно видел И.И. Мечников и его последователи, выдвигая на первое место в иммунном ответе организма фагоцитоз.