513

Наши внутренние войска: четкие воины лимфоциты

В предыдущем посте я рассказал о профессиональных антигенпрезентирующих и дендритных клетках. А теперь сделайте глубокий вдох и приготовьтесь к длиннопосту :)

Танец одной дендритной клетки (полное видео здесь)

Дендритная клетка собирает чужеродные антигены и спешит в лимфоузел. Что же происходит с антигенами, которые дендритная клетка принесла в лимфатический узел? Пришло время познакомиться со второй группой лейкоцитов, участвующих в иммунитете. Лимфоциты. Эволюционно более молодая и более сложная система защиты организма от вторжения. Если нейтрофилы, базофилы и эозинофилы - это пехота, которая стоит в авангарде защиты, то лимфоциты - более медленная, но и более прицельная (точная) защита от врага.

Наши внутренние войска: четкие воины лимфоциты Иммунитет, Иммунология, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Лимфоциты не имеют специальных гранул и характеризуются большим округлым ядром.

Лимфоциты относятся к агранулоцитам или незернистым лейкоцитам. Они составляют 25 - 40 (45) % от общего числа лейкоцитов (19 - 37 % в крови). Не все лимфоциты одинаковые - точно так же, как и войска: есть сухопутные, есть воздушные. Классически их делят на T-лимфоциты и B-лимфоциты (еще есть и 0-лимфоциты). Оба вида клеток образуются в костном мозге из стволовой клетки крови. Английские буквы “T” и “B” означают Thymus (тимус) и Brain/Bursa (мозг/сумка у птиц) - места, в которых происходит созревание лимфоцитов.

Мало того, что лимфоциты делятся на Т и В клетки, так каждый из них тоже дробится на группы.


Вообще, как вы убедились, существует большое количество иммунных клеток. Кроме того, они могут находиться на разной стадии развития. Чтобы как-то с этим разобраться, придумали специальную номенклатуру маркеров, по которым можно различать разные лейкоциты. Маркер - это особый белок (рецептор) на поверхности клетки, который называется кластером дифференцировки или cluster of differentiation, сокращенно - CD. Каждый белок имеет свой номер: CD1, CD2, CD3, CD4… В настоящее время их известно более 370. Каждый лейкоцит имеет свой набор CD маркеров.

Наши внутренние войска: четкие воины лимфоциты Иммунитет, Иммунология, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Т-лимфоцит под электронным микроскопом.

Сегодня нас интересуют CD8 клетки или цитотоксические Т-лимфоциты. Ещё их называют Т-киллеры. Думаю, из последнего названия можно догадаться, чем они занимаются. Задача Т-киллеров - убивать свои клетки, пораженные внутриклеточными паразитами или опухолью.

Как и любой иммунной клетке, Т-киллеру требуется опознавательная метка или некий признак, который укажет ему на врага. Если для клеток врожденного иммунитета такими признаками являются чужеродные узоры, то для лимфоцитов сигнал тревоги - это антиген. Однако лимфоциту мало одного антигена, ему нужно ещё и предоставить этот антиген. Сам по себе киллер не умеет взаимодействовать с врагом. Даже если на Т-лимфоцит упадет вирус или бактерия, он ничего не сможет поделать. Но зато он умеет связываться с MHC 1 комплексом и проверять, что же там находится. А находится там антиген. Как происходит это взаимодействие?

Наши внутренние войска: четкие воины лимфоциты Иммунитет, Иммунология, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Т-киллер (слева) поймал клетку, инфицированную вирусом

Лимфоциты-убийцы имеют на своей поверхности специальные рецепторы, которые умеют узнавать антигены в составе MHC 1 молекул. Рецепторы так и называются - Т-клеточные рецепторы или TCR (T-cell receptors). Именно благодаря им происходит начальное взаимодействие T-киллера и клетки с MHC 1.

Наши внутренние войска: четкие воины лимфоциты Иммунитет, Иммунология, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Это очень общая схема, как происходит связь TCR и MHC 1. Рецептор лимфоцита ухватился за антиген (красное пятно с буквами “Аг”). Как видите, для взаимодействия с MHC 1 лимфоциту ещё нужен и CD8 рецептор.

Каждый Т-киллер несет на своей поверхности строго специфичный тип рецепторов - то есть такой рецептор, который может распознать один определенный антиген (или несколько похожих антигенов). Так как антигенов может быть огромное множество, то и Т-лимфоцитов с уникальными рецепторами может быть очень много (миллиарды). Цитотоксический лимфоцит будет всю жизнь искать свой особенный антиген, словно добрый молодец - единственную возлюбленную. Как именно формируется такое многообразие лимфоцитов, я расскажу в следующем посте.

Однако взаимодействие лимфоцита и клетки не заканчивается только соединением MHC 1 c Т-клеточным рецептором. Мне не хочется, чтобы читатели думали, будто иммунная система - это некий относительно простой механизм, который достаточно “укрепить” какими-то волшебными таблетками, лимонами, имбирями, витаминами и прочими снадобьями.

Поэтому вот вам более подробная схема :)

Наши внутренние войска: четкие воины лимфоциты Иммунитет, Иммунология, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Синапс между лимфоцитом и антигенпрезентирующей клеткой. Сильно вникать не стОит :)

И это тоже далеко не полный список всех участников процесса. Конечно, мы не будем углубляться в дебри происходящего, иначе вы совсем перестанете читать мои посты :) Однако нужно понимать, что наш организм - это полицейское государство. Каждая десятая клетка тела представлена лимфоцитом. Поэтому работа такой системы задействует огромное количество механизмов. Кровь и лимфа омывают все ткани организма, и вместе с этим лимфоциты неустанно курсируют вокруг тканей, проверяя их целостность. Через каждый лимфатический узел за один час проходит примерно один миллиард лимфоцитов.

А внутри ближайшего лимфатического узла дендритная клетка, спешно притащившая антигены, презентирует чужеродные пептиды Т-лимфоцитам. Тот киллер, который нашел свой единственный антиген, активируется и начинает активно делиться, порождая тысячи копий себя (клоны). Получается армада бойцов, нацеленных на один конкретный антиген. Дендритная клетка приносит не один антиген, а много, потому что чужак в нашем организме оставляет много следов. На каждый след нападает свой клон лимфоцитов. Если дендритная клетка активировала CD8-лимфоцит антигенами из инфицированной клетки - горе ей!

Здесь встречаются голубой лимфоцит и оранжевая дендритная клетка. Видео бессовестно вырезано отсюда

Активированные лимфоциты покидают лимфоузел и следуют к очагу воспаления, ведомые “запахом войны” (цитокины, хемоаттрактанты и другие вещества). При встрече с инфицированной клеткой, которая выставила на своей поверхности MHC 1 с антигеном, Т-киллер задействует разные механизмы уничтожения этой клетки. Но сначала киллер устраивает убийственные обнимашки - он прикрепляется к клетке, образуя плотный контакт. Именно через щель в этом контакте лимфоцит будет взаимодействовать с пораженной клеткой.

Т-киллер контактирует с клетками, пока не встретит ту, на поверхности которой есть "тот особый" антиген.

В эту контактную щель Т-киллер выделяет различные вещества (перфорины, гранзимы, цитолизины), вызывающие некроз или апоптоз клетки. Лимфоцит может вызвать запрограммированную гибель (апоптоз) или же сформировать поры в мембране, в результате чего клетка набухает и лопается (точнее, лизируется). Механизм образования пор похож на мембраноатакующий комплекс комплемента, о чем я писал в посте про комплемент. Важно то, что соседние клетки Т-киллер не трогает, работает очень точно и прицельно. В этом, например, можно увидеть разницу при сравнении с макрофагами и нейтрофилами. Последние выделяют различные вещества, которые повреждают соседние здоровые клетки. А Т-киллер всегда разрушает только ту клетку, к которой прицепился. Уничтожив одну клетку, он поползет дальше в поисках новой жертвы.

Наши внутренние войска: четкие воины лимфоциты Иммунитет, Иммунология, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Т-киллер, словно безумный огненный шар, атакует раковую клетку. Полное видео с объяснениями здесь

Итак, лимфоциты - это вид лейкоцитов, которые относятся к адаптивному иммунитету. Их повышение (лимфоцитоз) означает текущую или недавнюю вирусную инфекцию (грипп, коронавирус, краснуха, корь и т.д.), коклюш, начальную стадию ВИЧ. Понижение лимфоцитов (лимфопения) происходит при острых бактериальных инфекциях и иммунодефицитах (например, при ВИЧ).


Особый вид лимфоцитов, Т-киллеры, занимается поиском и уничтожением инфицированных и опухолевых клеток. Активация Т-киллера происходит в результате взаимодействия с дендритной клеткой, которая выхватила чужеродный антиген и презентовала его цитотоксическому лимфоциту. Так как взаимодействие лимфоцитов и антигенпрезентирующих клеток происходит в лимфоузлах, они могут увеличиваться в размерах (например, увеличение лимфатических узлов при ангине).

Спасибо всем, кто имел мужество дочитать до конца :) Адаптивный иммунитет - довольно сложная тема, но, надеюсь, вам стало чуточку понятнее. В следующем посте я подробнее расскажу о развитии T-лимфоцитов и зачем нам нужен тимус. Всем хорошего настроения и точных эффективных киллеров!

Найдены возможные дубликаты

+27
Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 1
+5

Лимфоциты человека 30 века заметили нелицензированную копию клетки...в другом человеке

+13
Читал пост как фантастический рассказ.
раскрыть ветку 3
+4
Каким образом вообще происходит расшифровка/понимание этих процессов?.. 🙄
раскрыть ветку 1
+6

Наблюдением. Долгим и муторным. Ну и щепоткой экспериментов для подтверждения

+2

слишком сложно) лучше посмотреть "клетки за работой")))

+8

Мой иммунитет похвалили как телеканал Звезда обычно хвалит "не имеющее аналогов" отечественное оружие. Горжусь.

+5

Вообще круто. Спасибо. Читала на одном дыхании.

+4
У меня аутоимунное заболевание. Меня как раз мой же иммунитет и убивает.
раскрыть ветку 4
0

Это лечится?

раскрыть ветку 3
+1
Излечения нет. Возможна ремиссия. Лечат иммунодеприсантами. Преднизолон и химия. Не помогла химия, тогда преднизолон и терапия препаратами биологического происхождения генной инженерии. Там сложный механизм блокировки сд20 и т.д. но очень эффективно. Мне химия не помогла особо, второе очень не хило так помогло.
буду на этой терапии всю жизнь.
раскрыть ветку 2
+2

УБИВАТЬ!

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 1
+2

Для ЛЛ: "Клетки за работой", довольно познавательное аниме на тему функций клеток, хотя немного упоротое (но это же японцы, у них все такое).

+3
Надеюсь автор поста прочтёт, и хотя бы вкратце, а может и отдельным постом ответит)
возможно я недопонял что то, но возник вопрос. Если т-лимфоциты настолько эффективно противодействуют огромному количеству вредных клеток, почему бы не брать их, синтезировать, и вводить в организм человека с подтвержденным диагнозом, вместо того чтоб пичкать антибиотиками, нагружая ЖКТ и иммунитет в общем и целом? По логике, необходимо поместить т-лимфоциты в благоприятную среду, дать раздражитель, дождатся пока они размножатся, законсервировать, и пусть ждут своего часа. Ведь антибиотики, если ничего не путаю, делают аналогично.
если что - я ни разу не медик и далек от всех нюансов. вопрос чисто ради интереса.
раскрыть ветку 6
+6

Да, это и есть Т клеточная терапия. Пока что проблема в том, что это долго и дорого. То, что вы описываете называется "off the shelf" то есть универсальные донорские "с полки" клетки, которые размножили, заморозили для хранения, а потом вкололи пациенту. Нужно не просто Т клетки, а Т клетки с рецептором к определённому антигенному пептиду. Во-первых нужно знать, какая последовательность Т клеточного рецептора распознаёт вот этот пептид. Потом культуру незрелых Т клеток нужно генетически манипулировать чтобы ввести в них этот рецептор к чему надо, эффективность этого не 100%. Дальше их нужно отобрать, вырастить до зрелого состояния, это занимает около месяца и в общем недёшево. Растить их можно только до определённого предела, а клеток ввести пациенту нужно много. Но такое делают. Например, для меланомы охарактеризован антигенный пептид МАRT, известен к нему рецептор. Сейчас пытаются вводить рецептор на стадии стволовых клеток, потому что их можно размножать в культуре и потом дифференциировать в Т клетки.


