Как работает иммунная система ч. 2
Откуда берутся макрофаги? Макрофаги и все другие клетки крови в вашем организме это потомки самовостанавляющихся стволовых клеток крови — клеток, из которых происходят все клетки крови. Под самовостановлением я имею в виду, что когда стволовая клетка растет и делится на две дочерние клетки, она применяет стратегию "одна мне, одна тебе”, в которой некоторые из дочерних клеток возвращаются к стволовым клеткам, а некоторые становятся зрелыми клетками крови. Эта стратегия непрерывного самообновления гарантирует, что всегда будут оставаться стволовые клетки крови в резерве для продолжения процесса создания зрелых клеток крови.
Макрофаги настолько важны для нашей защиты, что они фактически занимают свои сторожевые позиции в тканях задолго до нашего рождения. После рождения стволовые клетки крови, которые находятся в костном мозге, могут пополнять запас макрофагов и всех других клеток крови по мере необходимости. Когда дочерние стволовые клетки крови созревают, они должны сделать выбор, который определяет, каким типом клеток крови они станут, когда вырастут. Как вы можете себе представить, этот выбор не случаен, он тщательно контролируется, чтобы убедиться, что у вас достаточно клеток крови каждого вида. Например, некоторые дочерние клетки становятся эритроцитами, которые захватывают кислород в легких и транспортируют его во все части тела. Наши “фабрики” стволовых клеток должны выпускать более двух миллионов новых эритроцитов каждую секунду, чтобы заменить потерянные клетки. Другие потомки стволовых клеток крови могут стать макрофагами, нейтрофилами или другими типами “белых” клеток крови. И точно так же, как белое вино на самом деле не белое, эти клетки тоже не белые. Они бесцветны, но биологи используют термин “белые”, чтобы указать, что им не хватает гемоглобина, и поэтому они не красные. Вот рисунок, показывающий некоторые из многих различных видов клеток крови, которыми могут стать стволовые клетки.
Когда клетки, которые могут созревать в макрофаги, сначала выходят из костного мозга и попадают в кровоток, они называются моноцитами. В общем, у нас есть около двух миллиардов этих клеток, циркулирующих в крови в любой момент времени. Это может показаться немного жутковатым, но это только на пользу. Без них у нас были бы большие неприятности. Моноциты остаются в крови в среднем около трех дней. В течение этого времени они путешествуют по капиллярам, которые представляют собой “конец линии” для кровеносных сосудов, в поисках трещины между эндотелиальными клетками, которые выстилают внутреннюю часть капилляров. Эти эндотелиальные клетки имеют форму гальки, и, вставив ногу между ними, моноцит может покинуть кровь, войти в ткань и созреть в макрофаг. В тканях большинство макрофагов просто болтаются, делают свою работу по сбору мусора и ждут, пока вы достанете занозу, чтобы сделать свою работу.
Когда макрофаги едят бактерии на занозе в вашей ноге, они выделяют химические вещества, которые увеличивают приток крови к ране. Скопление крови в этой области — это то, что делает ваш палец красным. Некоторые из этих химикатов также заставляют клетки, которые выстилают кровеносные сосуды, соединяться, оставляя промежутки между ними, так что жидкость из капилляров может просачиваться в ткани. Именно эта жидкость вызывает отек. Кроме того, химические вещества, выделяемые макрофагами, могут стимулировать нервы в тканях, окружающих занозу, посылая болевые сигналы в ваш мозг, чтобы предупредить вас о том, что что-то не совсем правильно в области большого пальца ноги.
Во время борьбы с бактериями макрофаги вырабатывают и выделяют (секретируют) белки, называемые цитокинами. Это гормоноподобные переносчики, которые облегчают коммуникацию между клетками иммунной системы. Некоторые из этих цитокинов предупреждают моноциты и другие клетки иммунной системы, путешествующие в близлежащих капиллярах, что битва идет, и побуждают эти клетки выходить из крови, чтобы помочь бороться с быстро размножающимися бактериями. Довольно скоро в пальце ноги возникает мощная “воспалительная” реакция, поскольку врожденная иммунная система борется за уничтожение захватчиков.
Итак, вот стратегия: у вас есть большой периметр для защиты, поэтому вы размещаете часовых (макрофагов), чтобы проверить захватчиков. Когда эти часовые сталкиваются с врагом, они посылают сигналы (цитокины), которые привлекают больше защитников к месту сражения. Затем макрофаги делают все возможное, чтобы сдержать захватчиков, пока не прибудет подкрепление. Поскольку врожденная реакция включает в себя воинов, таких как макрофаги, которые запрограммированы распознавать многих обычных захватчиков, ваша врожденная иммунная система обычно реагирует так быстро, что битва заканчивается всего за несколько дней.
Есть и другие игроки команды врожденной иммуной системы. Например, в дополнение к фагоцитам, таким как макрофаги, которые делают своим делом поедание чужаков, врожденная система также включает белки комплемента, которые могут пробивать дыры в бактериях, и естественные клетки-киллеры, которые способны уничтожать бактерии, паразитов, инфицированные вирусом клетки и некоторые раковые клетки. В следующей лекции мы подробнее поговорим о врожденной системе макрофагов.
Перевод книги LAUREN SOMPAYRAC "HOW THE IMMUNE SYSTEM WORKS", продолжение следует.