Также Т клетки могут сами вызывать иммунный ответ против них, если их ввести другому человеку. Так что желательно это всё проводить с клеточным материалом самого пациента. Это, как вы понимаете, будет долго и недёшево, если для каждого пациента это всё создавать с нуля.  Но пытаются играться с МНС-совместимостью и другими вещами, чтобы эти негативные эффекты уменьшить. Это сейчас одна из задач, создать универсальные донорские Т клетки направленные против определённых антигенов, которые можно легко и неограниченно размножать в культуре.


А вообще можно не морочиться с этими всеми рецепторами и пептидами. А взять Т клетку, отпилить у неё часть рецептора, распознающую пептид, а на её место приклеить антитело к чему угодно, ну то есть часть антитела. Это называется CAR-T клетки, сейчас этим занимаются вовсю. Неплохо работает, например, для острого лимфобластного лейкоза. Несколько терапий уже одобрены FDA. Курс лечения пока стоит около $400000, во многом из-за вышеперечисленных проблем.

раскрыть ветку 3
+1
Спасибо за развернутый ответ) я подозревал что где то есть подвох, но не знал где
+1

Отличный ответ.

Также для борьбы с раком берут дендритные клетки пациента, натравливают их в пробирке опухолевым антигеном и выпускают обратно. Ну, а дальше дендритные клетки активируют хелперы и киллеры.

раскрыть ветку 1
+2

синтезировать культуру клеток можно, но не для получения живых клеток, а антител, и это мы уже давно освоили, любая живая клетка попавшая в организм будет считываться как инородная и будет атакована иммунной системой человека, ибо все крайне специфично, каждый человек система закрытая и чужие клетки воспринимает крайне враждебно

+1

Антибиотики убивают бактерии, а лимфоциты пораженные вирусами клетки или раковые клетки

+1
Ничего не понял( но очень интересно:)
+1
Класс! Очень познавательно и интересно
+1
А мои на меня напали сволочи (((((((
+1
Круто)
+1
Как иммунитет понимает, сколько лимфоцитов нужно отправить?
Если дендритная нашла одного, единственного в организме нарушителя, притащила его инфу, то все равно армия целая собирается?
раскрыть ветку 4
+4

Там система обратных связей, иммунные клетки подают химические сигналы, когда взаимодействуют с их целями. Чем большее их количество активируется, тем больше будет этих сигналов, вызывающих их же размножение. Сначала соберётся совсем маленькая армия этого клона лимфоцита, но если подходящих врагов и соответственно подкрепляющих сигналов особо не будет, то через некоторое время разойдутся по домам. Также у иммунной системы есть управляющая ветвь, подавляющая иммунный ответ при отсутствии сигналов активации. Так как организму не нужно, чтобы внутри него шастали армии нарванных лимфоцитов и в отсутствии врага докапывались ко всему, что им хоть немного не понравится.

раскрыть ветку 3
+2

"чтобы внутри него шастали армии нарванных лимфоцитов и в отсутствии врага докапывались ко всему, что им хоть немного не понравится."


Вы только что описали работу ППС в нашей стране.

+1
Спасибо, очень понятно!
+1

Также когда лимфоцит контактирует с его целью, это само по себе стимулирует его размножение. Чем больше целей, тем больше будет размножаться клон лимфоцитов, который их распознаёт.

+1

А чего при острых бактериальных инфекциях снижается уровень лимфоцитов ? Ведь логично, что есть инфекция - нужно больше лимфоцитов.

раскрыть ветку 1
+1

бактерии в клетку не проникают, и размножаются внеклеточно, что бы их убить такая нудная система не нужна, нейтрофильной реакции вполне достаточно

+1

А про лимфоцитоз курильщиков можно чуточку?

Спасибо, очень познавательно.

+1
Круто, интересно. Подписался
+1
Годный пост. Побольше бы таких.
+1

Спасибо! очень увлекательно!

+1

Спасибо, очень познавательно и интересно (понравилось про пехоту, артиллерию...)

0

Большое спасибо, читаю ваши посты как справочник, пытаюсь расшифровать свой анализ крови (почти успешно уже :)). Мне обидно за вас, что так мало плюсиков, надеюсь, это вас не остановит, и мы еще почитаем много интересненького. Например, про цикл креббса для чайников. Или про гормоны...

0
А почему иногда они атакуют клетки организма (здоровые) аутоимонные заболевания? В этих лимфоцитах сбой?
раскрыть ветку 1
+1

Сбой в системе отбора лимфоцитов. Их рецепторы образуются случайным образом, а потом из них выбраковываются те, которые способны опознавать нормальные белки. Иногда некоторые проскакивают.

0
Почему иногда у людей увеличиваются лимфатические узлы? Они не справляются?
раскрыть ветку 1
+1

Реактивное увеличение узлов в ответ на инфекцию является вариантом нормы, ведь в лимфатическом узле происходит активное образование лимфоцитов, усиливается приток крови и лимфы.

Но другой причиной может быть поражение самого лимфатического узла возбудителем и развитие там воспаления. Почему так происходит - либо массивная доза возбудителя, либо ослабленный иммунитет.

Вирус ЭБ, например, живёт внутри В-лимфоцитов и заставляет их активно делиться, что тоже может стать причиной увеличения л/у.

Еще причиной увеличения могут быть опухоли лимфатической системы.

0

но ведь иммунные клетки не атакуют раковые, а лишь те, которые имеют какие-либо повреждения или инородное происхождение. В остальном пост интересный, спасибо.

раскрыть ветку 16
+6

Рак-это нарушение в программе клетки. У нас постоянно образуются раковые клетки, но они уничтожаются иммунитетом. Но иногда он сбоит, и кому-то просто не везёт.

Я это так понимаю.

раскрыть ветку 3
+2
Рак-это условно бессмертие клетки, когда вместо того, чтоб погибнуть и уступить место новой, продолжает жить дальше
0

постоянно образуются раковые клетки?Оо возможно вы имеете ввиду ошибки при репликации ДНК... раковая клетка не имеет нечего отличительного от нормальной клетки в "глазах" иммунной системы, если только при мутации не нарушилось целостность клетки. При этом иммунитет идентифицирует такие клетки именно как деформированные или стареющие а не как раковые. Любая раковая клетка имеет те же маркеры что и нормальная, только живет своей жизнью, а не как программировано эволюцией.

раскрыть ветку 1
+3

А раковые как раз такие повреждения и имеют. Просто некоторые раковые либо не палятся что сломались, либо угнетают иммунитет, либо плодятся с такой скоростью, что иммунитета не хватает

раскрыть ветку 2
+1
либо плодятся с такой скоростью, что иммунитета не хватает

На это способны только инородные тела. По крайней мере, мне как биологу, такие случаи не известны.

Если мы говорим о раковом образовании, то это уже говорит о том, что клетка не идентифицируется иммунной системой как патология. По такой же логикой, называть стареющие эритроциты раковыми не корректно.

раскрыть ветку 1
+1

Раковые клетки синтезируют "неправильный" белок, куски которого mhc 1 выносит наверх. А белок этот синтезируется вследствие мутаций или экспрессии генов, молчащих в нормальной клетке.

раскрыть ветку 7
0

ну такие клетки быстро идентифицируются иммунитетом и устраняются, соответственно вызывать рак не способны. Сами же раковые клетки в основном имеют точно такую же структуру как и нормальные, только могут быть образованы скажем амитозом, или потерей теломер, или локальной ошибкой при репликации ДНК и т.д и т.п. Морфологически и функционально, такие клетки отличаются от нормальных а вот химически - нет.

раскрыть ветку 4
0
А про CD4 клетки можно подробнее? И почему так важно соотношение СD4 к CD8? Я сдавала иммунный профиль, там были эти показатели, и еще куча других, но эти прям на первых местах
раскрыть ветку 1
0

Иммунные клетки атакуют раковые клетки, если на них есть что-то, что их рецепторы могут распознать.

0
Под турецкий марш лимфоцит работал, можно было с темпа 90 хотя бы на 126 перейти для лучшего совпадения ритма..
0
Прочитал сам. Посмотрел видео. Показал товарищу. Перечитал интересные моменты, с кратким пересказом. Вот и нахера мне эта информация?))
-3

иммунная система - это некий относительно простой механизм, который достаточно “укрепить” какими-то волшебными таблетками, лимонами, имбирями, витаминами и прочими снадобьями.

https://www.researchgate.net/publication/320843979_Vitamin_C...

Похожие посты
86

Наши внутренние войска: как закаляются T-лимфоциты

Тимус


В прошлом посте я писал о Т-киллерах, которые являются частью системы Т-лимфоцитов. Т-лимфоциты составляют 70 - 80 % от общего количества лимфоцитов. В данном посте будет дана более детальная информация о Т-лимфоцитах. Приготовьтесь к длиннотЕ. Если вас не интересуют генетические подробности, то можно пропустить раздел “Т-клеточный рецептор”.

Здесь можно видеть, как дендритная клетка связывается с Т-лимфоцитами (видео отсюда).

Тимус

Все лимфоциты происходят из стволовой клетки крови, которая обитает в костном мозге. Напомню, что эта клетка дает начало эритроцитам, лейкоцитам и тромбоцитам. Стволовая клетка делится на дочерние, и с каждым делением потомки получают все более специфичные функции и строение. На каком-то этапе образуется пре-Т-лимфоцит. Он выходит в кровь и попадает в тимус - небольшой тридцатиграммовый орган за грудиной. Главная роль тимуса - учить Т-лимфоциты бороться с чужаками и отбирать среди учеников самых лучших. Это военный институт лимфоцитарных войск, куда придут многие незрелые курсанты, но выйдут лишь зрелые единицы.

Наши внутренние войска: как закаляются T-лимфоциты Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Схематическое строение тимуса. Тимус состоит из долек, а каждая долька делится на корковое и мозговое вещества. Помимо лимфоцитов, в тимусе присутствуют вспомогательные клетки, которые помогают созревать лимфоцитам.

Поступая в тимоцитарный ВУЗ, иммунная клетка становится тимоцитом. В институте лимфоцитарных войск есть три основных направления, по которым может пойти развитие незрелого Т-лимфоцита. Несмотря на различия, все Т-лимфоциты имеют специфический рецептор-маркер CD3. Его используют в лаборатории для определения общего числа Т-лимфоцитов.


Итак, Т-лимфоциты бывают:

- Т-киллеры (CD8)

- Т-хелперы (СD4)

- Т-регуляторы (тоже CD4)


С Т-киллерами мы уже знакомы, их задача - уничтожать инфицированные и измененные клетки, а также трансплантированные ткани (пересаженные органы - тоже чужеродное вещество).


Т-хелперы стимулируют активность Т-киллеров и B-лимфоцитов.


Т-регуляторы ограничивают “ярость” иммунного ответа, подавляя активность макрофагов, Т-киллеров и Т-хелперов. Регуляторы выделяют специальные вещества, которые угнетают работу иммунных клеток.


Тимус активно трудится до полового созревания, а после этого начинает медленно увядать (инволюционировать). Развитие Т-лимфоцитов возможно только в тимусе. У пожилых людей вилочковая железа практически полностью заменяется жировой тканью, поэтому с возрастом уменьшается сопротивляемость инфекциям и опухолям.

Наши внутренние войска: как закаляются T-лимфоциты Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

На левой картинке - тимус ребенка. Справа изображен тимус взрослого. У взрослого гораздо меньше тимического вещества (фиолетовые островки среди белой жировой ткани). К 40 - 45 годам более чем 50% тимуса заполняет жировая ткань.

Созревание Т-лимфоцитов

Но что происходит, когда пре-Т-лимфоцит попал в тимус? В течение недели тимоцит не спеша делится, давая начало новым Т-лимфоцитам. По мере продвижения клеток с поверхности органа в его недра, лимфоциты становятся все более зрелыми. Созревание происходит благодаря особому окружению, где под действием разных веществ лимфоциты-курсанты приобретают новые навыки.


На каком-то этапе образуется ещё не зрелый, но уже достаточно окрепший лимфоцит, который впоследствии станет или киллером, или хелпером, или регулятором. А пока что он молодой активный курсант, которого называют CD4+CD8+ лимфоцитом. Откуда взялись эти CD4+CD8+? Это особые рецепторы, которые появляются на поверхности клетки в процессе созревания. Они отличают киллеры от хелперов и нужны для того, чтобы связываться с MHC комплексом.

Наши внутренние войска: как закаляются T-лимфоциты Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

3D модель связи MHC 2 молекулы с TCR. Снизу показана антигенпрезентирующая клетка (антиген - зеленого цвета). Сверху изображен Т-хелпер с фиолетовыми Т-клеточными рецепторами. Контакт между двумя клетками называется синапс.

Далее Т-лимфоциты получают ещё один рецептор, который умеет связываться с конкретным антигеном - Т-клеточный рецептор или TCR (T-cell receptor). И вот с этими TCR начинается настоящая магия.


Ладно, не магия, но интересные вещи :)

Т-клеточный рецептор

Мир враждебен, он населен миллиардами организмов, которые хотят испить нашей крови и вкусить нашей плоти. Поэтому всех врагов нужно уметь находить и убивать. Потенциальных чужеродных антигенов может быть огромное множество, их может быть миллиарды. Но мы были бы не мы, если бы не сумели противостоять прожорливой окружающей среде. Теоретически, наши генетические механизмы позволяют произвести до 10 в 18 степени (квинтиллион - единица с 18 нулями) уникальных T-лимфоцитов с особыми рецепторами. Но в реальности это число гораздо меньше - несколько миллиардов (впрочем, и это немало). Закодировать такое огромное число белков существующими генами невозможно, иначе всем генам только бы и пришлось хранить информацию о лимфоцитах и их рецепторах. Поэтому природа поднапряглась и придумала механизм создания огромного разнообразия рецепторов из ограниченного числа генов.

Наши внутренние войска: как закаляются T-лимфоциты Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Так делятся наши клетки.

Если максимально упростить, то дело вот в чем.

Вспомним, что наши клетки делятся путем митоза - то есть из родительской клетки образуется идентичная дочерняя (сестринская). Причем каждая клетка получит практически одинаковый набор ДНК. Таким образом, обе клетки после деления имеют идентичные гены и производят одни и те же белки (а значит, и рецепторы).

Наши внутренние войска: как закаляются T-лимфоциты Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Картина меняется, когда мы говорим о Т-лимфоцитах. В процессе деления и созревания лимфоцитов гены, отвечающие за синтез TCR, видоизменяются в случайном порядке. Этот процесс называется рекомбинацией ДНК. При копировании цепочки ДНК что-то где-то случайно вырезается или добавляется. Такая случайность в генах и обеспечивает немного разные части TCR, который связывается с антигенами.

Наши внутренние войска: как закаляются T-лимфоциты Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Абстрактное представление копирования генов в обычной клетке и в лимфоците.

Как ещё можно представить этот процесс? Давайте вообразим, будто участок ДНК - это некая нить с нанизанными на неё бусинами, где бусины - это штуки, из которых состоят гены. Так вот при копировании ДНК специальный фермент

рекомбиназа вырезает небольшие участки нити в случайных местах. В итоге мы получаем нить ДНК, отличающуюся от оригинальной:

Наши внутренние войска: как закаляются T-лимфоциты Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Теперь наши лимфоциты-курсанты обретают самое важное оружие - уникальный TCR рецептор, который поможет будущим киллерам или хелперам найти тот самый заветный антиген из миллиардов возможных. Но прежде, чем покинуть тимус, лимфоциты должны сдать выпускной экзамен - пожалуй, самый важный в их жизни.

Отбор лимфоцитов

Наши внутренние войска: как закаляются T-лимфоциты Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Схема рецептора Т-лимфоцита. Посередине - TCR, а красным выделены области белка, уникальные для каждого лимфоцита (V - значит variable). Все остальные кляксы на картинке - это молекулы, необходимые для взаимодействия TCR с MHC (main histocompatibility complex).

Как вы, надеюсь, поняли, рецепторы Т-лимфоцитов образуются в результате спонтанных перетасовок участков генов. Что получится в результате случайных комбинаций? Спонтанность трудно предсказать. Например, могут получиться TCR, которые вообще не умеют связываться с MHC комплексами. А если не умеют - то зачем они нужны? Ещё могут получиться такие рецепторы, которые связываются с собственными тканями - тогда лимфоциты будут атаковать своего хозяина, эдакие безумные солдаты, стреляющие по своим согражданам. Для того, чтобы не допустить подобного сценария, CD4+CD8+ клетки, имеющие на своей поверхности TCR, проходят отбор.

Наши внутренние войска: как закаляются T-лимфоциты Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Среди прочих клеток в тимусе присутствуют макрофаги и дендритные клетки. Их задача - показать юным лимфоцитам комплексы MHC 1 и MHC 2 с кусочками собственных же тканей.

Отбор (селекция) тимоцитов происходит в два этапа. На первом этапе Т-лимфоцит пытается связаться с молекулой MHC. Если связаться не получилось, такой выпускник считается провалившим экзамен и будет уничтожен (позитивная селекция). Тимоциты, которые успешно прошли первый этап, двигаются дальше. Им предоставляются различные кусочки собственных тканей, и если Т-лимфоцит связался с ними слишком сильно, то такой солдат тоже будет уничтожен (негативная селекция). Никаких поблажек, никаких исключений, только жесткий отбор. Это Спарта тимус! На этапе отбора погибает 95-98 % Т-лимфоцитов. Как видите, выживают лишь 2 - 5 % клеток! Но даже в таком механизме случаются сбои, и тогда возникают аутоиммунные болезни - иммунные клетки распознают свои ткани как чужие.

В дольку тимуса поступают пре-Т-лимфоциты. Там они активно размножаются, словно кролики. Но выживут и покинут тимус лишь 2-3%.

После такого жесткого отбора CD4+CD8+ лимфоциты делятся на киллеры и хелперы путем потери одного из рецепторов. Если остался CD8 рецептор, то получаются цитотоксические лимфоциты (Т-киллеры), которые умеют распознавать антигены в составе MHC 1. Если же остался CD4 - получится Т-хелпер, он взаимодействует с MHC 2 комплексом. Часть Т-хелперов впоследствии трансформируется в Т-регуляторы.

Селекция Т-лимфоцитов в тимусе: нужно пройти две проверки, и только потом можно выйти в мир.

Кажется, на сегодня хватит. Слава тем героям, кто дочитал до конца :) Снова получился объемный пост, поэтому о жизни лимфоцитов после тимуса я расскажу в следующем посте. Также чуть подробнее напишу о хелперах и почему они страдают при ВИЧ инфекции. Всем хорошего настроения и здорового тимуса!

Показать полностью 9 2
59

Наши внутренние войска: MHC и антигенпрезентирующие клетки

В длиннющем предыдущем посте я подробно рассказал о том, как антигены из внутреннего содержимого клетки попадают на её поверхность. Этот процесс называется презентацией антигена.

Наши внутренние войска: MHC и антигенпрезентирующие клетки Иммунология, Иммунитет, Биология, Гифка, Длиннопост

Молекулы MHC 1 “выхватывают” из цитоплазмы фрагменты вирусных белков и выставляют их наружу.

Практически все клетки организма предоставляют наружу свое содержимое. Данный механизм опосредуется с помощью главного комплекса гистосовместимости первого класса. Представим некий город, все жители которого для перемещений используют только метро. Так вот MHC 1 - это их пропуск в подземку: каждый должен приложить карточку (или бросить жетон), чтобы пройти дальше. Если жетон окажется не таким, то турникет закроется, а нарушителя передадут специальным людям в форме. Об этих людях мы еще поговорим.

Однако в нашем умозрительном городе также есть жители, которые не только, как все, ездят с помощью пропусков на метро, но и ловят всяких подлецов и негодяев (микробов). С некоторыми из этих ответственных граждан вы уже знакомы. Речь ведется о клетках, которые кроме MHC 1, используют ещё и MHC 2 молекулы для презентации антигена. Их называют антигенпрезентирующими клетками, или, сокращенно, АПК. Чтобы подчеркнуть высокий профессионализм этих клеток, ещё их величают профессиональными АПК.

К профессиональным АПК относят три вида клеток: макрофаги (говорил же, что некоторых знаете), дендритные клетки и B-лимфоциты. В определенных условиях функцию АПК может выполнять эпителий. Эпителий - это ткань, которая изнутри выстилает кровеносные и лимфатические сосуды, а также полости сердца.

О дендритных клетках вы тоже немного слышали, если читали пост о моноцитах. Напомню, что моноциты мигрируют из костного мозга в различные ткани и превращаются там в специализированные иммунные клетки (в том числе, и в макрофаги). К примеру, внутри кожи живут дендритные клетки Лангерганса - они тоже произошли из моноцитов. Кроме кожи, дендритные клетки представлены и в других покровных тканях: в носоглотке, лёгких, кишечнике и желудке - а также в лимфоидных органах (в селезенке и лимфоузлах). Дендритными их прозвали потому, что они протягивают во все стороны свои длинные отростки, словно ветки деревьев (греч. dendron - дерево).

Наши внутренние войска: MHC и антигенпрезентирующие клетки Иммунология, Иммунитет, Биология, Гифка, Длиннопост

Дендритная клетка

Итак, макрофаги, дендритные клетки и B-лимфоциты являются профессиональными АПК. Макрофаги призваны пожирать и переваривать все вокруг - это их основная задача. Однако часть съеденного они не доедают, а выносят на свою поверхность с помощью MHC 2 молекул. B-лимфоциты, о которых будет отдельный пост, тоже имеют основную задачу - вырабатывать антитела и запоминать врага, с которым уже встречались. Но и они могут поглощать антиген и выставлять его наружу с помощью главного комплекса гистосовместимости 2 класса.

И только для дендритной клетки главная задача - это вылавливать из окружающих тканей всё возможное, перерабатывать и выносить на поверхность мембраны с помощью MHC 1 или MHC 2.

Наши внутренние войска: MHC и антигенпрезентирующие клетки Иммунология, Иммунитет, Биология, Гифка, Длиннопост

Что касается MHC 2, то его строение и функции почти такие же, как у MHC 1. Главный комплекс гистосовместимости второго класса способен связывать более крупные пептиды по сравнению с MHC 1. Ну, и первый класс выхватывает белки из цитоплазмы клетки, тогда как MHC 2 связывается с кусочками антигенов из лизосом, образовавшихся в результате фагоцитоза.

Дендритные клетки способны поглощать различные вещества из тканей, в которых они находятся. Это могут быть осколки собственных разрушенных клеток, кусочки бактерий, вирусные частицы. Ко всем этим веществам дендритные клетки имеют различные рецепторы распознавания чужого, как и любые другие порядочные иммуноциты. Пока дендритная клетка не встретилась с патогеном, она лениво ползает по своей территории и поедает, словно падальщик, остатки тканей вокруг. В таком состоянии она считается незрелой.

Однако стоит проглотить нечто чужеродное, поведение дендритной клетки меняется. Она дозревает, фагоцитирующая активность снижается, отростки удлиняются и начинается активная переработка проглоченного микроба. Словно мясник, иммуноцит разбирает на кусочки чужака и выставляет его пептиды на свою поверхность с помощью MHC 1 или MHC 2 молекул. Далее этот бравый боец спешит в ближайший лимфатический узел, чтобы показать там антигены, которые  получилось презентовать на своей поверхности. Одновременно с этим дендритная клетка продуцирует большое количество интерферонов альфа и бета, которые обладают противовирусной активностью и в целом усиливают иммунный ответ.

Наши внутренние войска: MHC и антигенпрезентирующие клетки Иммунология, Иммунитет, Биология, Гифка, Длиннопост

Схематическая анимация, как дендритная клетка захватывает бактерию, выставляет на поверхности MHC 2 антигены и бежит в лимфоузел.

А в лимфатическом узле, будто в полицейском участке, сидят клетки адаптивного иммунитета - лимфоциты. Они получат донесение от дендритной клетки и начнут операцию по спасению нашего организма. Но об этом - в следующих постах.


Всем здоровья и хороших дендритных клеток!

Показать полностью 3
139

Про иммунитет и иммунную систему

Иммунная система – одна из участниц в поддержании гомеостаза в организме человека. Кроме нее в этом нелегком деле задействованы нервная и эндокринная система. Какая же роль иммунной системе в этом безумном мире и, иногда, безумной человеческой махине?

Иммунная система отвечает за обезвреживание патогенных организмов и прочей нечести в виде мертвых клеток, чужеродных биологических веществ и клеток.

Органы, которые участвуют в образовании клеток, спасающих наш организм, и в самом ответе на угрозу, можно разделить на две группы: центральное и периферическое звено.

В центральном звене с комфортом располагаются тимус и красный костный мозг. Красный костный мозг производит все клетки иммунной и кровеносной системы, что называется гемопоэзом и лимфопоэзом. В вилочковой железе, она же тимус, происходит созревание некоторых из клеток иммунной системы. Периферическое звено составляют органы, в которых может произойти первый контакт с антигеном и запуск каскада реакций, которые приведут к победе или поражению организма. К таким относятся селезенка, лимфоидная ткань кишечника, миндалины, лимфоузлы и селезенка. Вместе эти части системы образуют лимфомиелоидный комплекс.

Разнообразие клеток, производимых красным костным мозгом поражает. Начало всему дает плюрипотентные стволовые клетки. Из нее развиваются либо миелоидные, либо лимфоидные стволовые клетки. Несмотря на то, что разновидностей клеток на выходе получается много, их можно объединить. Из миелоидных клеток могут образоваться эритроциты, тромбоциты и фагоциты. Первые занимаются транспортом газов в крови, вторые ответственны за то чтобы залатать при необходимости рану, а третьи могут буквально съесть неугодную клетку. Лимфоидная клетка производит предшественников Т- и В – лимфоцитов, а также NK-киллеров. Созревание лимфоцитов произойдет в тимусе.

Клетки, объединяемые в группу фагоцитов, выполняют эффекторные функции, они вызывают тот или иной ответ на патоген или другую угрозу. В конце концов, жизнь этих клеток сводится либо к героической гибели, либо к сытному обеду, то есть, к фагоцитозу.

NK-киллеры, как можно догадаться из названия, - очень крутые, они убивают вирусы и опухолевые клетки. Т- и В – лимфоциты отвечают за клеточный и гуморальный иммунитет. Начнем с того, что Т-лимфоциты образуют три группировки: Т-хелперы, помогающие В-лимфоцитам стать плазматическими клетками, которые смогу совершить гуморальный ответ; Т-супрессоры, которые прессуют, опять же В-лимфоциты, блокируя их реакции, и Т-киллеры, ответственные за клеточный иммунитет.

Разберемся с видами иммунитета. Во-первых, иммунитет бывает искусственным и естественным. Искусственный – это когда в организм вводят что-то, и теперь он может бороться с патогеном. Естественный – когда организм работает для того, чтобы защитить себя. Кроме того, иммунитет может быть активным и пассивным. Это относится к обоим типам иммунитета, перечисленным выше. Активный – встреча с антигеном, выработка антител для борьбы. Пассивный – все у организма уже есть, ему не нужно вырабатывать антитела.

Откуда взять антитела и что произойдет?

1) Встреча с антигеном. Тогда лимфоциты В- и Т- поделятся на группы по функциям. Будут В- и Т-клетки памяти, плазматические клетки, взявшие начало от В-клеток, и эффекторные клетки. Плазматические клетки приведут к гуморальному ответу, то есть – выделению антител. Т-клетки уничтожат патоген, произойдет троллинг (нет)  клеточный ответ.

2) Получить ослабленные или убитые возбудители инфекции из чудо-прививки. Хоть там организмы и полумертвые, это не помешает провернуть иммунной системе все то же, что и в первом случае.

3) Добыть готовые антитела из сыворотки. Результат – опять же гуморальный ответ.

4) Поблагодарить свой вид за какой-то стартовый набор для жизни. От рождения мы имеем эффекторные и плазматические клетки, а также фагоцитирующие клетки. Этого достаточно и для клеточного, и для гуморального ответа.

5) Получить антитела через плаценту или молоко матери (не путать со смесью для вскармливания). Да здравствует гуморальный иммунитет!

Интересно то, что наш иммунитет запомнит, кого он уже обезвредил когда-то и при повторном попадании этого патогена уже будет знать, что делать.

Врожденный иммунитет, он же видовой, кроме starter pack в виде фагоцитов, плазматических и эффекторных клеток, имеет факторы, которые играют далеко не последнюю роль в ответе. Есть вещества, способные перфорировать мембрану бактерий и даже ее расщепить. К таким относятся лизоцим и система комплемента, то есть система ферментов – разрушителей. Против вирусов и опухолей работают интерфероны, а С-реактивный белок не только разрушает комплексы антитело-антиген, но и помечает патогенные микроорганизмы, нейтрализует токсины бактериальной природы и не дает нашему организму навредить себе, т.к он блокирует аутоиммунные реакции.

Будьте как С-реактивный белок: не вредите себе.
PS: картинки взяты из интернета

Про иммунитет и иммунную систему Биология, Прививка, Иммунитет, Здоровье, Просто о сложном, Клетки крови, Лимфа, Длиннопост
Про иммунитет и иммунную систему Биология, Прививка, Иммунитет, Здоровье, Просто о сложном, Клетки крови, Лимфа, Длиннопост
Про иммунитет и иммунную систему Биология, Прививка, Иммунитет, Здоровье, Просто о сложном, Клетки крови, Лимфа, Длиннопост
Про иммунитет и иммунную систему Биология, Прививка, Иммунитет, Здоровье, Просто о сложном, Клетки крови, Лимфа, Длиннопост
Показать полностью 4
74

Наши внутренний войска: гены, антигены и главный комплекс гистосовместимости

Последний пост о врожденном иммунитете находится здесь. А данным постом я открываю серию об адаптивном иммунитете.


Определим некоторые понятия, дабы в дальнейшем было понятно, о чем идет речь.


Для понимания работы адаптивного иммунитета понадобится всколыхнуть память, дабы достать со дна воспоминаний начальные знания о генетике.

Наши внутренний войска: гены, антигены и главный комплекс гистосовместимости Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Полностью рассказать о генетике не получится, но базовые моменты попробуем разобрать. В теме о клетке, я упоминал, что каждая клетка содержит ядро. В ядре хранится ДНК, а ДНК - это материальная инструкция о строении нашего тела и всех происходящих в нем физико-химических процессах. По сути, ДНК - это трафарет, по которому можно нарисовать много одинаковых рисунков. В организме по такому трафарету “рисуются” клетки, ткани и органы.


Кирпичиками, из которых состоит ДНК, являются гены. Ген - участок ДНК, отвечающий за синтез одного белка (или РНК). А белок, по мнению одного небезызвестного деятеля, “есть способ существования белковых тел”. Итак, каждая клетка имеет одинаковый набор ДНК, а, следовательно, и одинаковый набор генов. Однако мы знаем, что не все клетки выполняют одну и ту же функцию. Мышечные клетки сокращаются, костные клетки формируют каркас, кожные - производят кератин и так далее. Такое разнообразие в функциях и строении возможно благодаря тому, что в различных клетках “работают” разные гены. Гены, которые “не нужны” данной клетке, находятся в спящем или подавленном состоянии. Некоторые гены должны работать только в какой-то особый момент. Например, если макрофаг получил сигнал от рецептора узнавания чужого, то этот стимул может пробудить часть генов, ответственных за фагоцитоз. Активация генов или их пробуждение называется экспрессией генов. Подавляя или замедляя экспрессию генов в клетке, организм регулирует деятельность клеток и органов.

Иллюстрация экспрессии (активации) генов

Также напомню, что любой белок состоит из особых молекул - аминокислот. На данный момент известно около пятисот аминокислот, но только двадцать из них используются для синтеза белка. Каждый ген содержит инструкцию о том, как собрать молекулу белка из аминокислот. Последовательность аминокислот - это и есть то, из чего состоят белки. Конечно, в состав белков могут входит и другие вещества, но основа - это аминокислоты.


Итак, резюмирую основы генетики 🙂 За строение белков отвечают гены. Большинство генов находятся в подавленном состоянии. Активация гена называется экспрессией. Гены находятся в ДНК, ДНК - в хромосомах, хромосомы - в ядре клетки.

Антиген - любое вещество, которое иммунная система может распознать как чужое. Слово “антиген” не означает что-то противоположное генам, которые находятся внутри ДНК. Здесь, скорее, понятие “антиген” нужно понимать как нечто чуждое, противоположное нашему организму. В большинстве случаев антигены имеют белковую природу.


Иммунный ответ обычно вызывает не весь антиген целиком, а какая-то его часть. Её называют антигенной детерминантой или эпитопом. Вещества, вызывающие аллергию, тоже относятся к антигенам. Один антиген может содержать несколько эпитопов.

Наши внутренний войска: гены, антигены и главный комплекс гистосовместимости Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Особенность адаптивного иммунного ответа лежит в способности различать собственные ткани и чужеродные вещества. Способность иммунитета “не трогать” свои собственные ткани называется иммунной толерантностью. Ну, а если иммунитет все же видит ткани своего организм как чужие, то развивается аутоиммунный ответ. Например, если какая-то бактерия содержит в себе антиген, очень похожий на белки наших тканей, то иммунная система по ошибке может начать атаковать орган, который содержит данный белок. Так, стрептококковая инфекция может давать осложнение на суставы, почки и сердце по описанному механизму.


Каким образом происходит распознавание по принципу свой-чужой и почему отторгаются пересаженные органы? Как наше тело может понять, что вот этот пересаженный орган - не наш, а чужой?


На заре трансплантологии ученые обнаружили некую совокупность генов, которые отвечают за продукцию белков, вызывающих отторжение пересаженного органа. Эта совокупность была названа главный комплекс гистосовместимости или MHC (Major Histocompatibility Complex). Именно комплекс этих генов отвечает за продукцию белков, которые вызывают наиболее активное отторжение пересаженных органов. Впервые у человека белки MHC были обнаружены на лейкоцитах, поэтому они получили название HLA - Human Leukocyte Antigen (человеческий лейкоцитарный антиген). Именно эти антигены на поверхности клеток чужих органов вызывают отторжение пересаженного органа, а отторжение - это результат атаки иммунной системы на трансплантат.


Итак, антигены главного комплекса гистосовместимости располагаются практически на всех клетках организма (кроме эритроцитов и плаценты) и представляют уникальный “отпечаток” для каждого человека. Если для донора найти реципиента с максимально похожим набором HLA, то иммунный ответ на пересаженный орган будет минимальным.


Но зачем эволюция придумала понятие гистосовместимости? Ведь миллионы лет назад никакая обезьяна не могла и помыслить о пересадке органов. Дальнейшие исследования показали, что MHC участвует в адаптивном иммунном ответе, а отторжение трансплантата, связанное с главным комплексом гистосовместимости, является “побочным эффектом” иммунитета. Однако слово “гистосовместимость” уже плотно вошло в научный лексикон, поэтому мы продолжаем использовать название главный комплекс гистосовместимости. Да и человеческий лейкоцитарный антиген HLA, положа руку на сердце, не совсем-то и антиген. Антигеном он становится только тогда, когда попадает в чужой организм. Попробую привести пример.


Предположим, внутри некоего Василия Брыжеечника есть здоровая печень, и он готов ею поделиться со своим не в меру алкогольным другом Иваном Хромосомовичем. Для Василия его собственная печень антигеном не является, ведь она родилась и выросла вместе с ним. Но как только печень попадет в организм Вани, то для его иммунитета чужая печень станет антигеном. Конечно, не вся печень, а только особые белки на поверхности клеток печени. Именно эти клеточные белки вызывают активный иммунный ответ в новом организме, и именно их и называют человеческим лейкоцитарным антигеном.

Наши внутренний войска: гены, антигены и главный комплекс гистосовместимости Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

Грустная история Васи и Вани

Главный комплекс гистосовместимости бывает трех типов: MHC I, MHC II и MHC III. Нас интересуют первые два. MHC III отвечает за синтез нескольких компонентов комплемента и некоторых цитокинов.


MHC I располагается на всех клетках (кроме эритроцитов и плаценты) и выставляет наружу кусочки белков, которые непрерывно производятся внутри клетки. МНС I выносит наружу не весь белок, а только его часть - последовательность от 9 до 12 аминокислот.


Далее особый вид лейкоцитов - Т-лимфоциты - проверяет, свой это белок или чужой. Если белок принадлежит данному организму, значит, всё в порядке. Но представим, что в клетку попал вирус. В процессе размножения вирус синтезирует свои собственные белки, и некоторые из аминокислотных последовательностей этих белков попадают в MHC I комплекс. Как только такая клетка повстречала на своем пути подходящий T-лимфоцит, её часы сочтены. Лимфоцит уничтожает (или способствует уничтожению) всей клетки, которая несёт на себе чужеродные или измененные белки. Чужеродный белок мы в данном случае называем антигеном. Свои собственные белки тоже могут трактоваться лимфоцитами как антигены, тогда их называют аутоантигенами.

Наши внутренний войска: гены, антигены и главный комплекс гистосовместимости Иммунология, Иммунитет, Медицина, Биология, Видео, Гифка, Длиннопост

На иллюстрации показано, как MHC I выносит на поверхность клетки частички вирусных белков.

Спасибо, что дочитали. В следующем посте я продолжу рассказывать об антигенах и главном комплексе гистосовместимости, а также о клетках, специализирующихся на доставке антигенов лимфоцитам. Всем хороших генов и эффективного MHC!

Показать полностью 3 1
780

Про особенности иммунной системы кишечника

Анимационный ролик об особенностях работы иммунной системы кишечника.

Процесс гибели нейтрофила называется нетоз! Не путать с митозом!

Перевод и озвучка мои.


Музыка: "Canon in D Major", исполнитель Kevin MacLeod.

Оригинал видео: https://www.youtube.com/watch?v=gnZEge78_78

50

Наши внутренние войска: послесловие о врожденном иммунитете

Врожденный иммунитет действует на уровне молекул. Это одна из древнейших систем, которая есть даже у растений. Если резюмировать все мои предыдущие посты о врожденном иммунитете, то всё сводится к следующему. За тысячелетия эволюции у нас выработались вещества (в основном, белковой природы), которые связываются с определенным набором чужеродных веществ. Неважно, кому принадлежат эти вещества - всё происходит на уровне химических реакций по принципу взаимодействия лиганд-рецептор. Чужеродное вещество (например, бактериальный токсин или компонент клетки микроба) активирует “свой” рецептор, который запускает цепь реакций, приводящих к уничтожению возбудителя.


В следующих небольших картинках я сжато перечислил основные пункты работы врожденного иммунитета.

Наши внутренние войска: послесловие о врожденном иммунитете Иммунитет, Иммунология, Биология, Медицина, Длиннопост
Наши внутренние войска: послесловие о врожденном иммунитете Иммунитет, Иммунология, Биология, Медицина, Длиннопост

Но механизмы врожденного иммунитета не всегда могут сдержать инфекцию. Бактерии и вирусы мутируют, учатся обманывать наш врожденный иммунитет, вырабатывают свой собственный иммунитет против нашего иммунитета. Кроме того, существуют яды и токсины, о которых наш организм ничего не знает, но тоже должен как-то от них защищаться. Поэтому в ходе эволюции у человека выработался приобретенный (адаптивный или специфический) иммунитет. Справедливости ради стоит заметить, что это вид иммунитета достаточно древний и существует у многих видов животных, начиная с рыб.


Врожденный иммунитет реагирует на опасность достаточно быстро. Его задача - распознать проникновение чужеродного агента в организм. Это распознавание происходит в течение часов или даже минут. Однако в силу своей неспецифичности и ограниченности в диапазоне распознаваемых чужаков врожденный иммунитет может не справиться с инфекцией. Поэтому он активирует систему адаптивного иммунитета, который распознает конкретный чужеродный агент и направляет все усилия против этого нарушителя. Кроме того, приобретенный иммунитет запоминает нарушителя, вплоть до молекул, и в следующий раз при встрече с ним тут же его уничтожает.


В следующем посте я расскажу об антигенах и главном комплексе гистосовместимости.


Также вот список предыдущих постов по порядку:


Наши внутренние войска: вступление

Наши внутренние войска: клетка

Наши внутренние войска: рецепторы

Наши внутренние войска: какие бывают иммунитеты

Наши внутренние войска: врожденный иммунитет и рецепторы узнавания чужого

Наши внутренние войска: врожденный иммунитет и циркулирующие рецепторы

Наши внутренние войска: врожденный иммунитет и клеточные рецепторы

Наши внутренние войска: врожденный иммунитет и комплемент

Наши внутренние войска: врожденный иммунитет и фагоцитоз

Наши внутренние войска: Его Величество Воспаление

Наши внутренние войска: внешняя защита

Наши внутренние войска: лейкоциты

Наши внутренние войска: нейтрофилы

Наши внутренние войска: эозинофилы

Наши внутренние войска: базофилы и тучные клетки

Наши внутренние войска: моноциты

Наши внутренние войска: большие гурманы макрофаги

Наши внутренние войска: органы иммунной системы

Показать полностью 2
72

Наши внутренние войска: органы иммунной системы

Предыдущий пост о макрофагах.


Я рассказал о рецепторах узнавания чужого, о фагоцитозе и лейкоцитах. Нам остается большой раздел иммунологии, связанный с адаптивным иммунитетом - об антигенах, о лимфоцитах и антителах. Но прежде чем перейти к этим темам, мне снова хочется взглянуть на наш организм с более общего ракурса и поговорить об органах иммунной системы. Пост обзорный, без детального разбора каждого органа.

Наши внутренние войска: органы иммунной системы Иммунитет, Иммунология, Медицина, Длиннопост

Начну с костного мозга. Внезапно, этот орган располагается внутри костей: черепных, реберных, тазовых, трубчатых (кости рук и ног), внутри грудины и немного в позвонках. Именно здесь образуется гемопоэтическая стволовая клетка, о которой я рассказывал в посте про лейкоциты. Эта клетка дает начало различным росткам костного мозга, из которых потом получаются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Костный мозг не имеет ничего общего с мнестически-когнитивными процессами, мы им никак не думаем, и назван он “мозгом”, очевидно, из-за схожести по консистенции с головным мозгом.

Наши внутренние войска: органы иммунной системы Иммунитет, Иммунология, Медицина, Длиннопост

Сканирующая электронная микроскопия сломанного ребра. Костный мозг - кузница эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.

Следующий важный орган иммунной системы - тимус. Он располагается за грудиной и из-за схожести с двузубой вилкой ещё именуется вилочковой железой. В этом дольчатом органе происходит дозревание отдельного вида лейкоцитов - T-лимфоцитов (T - тимус). То есть рождаются эти клетки в костном мозге, но окончательно созревают именно внутри вилочковой железы. После полового созревания тимус начинает медленно уменьшаться в размерах и сокращать свою активность, к старости он практически полностью замещается жировой и соединительной тканями, хотя отдельные островки продолжают функционировать. Тимус синтезирует около двадцати различных веществ, регулирующих иммунитет. Есть такой миф, что если периодически стучать по грудине, то это будет активировать тимус и улучшать работу иммунной системы. Ах, если бы, если бы… Не получится поумнеть, если постоянно стучать по черепу, и не получится активировать иммунитет, если постоянно стучать по тимусу.

Наши внутренние войска: органы иммунной системы Иммунитет, Иммунология, Медицина, Длиннопост

Это тимус. Он покрыт нежной оболочкой, от которой вглубь органа отходят множественные перегородки и делят его на дольки.

Костный мозг и тимус относятся к центральным органам иммунной системы. Все остальные компоненты, которые вы видели на картинке c витрувианским человеком, относятся к периферической иммунной системе.

Лимфоидная ткань - это скопления лимфоцитов, раскиданные по всему организму в слизистых оболочках и коже. Напомню, что лимфоциты - это тип лейкоцитов, относящихся к адаптивному (специфическому, приобретенному) иммунитету. Нам ещё предстоит с ними разобраться. Каждый тип лимфоидной ткани в зависимости от места расположения имеет собственное название.


Для слизистых оболочек это MALT - лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками (Mucosal-Associated Lymphoid Tissue). Причем внутри MALT делится ещё подробнее. Например, лимфоидная ткань пищеварительной слизистой - GALT (Gut-Associated Lymphoid Tissue). Сюда относятся миндалины, аппендикс, пейеровы бляшки и некоторые другие.


О миндалинах, наверное, слышал каждый. Этот иммунный орган находится на условной границе между внешним миром и дыхательным и пищеварительными путями. Отмечено, что раннее удаление миндалин приводит к более раннему “старению” тимуса. Поэтому не стоит спешить удалять миндалины без крайней необходимости.


Пейеровы бляшки - это лимфатические скопления в основании ворсинок кишечника и между ними. При брюшном тифе, вызываемом тифозной сальмонеллой, эти бляшки некротизируются (отмирают) в попытке побороть бактерию.

Срез подвздошной кишки. Villus - микроворсинки, Peyer’s Patch - пейеровы бляшки.

Лимфоидная ткань бронхов называется BALT (Bronchus-Associated Lymphoid Tissue), женских половых путей - VALT (Vulvovaginal-Associated Lymphoid Tissue), носоглотки - NALT - (Nose-Associated Lymphoid Tissue). Лимфоидная ткань кожи называется SALT (Skin-Associated Lymphoid Tissue).


Как видите, наши покровные ткани реализуют множество механизмов, защищающих нас от окружающего мира. Это и кислая жировая пленка кожи, и антибактериальные вещества слизистых оболочек (лизоцим), и кислая среда желудка, и лимфоидная ткань, и местные макрофаги, и дендритные клетки вместе с тучными клетками. За века эволюции наш организм вырабатывал огромное количество способов защиты от внешней среды. Но, к сожалению, недруг тоже не спал и эволюционировал, чтобы преодолевать все уровни защиты нашего тела. Вот так и живем в вечной эволюционной гонке.


Лимфатическая система представляет собой образование, по которой лимфа циркулирует по организму. Как получается лимфа? Жидкая часть крови (плазма) частично выходит из сосудистого русла в ткани, где омывает все структуры, а затем частично всасывается обратно в кровь. Остальная же часть из тканей поступает в лимфатические капилляры. Из капилляров она движется к более крупным лимфатическим сосудам и, в конце концов, опять поступает в кровь. Таким образом, у нас в организме происходит бесконечный цикл “промывки” тканей. Чужеродные вещества из тканей, опухолевые клетки, обломки собственных тканей попадают по лимфатическим сосудам в лимфоузлы. Помимо иммунных функций, лимфа участвует в транспорте жиров и белков, осуществляет отток избыточного количества жидкости из тканей.


Кстати, ток лимфы по сосудам осуществляется пассивно - за счет клапанов, препятствующих движению лимфы обратно, и отрицательного давления, создаваемого во время цикла вдох-выдох. Кроме того, мышечные сокращения также способствуют току лимфы, так что вот вам ещё одна причина жить в движении.

Наши внутренние войска: органы иммунной системы Иммунитет, Иммунология, Медицина, Длиннопост

Лимфатический узел - это заключенное в капсулу скопление лимфоидной ткани и некоторых “служебных” клеток. Помимо лимфоцитов, здесь могут присутствовать и другие клетки иммунной системы (например, макрофаги). Лимфатический узел имеет размеры от пяти миллиметров до полутора сантиметров. Обычно лимфоузлы располагаются группами и находятся по ходу лимфатических сосудов. Подобно таможне, внутри лимфоузлов проверяется “пришедшая” по приносящим сосудам лимфа, а из лимфоузла выходит лимфа, богатая лимфоцитами и антителами.

Немного оффтопа, но вот видео миграции нейтрофилов в лимфатический узел мышки при его повреждении лазером.

Наши внутренние войска: органы иммунной системы Иммунитет, Иммунология, Медицина, Длиннопост

Схематическое изображение лимфоузла. Слева изображены приносящие лимфатические сосуды, справа - выносящий лимфатический сосуд и кровеносные сосуды.

Селезенка также относится к иммунным органам. Здесь происходит первый контакт лимфоидной ткани с возможными чужеродными веществами из крови. Селезенка участвует в образовании и созревании лимфоцитов, а также в их депонировании (создании резервных запасов). Кроме того, селезенка уничтожает старые или поврежденные эритроциты и тромбоциты. Люди с удаленной селезенкой имеют бОльшую уязвимость к инфекционным болезням, хотя после её удаления другие органы частично восполняют потерю. Селезенка может увеличиваться во время некоторых инфекционных болезней (тиф, малярия, туберкулез). Такое состояние называется спленомегалия. Значительное увеличение селезенки может быть вызвано опухолевыми заболеваниями крови.


О печени, думаю, тоже слышали все. Этот орган выполняет массу функций, но нас интересует именно иммунная. Во-первых, печень служит источником лимфоцитов во внутриутробном состоянии. Во-вторых, она синтезирует так называемые вещества острой фазы - С-реактивный белок, MBL (маннозосвязывающий лектин), комплемент и некоторые другие, о которых я писал в предыдущих постах. В печени обезвреживаются многие токсины, аллергены и другие потенциально опасные вещества. Через печень проходит 15-20 % всего лимфотока организма. Также печень хранит резерв крови, который организм использует в случае кровопотери.


Здесь описаны основные органы иммунной системы, и этой темой я завершаю знакомство с врожденным иммунитетом. Получилось 18 постов. Спасибо всем, кто их терпеливо дочитал :)

Я ещё сделаю обзорный пост о врожденном иммунитете и далее начну готовить об адаптивном иммунитете. Всем желаю сил и крепких иммунных органов!

Показать полностью 4
51

Наши внутренние войска: большие гурманы макрофаги

Предисловие к макрофагам, о моноцитах, тут.


Макрофаг - это дословно огромный пожиратель. Он может достигать до 80 мкм. По размеру это сопоставимо с самой большой клеткой человеческого тела - яйцеклеткой (которую можно увидеть невооруженным глазом - 100 мкм). Если нейтрофил может поглотить от 10 до 20 микробов (иногда и 30), то макрофаг способен слопать до 100 штук. Именно поэтому нейтрофилы называют микрофагами, а окрепшие моноциты - макрофагами.



Вот видео макрофагов, поедающих чужеродные клетки. Использованы человеческие макрофаги и овечья кровь. Обратите внимание на активированные лизосомы в макрофагах, фагоцитирующих эритроциты. Лизосомы - пузырьки с ферментами внутри макрофагов.

Макрофаги способны образовывать цитоплазматические выросты, которыми, словно длинными руками-щупальцами, дотягиваются до своей цели. Обволакивают её и погружают внутрь, с удовольствием фагоцитируя субстрат. Чтобы макрофаг смог понять, что ему нужно съесть, у него есть куча рецепторов на поверхности мембраны. Это и знакомые вам Toll-подобные рецепторы, и рецепторы к чужеродному сахару маннозе, рецепторы к бактериальным полисахаридам, вирусам, рецепторы к комплементу и ещё куча других рецепторов. Вообще, макрофаги лучше всего поедают те микробы и клетки, которые покрыты комплементом или антителами. Из-за обилия рецепторов и множества микровыростов цитоплазмы “макрофажная” клетка выглядит шипастой с многочисленными отростками.

Наши внутренние войска: большие гурманы макрофаги Иммунология, Иммунитет, Биология, Видео, Длиннопост

Макрофаг вытянул псевдоподии, дабы поглотить семя зла.

Моноциты, поступившие в очаг воспаления, активируются и трансформируются в воспалительные макрофаги. Их ещё называют М1 макрофаги. Активация моноцитов происходит в результате встречи с патогенными веществами (PAMP), а также под действием специальных веществ (цитокинов), выделяемыми другими иммунными клетками. Примером таких веществ могут служить интерферон-гамма, фактор некроза опухоли, интерлейкин-4 и другие вещества, о которых я немного расскажу в одном из постов. Эти вещества выделяются клетками в очаге повреждения, а также нейтрофилами и базофилами.


М1 макрофаги продуцируют наружу различные антимикробные вещества, такие как активные формы кислорода и оксид азота (убивающий даже устойчивую ко многому туберкулезную палочку). Кроме того, M1 клетки производят вещества, привлекающие к месту событий клетки адаптивного иммунитета (лимфоциты). И, конечно же, эти макрофаги поедают все вокруг, что показалось им аппетитным.

Наши внутренние войска: большие гурманы макрофаги Иммунология, Иммунитет, Биология, Видео, Длиннопост

Макрофаг поглощает палочки туберкулеза.

Но, к сожалению, враг тоже не дремлет. Например, рассмотрим бактерию туберкулеза. За столетия эволюции, она научилась выживать, несмотря на иммунитет. Эта хитрая палочка позволяет альвеолярному макрофагу фагоцитировать себя и оказывается внутри клетки в фагосоме. Далее по сценарию фагоцитоза должно быть так: лизосомы с пищеварительным соком сливаются с фагосомой и переваривают палочку Коха. Однако коварная бактерия научилась вырабатывать ферменты, которые препятствуют слиянию лизосомы и фагосомы. Бактерия остается внутри фагосомы целой и невредимой. Кроме того, эта нахалка ещё и заставляет макрофаг накапливать жиры, которыми сама питается. Бактерия размножается и, в конце концов, макрофаг погибает.

Наши внутренние войска: большие гурманы макрофаги Иммунология, Иммунитет, Биология, Видео, Длиннопост

Туберкулезные палочки внутри макрофага. Зеленые шарики - жировые включения, которыми питается бактерия.

Кстати, подобным образом ведет себя и хламидия - внутриклеточная бактерия.

Наши внутренние войска: большие гурманы макрофаги Иммунология, Иммунитет, Биология, Видео, Длиннопост

Мириады хламидий внутри клетки.

Если существуют М1 макрофаги, то должны существовать, как минимум, и М2 макрофаги. И они есть! Эти клетки образуются из моноцитов под влиянием других стимулов. Например, глюкокортикоиды (преднизолон) могут стимулировать образование М2 клеток. Их роль во многом противоположна М1 макрофагам. Они подавляют воспаление, выделяя особый цитокин интерлейкин-10 - наш внутренний аспирин. Кроме того, М2 макрофаги участвуют в регенерации тканей: способствуют росту новых сосудов, синтезируют соединительную ткань и помогают  образованию новых клеток. Итак, М1 все крушат на своем пути, а M2 успокаивают воспалительную реакцию и залечивают раны.


Некоторые болезни могут нарушить работу макрофагов. Например, генетическая хроническая гранулематозная болезнь. При этом страдает фагоцитоз, а именно: фагоциты не могут выработать перекись кислорода, в результате чего нарушено дальнейшее кислородзависимое переваривание микроба внутри фагосомы. Дефектные нейтрофилы, которые смогли проглотить бактерию, погибают, но не убивают возбудителя. Непереваренные бактерии вылезают обратно и продолжают вызывать неспокойствие в организме. Поэтому в очаг воспаления приходят моноциты с макрофагами и тоже фагоцитируют бактерии, однако не могут их переварить. Вокруг таких очагов формируются гранулемы - бугорки из иммунных клеток. Такое заболевание проявляется в первый год жизни человечка постоянными пневмониями, кожными абсцессами и воспалениями лимфоузлов. Но не каждая бактерия опасна для такого иммунитета, а только та, которая обычно уничтожается с помощью перекиси водорода. Другие бактерии и вирусы уничтожаются нейтрофилами и макрофагами как обычно.


Моноциты и макрофаги участвуют в гранулематозном воспалении - то есть таком, при котором вокруг очага воспаления образуются бугорки или гранулемы. Суть этих гранулем - скопление моноцитов и макрофагов вокруг участка с воспалением. Кроме инфекций (как сифилис или болезнь кошачьих царапин), гранулемы образуются и при неинфекционных болезнях, таких как силикоз. Силикоз - болезнь, вызываемая осаждением частиц оксида кремния (песка) в легких. Макрофаги гибнут в попытке переварить песок, и в легких образуются множественные рубцы.

Наши внутренние войска: большие гурманы макрофаги Иммунология, Иммунитет, Биология, Видео, Длиннопост

Гистология легкого, пораженного силикоантракозом (силикоз + антракоз). Антракоз - отложение угольной пыли в легких. На снимке видны черный пигмент и белые разрастания соединительной ткани. В норме должно быть все розовое и немного белого.

В крови нельзя увидеть макрофаги, так как они образуются в тканях из моноцитов. Поэтому в анализе крови вы не увидите графы “макрофаги”. Однако косвенно можно судить, что повышение моноцитов в крови означает скорое появление макрофагов в тканях. В начале воспалительного процесса моноциты повышаются в крови вследствие их выхода из костного мозга. А выходят они оттуда вследствие цитокинов, выделяемых в очаге воспаления нейтрофилами, тучными клетками и тканевыми макрофагами. В течение одних-двух суток моноциты мигрируют в ткани, где превращаются в макрофаги. В это время количество моноцитов может снижаться.

Схематическая анимация работы макрофага. Моноцит выходит из сосуда, превращается в макрофаг и начинает поглощать бактерии. “Конфетки”, выпадающие из макрофага, это цитокины и антимикробные вещества. Бактерии, которые макрофаг не поглотил, погибают от химической атаки.

Показать полностью 5 1
102

Наши внутренние войска: моноциты

По сложившемуся ритуалу, вот ссылка на предыдущий пост о базофилах.


Вот мы и добрались до агранулоцитов. Несмотря на то, что к ним относятся только моноциты и лимфоциты, это огромная тема.


Моноциты относятся к незернистым лейкоцитам, в них нет гранул со всякими гистаминами и гепаринами. Они составляют от 3 до 11 % общей массы лейкоцитов.

Наши внутренние войска: моноциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Моноцит в капилляре (желтый с отростками). Рядом проплывает красный эритроцит.

Моноциты относят к фагоцитам - клеткам, способным поедать другие клетки и различные крупные частицы. Они рождаются в костном мозге, плавают 1-2 дня в крови, а затем попадают в разные ткани. Они - солдаты общего назначения, которые проходят одну и ту же боевую школу. А потом каждый солдат попадает в определенный род войск.


Наши внутренние войска: моноциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Моноцит в мазке крови. В центре видно большое подковообразное (бобовидное) ядро.

Моноцит мигрирует из крови в ткань и под действием различных веществ, выделяемых этой тканью, превращается в макрофаг. Макрофаги - большие клетки, призванные поедать наших врагов. Я о них расскажу отдельно. Во время воспаления моноциты спешат на помощь в очаг зла, где превращаются в воспалительные макрофаги. В обычное же время моноциты мигрируют в различные ткани и превращаются в “мирные” тканевые макрофаги, которые выполняют “уборочные” функции. Такие макрофаги называют оседлыми или резидентными. Они присутствуют практически во всех тканях организма: в коже, легких, кишечнике, селезенке, печени, нервной ткани и даже в костях. В каждой ткани резидентный макрофаг выполняет определенную функцию, и не всегда мирную. Особенно важны альвеолярные макрофаги (которые в легких) и кишечные. Важны потому, что в легких и пищеварительном тракте наш организм особенно плотно контактирует с внешним миром, который таит в себе миллионы маленьких чудищ, желающих нас съесть. Вообще, ткани, которые непосредственно соприкасаются с внешним миром, максимально упакованы разными защитными механизмами.

Наши внутренние войска: моноциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Макрофаги кожи - клетки Лангерганса в толще эпидермиса.

На срезе они видны как темно-красные клетки с отростками.

Наши внутренние войска: моноциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Макрофаг селезенки поглощает эритроциты (нужно же куда-то старые девать).

Стрелками указаны выросты мембраны макрофага, которыми он, словно щупальцами (или губами?), захватывает еду.

Наши внутренние войска: моноциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Клетки Купфера - макрофаги печени. Они также занимаются переработкой старых клеток крови.

Наши внутренние войска: моноциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Альвеолярный (легочный) макрофаг поглощает кишечную палочку.

Наши внутренние войска: моноциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Остеокласт - резидентный макрофаг костной ткани. Остеокласты уничтожают костную ткань (по мере роста кости, во время перестройки скелета и т.д.)

Моноциты производят кучу разных воспалительных веществ. Одни из них убивают микробы, другие стимулируют рост сосудов в очаге поражения. Третьи, такие как интерлейкин-1, заставляют печень вырабатывать C-реактивный белок (воспалительный белок, о котором упоминал здесь), фибриноген (участвует в свертывании крови) и некоторые другие вещества. Кроме того, моноциты наряду с макрофагами вырабатывают пирогены - вещества, заставляющие гипоталамус повышать температуру тела. Эти внутренние (эндогенные) пирогены вырабатываются макрофагами в ответ на внешние (экзогенные) пирогены. К внешним пирогенам относятся многие чужеродные вещества, такие как бактериальные токсины или частички микробных клеток, а также собственные разрушенные ткани. С помощью цитокинов - биологических смсок, посредством которых клетки общаются друг с другом - моноциты и макрофаги призывают нейтрофилы с эозинофилами в очаг воспаления. Моноциты ещё и вырабатывают интерферон, который замедляет размножение вирусов внутри клеток.

Моноциты и их потомки макрофаги участвуют во всех иммунных процессах. Они также служат мостиком между врожденным и приобретенным иммунитетом. Без работы врожденного иммунитета начало адаптивного иммунитета невозможно. Позже я расскажу ещё об одной важной функции моноцитов и макрофагов - антигенпрезентации. Ко всему прочему, макрофаги участвуют в аллергических реакциях гиперчувствительности замедленного типа. Это тип аллергии, которая развивается не сразу, а через несколько суток, а то и недель. К таким реакциям относятся, например, проба Манту или отторжение трансплантата.

Количество моноцитов увеличивается во время инфекционных заболеваний (например, корь, краснуха, туберкулез). Такое состояние называется моноцитозом. Оно характерно в первые сутки заболевания. Костный мозг начинает производить больше моноцитов, и они выходят в кровь. На вторые-третьи сутки воспаления, а также при хроническом воспалении моноциты мигрируют в ткани, поэтому их количество в крови снижается. Глюкокортикоиды (кортизол, преднизолон) и некоторые антибиотики также снижают количество моноцитов. Нормальным считается небольшое понижение моноцитов у беременных. Понижение моноцитов в крови называется моноцитопенией.


В следующей главе подробнее расскажу о макрофагах. Всем умеренных моноцитов и эффективных тканевых макрофагов!

Показать полностью 6
58

Наши внутренние войска: базофилы и тучные клетки

Пост про эозинофилы лежит тут.

А сегодня осталось рассмотреть последних представителей из рода гранулоцитов.

Базофилы являются зернистыми лейкоцитами, и их доля от общего количества лейкоцитов - самая маленькая (около 0,5%). Норма базофилов в крови - до 1 % (ноль тоже является нормой). Эти клетки окрашиваются щелочными или основными (basis) красителями. В мазке они видны как пурпурно-черные клетки с большим количеством крупных гранул. Гранул так много, что сквозь них трудно увидеть дольчатые ядра. Основная часть базофилов циркулирует в крови от шести часов до суток, после чего выходит в ткани.

Наши внутренние войска: базофилы и тучные клетки Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

В базофильных зернах в большом количестве содержатся гистамин и гепарин, а также серотонин, пероксидаза и другие вещества, обеспечивающие воспалительную реакцию. Напомню, что гистамин вызывает расширение капилляров и увеличивает их проницаемость, также вызывает спазм гладких мышц, кожный зуд и увеличивает секрецию носовой и бронхиальной слизи. Спазм гладкой мускулатуры в кишечнике способствует развитию диареи или рвоты, спазм в бронхах - затруднению дышать. Гепарин замедляет свертываемость крови. Серотонин, как и гистамин, вызывает расширение капилляров и служит хемоаттрактантом для иммуных клеток. Пероксидаза ускоряет распад перекиси водорода до воды и атома кислорода, являющегося губительным для клеточных мембран.

Наши внутренние войска: базофилы и тучные клетки Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Электронная микроскопия базофила. В центре - три крупных сегмента ядра. Черные пятна B и MF - это базофильные гранулы. Буква М обозначает митохондрии.

Кроме того, базофильные зерна содержат специальные вещества (хемотаксические факторы) для привлечения эозинофилов и нейтрофилов в очаг воспаления.

Наши внутренние войска: базофилы и тучные клетки Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Фотография базофила в электронном микроскопе. В центре видно большое светло-синее ядро, вокруг - зеленоватые базофильные гранулы.

Двоюродные братья базофилов - тучные клетки. Ещё их называют лаброциты или мастоциты. Они чуть больше размером своих кузенов, но содержат точно такие же гранулы и выполняют схожие функции. Если базофилы созревают в костном мозге и выходят в кровь совершеннолетними, то тучные клетки выходят в кровь незрелыми. Они попадают в слизистые оболочки и соединительную ткань, где завершают созревание. Также мастоциты обладают меньшей подвижностью и живут гораздо дольше собратьев. Мастоциты в большом количестве представлены в покровных тканях: коже, кишечнике, легких.

Наши внутренние войска: базофилы и тучные клетки Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Электронная фотография тучной клетки. По центру расположено ядро, вокруг - множество гранул

Базофилы и тучные клетки имеют на своей поверхности Tall-подобные рецепторы, рецепторы к комплементу, к антителам класса IgE и IgG, а также к различным цитокинам. При активации этих рецепторов базофилы и мастоциты реализуют свои биологические эффекты. Tall-подобные рецепторы реагируют на бактерии, грибы и некоторые вирусы. Антитела класса Ig E вырабатываются в связи с аллергическими реакциями и глистной инфекцией. Антитела класса IgG вырабатываются в связи со многими инфекциями (бактериальными, вирусными, грибковыми).


Базофилы и тучные клетки играют ключевую роль в развитии аллергий. Однако первоначальная функция тучных клеток, располагающихся на границе нашего организма и внешнего мира, это привлечение к месту опасности других иммунных клеток. Обилие лаброцитов в покровных тканях позволяет им оперативно реагировать на любые повреждения (инфекция, травмы, ожоги и т.д.) Как только произошло нарушение целостности тканей, лаброциты выделяют гранулы с гистамином и серотонином.


Процесс выхода веществ из гранул называется дегрануляцией. Дегрануляция тучных клеток усиливает локальный кровоток, в результате чего в очаг выходят другие иммунные клетки (нейтрофилы, эозинофилы, моноциты и макрофаги). Как выглядит дегрануляция под микроскопом посмотреть можно здесь. Физиологический смысл дегрануляции - обеспечить больший приток крови, создать отек и привлечь остальных участников иммунного процесса. Отек нужен для того, чтобы ограничить распространение патогена и не допустить его распространение в кровоток (кровь притекает, но не оттекает). Если базофилов (мастоцитов) много и они дегранулируют слишком быстро и активно, то развивается аллергия вплоть до анафилактического шока.


Базофилы и тучные клетки слабо способны к фагоцитозу, но могут секретировать антимикробные вещества. Они также способны к образованию внеклеточных ловушек - этозу (подробнее об этом в нейтрофилах).

Наши внутренние войска: базофилы и тучные клетки Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Иллюстрация этоза тучной клетки.

А - тучная клетка “в покое”. B, C - тучная клетка образует внеклеточные ловушки в ответ на инфекцию пиогенным стрептококком. D - кокки “пойманы” в ловушку.

Кроме того, эффект гистамина привлекает эозинофилы и обеспечивает спазм гладких мышц кишечника. Белки, выделяемые эозинофилами, оказывают повреждающий эффект на личинки гельминтов, а также на эпителий кишечника. Эпителий отмирает и слущивается, вместе со спазмом кишечника этот механизм пытается изгнать глистов из просвета кишки. Антитела и комплемент также атакуют оболочку гельминтов вместе с активными формами кислорода, вырабатываемыми эозинофилами. Так что глистам тоже приходится несладко.

Наши внутренние войска: базофилы и тучные клетки Иммунитет, Иммунология, Биология, Длиннопост

Ещё одна электронная фотография тучной клетки.

Вещества, блокирующие действие гистамина, называются антигистаминными. Они блокируют рецепторы гистамина, в результате чего гистамин не может связаться с родственными белками. К таким веществам относятся супрастин, диазолин, цетрин и многие другие.


Ещё есть лекарства, которые относятся к стабилизаторам мембран тучных клеток. Эти вещества предотвращают дегрануляцию тучных клеток, а значит, никакие вещества из лейкоцитарных зерен не попадут в ткани или в кровоток. Дегрануляция блокируется не только у тучных клеток и базофилов, но и у эозинофилов, нейтрофилов и макрофагов. К лекарствам этого класса относятся, например, недокромил или тайлед. Часто применяются в лечении бронхиальной астмы и других легочных заболеваний.


Повышенное количество базофилов называется базофилией. Оно возникает при аллергиях, бронхиальной астме, язвенном колите, некоторых аутоиммунных заболеваниях (ревматоидный артрит, псориаз), а также при опухолевых заболеваниях крови (лейкозы, лимфомы). Также повышаться базофилы могут вследствие анемии, когда костный мозг в попытке компенсировать анемию усиленно синтезирует лейкоциты. Так как базофилы привлекают эозинофилы, то с большой долей вероятности при повышенных базофилах в крови будут повышены и эозинофилы.


Определить снижение базофилов в крови (базопения) практически невозможно, так как они быстро мигрируют из крови в ткань, и их отсутствие в крови нельзя рассматривать как нарушение.


В следующий раз расскажу о моноцитах. Всем хорошей весны и никаких аллергий!

Показать полностью 5
44

Наши внутренние войска: эозинофилы

Последний пост о нейтрофилах тут.


Эозинофилы по размеру чуть больше нейтрофилов и тоже относятся к гранулоцитам. Их количество в крови варьирует от 1 до 5% среди всех лейкоцитов. В гранулах этих клеток содержится большое количество главного щелочного белка (базисный протеин), который поражает личинки некоторых глистов и бактерии. Кроме этого, там содержатся другие белки, обладающие антимикробной и противовирусной активностью (катионный протеин, нейротоксин). Также эозинофилы способны образовывать большое количество перекиси водорода (за счет фермента эозинофильной пероксидазы), даже больше, чем нейтрофилы. Перекись водорода в совокупности с другими активными формами кислорода, как вы помните, губительны для клеточных мембран. И не только для микробных мембран, но и для наших тоже.

Наши внутренние войска: эозинофилы Иммунитет, Иммунология, Биология, Видео, Длиннопост

Эозинофил в мазке крови

Эозинофилы окрашиваются кислым красителем эозином, что дало название этим клеткам. Кстати, впервые такую окраску применил нобелевский лауреат Пауль Эрлих. Это вообще он придумал методы окраски, которые помогли открыть разные типы лейкоцитов.


Эозинофилы образуются в костном мозге, откуда выходят в кровь и плавают там 6 - 8 часов. После этого они мигрируют в различные ткани, где проживают свой век от пяти до десяти дней. Больше всего их находится в желудочно-кишечном тракте, но также их немало в легких, коже и некоторых других органах.


Наши внутренние войска: эозинофилы Иммунитет, Иммунология, Биология, Видео, Длиннопост

Сможете узнать эозинофилы?

Эозинофилы подавляют эффекты гистамина и гепарина. Напомню, гистамин как медиатор воспаления вызывает расширение капилляров и увеличивает их проницаемость, способствует отеку тканей, вызывает бронхиальный спазм и некоторые другие эффекты. Гистамин - один из активных участников аллергий. Гепарин - это вещество, которые замедляет свертываемость крови. Также эозинофил подавляет активность нейтрофилов, поэтому при возрастании эозинофилов количество нейтрофилов снижается. Нивелируя эффекты гистамина и гепарина, а также угнетая способность других клеток (базофилов) выделять эти вещества, эозинофилы способны контролировать аллергические и воспалительные реакции.

Наши внутренние войска: эозинофилы Иммунитет, Иммунология, Биология, Видео, Длиннопост

Электронная микроскопия эозинофила. Два больших образования по центру - сегментированное ядро. Черные “семечки” - гранулы с химическим оружием против микробов.

Эозинофилы также способны к фагоцитозу, но в гораздо меньшем объеме, чем нейтрофилы. Эозинофилы - активные участники противоглистной защиты. Лучше всего эозинофилы борются с личинками гельминтов и паразитами внутри тканей. Конечно, сама иммунная клетка не может переварить паразита - он слишком большой для нее. Гельминта нельзя просто сфагоцитировать, как несчастную одноклеточную бактерию. Поэтому противогельминтный иммунитет задействует многие механизмы защиты. Белки гельминтной оболочки активируют комплемент и стимулируют выработку антител. Комплемент и антитела сами по себе могут воздействовать на паразита, но также являются хемоаттрактантами (химически привлекательными) для эозинофилов, в результате чего те мигрируют в сторону гельминта, словно акулы, учуявшие кровь. Гистамин тоже является хемоаттрактантом для эозинофилов. Прибыв по месту вызова, гранулоциты начинают продуцировать различные токсические вещества, поражающие оболочку паразита. К сожалению, эти вещества поражают и наши собственные ткани. Воспаление - это всегда смерть невинных. Кроме выделения токсических веществ, эозинофилы продуцируют молекулы, стимулирующие разрастание соединительной ткани вокруг паразитов.

Вот видео атаки эозинофилов на круглого червя:

Полное описание работы здесь, там же есть и другие ролики. Видео снималось на Матригеле (специальная желатино-белковая среда для опытов), в живых тканях события будут развиваться по-другому. Но здесь показана модель миграции эозинофилов к месту обитания паразита. Для общения между собой эозинофилы используют цитокин лейкотриен-B4 - это как смска, которую клетки посылают друг другу для помощи. Кроме того, этот цитокин активирует работу макрофагов и нейтрофилов, усиливая их фагоцитоз и бактерицидные свойства.


Прямое воздействие эозинофилов на гельминты было показано in vitro, то есть “в пробирке” или вне живого организма. Хотя классически эозинофилы признают борцами против гельминтов, в настоящее время остается дискуссионным вопрос об их роли в борьбе с паразитами. Например, при изучении гельминтированных мышей эффект от эозинофилов описывается от значительного до незначительного и противоположного - то есть в определенных условиях эозинофилы даже подавляли иммунитет, защищая таким образом гельминтов (вот исследование, если вдруг кто не верит). Но это модель исследований на мышах, а человек - не мышь, и у него могут быть чуть-чуть другие механизмы и чуть-чуть другие гельминты. В заключении другой статьи, например, говорится “что эозинофилы вместе с антителами и комплементом участвуют в уничтожении личиночных стадий большинства, если не всех гельминтозных паразитов, изученных до сих пор”. В то же время, эозинофилы мало эффективны в борьбе против взрослых (“вылупившихся”) паразитов. Поэтому вопрос защиты от глистов и роль эозинофилов в нем остается открытым.


Эозинофилы способны фагоцитировать бактерии, грибки, собственные поврежденные ткани, но, как я уже писал, их фагоцитирующая способность гораздо ниже таковой у нейтрофилов. Несмотря на то, что эозинофилы способны подавлять действие гистамина, их собственные белки оказывают повреждающее воздействие на наши ткани. Так, основной белок повреждает эпителий почек, трахеи и желудочно-кишечного тракта, а пероксидаза губительна для бронхов. Нейротоксин и катионный белок разрушительно влияют на клетки нервной системы. Выделяемые эозинофилами токсические вещества повреждают дыхательный эпителий при бронхиальной астме. Катионный белок, кроме того, обнаруживается и в коже больных атопическим дерматитом.



В предыдущем посте о нейтрофилах я упоминал об особом виде клеточной защиты - нетозе (NETosis - Neutrophil Extracellular Trap, нейтрофильная внеклеточная ловушка). Эозинофилы также способны к образованию подобных ловушек, как, впрочем, и другие клетки иммунной системы. Более общее название для этого процесса - этоз (ETosis).


Итак, эозинофилы участвуют в противоглистном иммунитете, а также в развитии аллергических реакций. Эти клетки продуцируют базисный белок, повреждающий личинки гельминтов, а также много активных форм кислорода, являющимся губительным для личинок, бактерий и грибов. Вместе с тем активный эозинофильный ответ способен повреждать собственные ткани организма, поддерживая аллергические и некоторые аутоиммунные заболевания.


Эозинофилы повышаются при заражении глистами, при аллергических заболеваниях и некоторых инфекциях (например, туберкулез или сифилис). Это состояние называется эозинофилией. Эозинофилы наряду с нейтрофилами являются активными участниками воспалительных процессов при бронхиальной астме.


Снижение эозинофилов может быть вызвано приемом глюкокортикоидов (лекарства для подавления иммунитета). Наши внутренние глюкокортикоиды вырабатываются во время стрессов, поэтому стрессы, шок и травма также снижают количество эозинофилов. Такое состояние называется эозинопенией.

Показать полностью 2 1
100

Наши внутренние войска: нейтрофилы

Предыдущий обзорный пост о лейкоцитах здесь.


Описание лейкоцитов начну с нейтрофилов, так как это первые клетки, которые приплывают на помощь. Они - группа быстрого реагирования. Это клетки-камикадзе, которые погибают в борьбе с недругом. Но обо всем по порядку.

Наши внутренние войска: нейтрофилы Иммунология, Иммунитет, Биология, Видео, Длиннопост

Нейтрофил в электронном микроскопе и в мазке крови (в световом микроскопе). Видно темное сегментированное ядро и множество небольших серых гранул.

Нейтрофилы относятся к зернистым лейкоцитам и являются наибольшей популяцией среди белых клеток крови. Зерна (гранулы) этих лейкоцитов могут окрашиваться как кислотными красителями, так и щелочными - поэтому их назвали нейтрофилами. В норме их от 40 до 70 % от общего количества лейкоцитов. Они образуются в костном мозге и выходят оттуда по мере созревания. В крови могут присутствовать нейтрофилы разной стадии зрелости. Самые зрелые называются сегментоядерными. Более молодые формы называются палочкоядерными и могут составлять 1 - 6 %. Изредка могут встречаться юные нейтрофилы, но их в норме не больше 0.5 % в крови. Все другие формы нейтрофилов в крови не должны наблюдаться (они дозревают в костном мозге). Если юных и палочкоядерных становится больше, это говорит об активации иммунитета. Такое состояние ещё называют сдвигом формулы крови влево - организм столкнулся со свежей (острой) инфекцией или травмой и усиленно вырабатывает новые нейтрофилы. Бывает и сдвиг формулы вправо - в этом случае соотношение нейтрофилов сдвигается в сторону зрелых. Это происходит при любых состояниях, когда угнетен синтез нейтрофилов (например, при сильном недостатке витамина B12, при лучевой болезни).


Наши внутренние войска: нейтрофилы Иммунология, Иммунитет, Биология, Видео, Длиннопост

Нейтрофилы живут от 1 до 6 дней. Их большая часть дремлет у стенок мелких сосудов или мигрирует в ткани. Ещё есть резервная часть - зрелые нейтрофилы, ожидающие боевой тревоги в костном мозге. Получив сигнал об опасности, нейтрофилы активируются и спешат к месту горячих событий. Вещества, привлекающие нейтрофилы - это куски разрушенных бактерий (пресловутый PAMP), собственные поврежденные клетки (DAMP или алармины), активированный комплемент и некоторые другие биологически активные вещества, такие как цитокины. Цитокины - сигнальные молекулы, которые позволяют клеткам “общаться” друг с другом.


Нейтрофилы относятся к фагоцитам, то есть они способны поедать микробы и крупные частицы. В лизосомах нейтрофилов содержится двадцать видов разных ферментов. Лучше всего фагоцитируются те бактерии, которые покрыты биологическими “вкусняшками” - опсонинами (комплементом или антителами). Нейтрофилы поглощают бактерии, грибы, простейшие и собственные поврежденные (старые) ткани. Один нейтрофил может проглотить до 30 микробов (конечно, все зависит от размера чужака).

Наши внутренние войска: нейтрофилы Иммунология, Иммунитет, Биология, Видео, Длиннопост

Нейтрофил фагоцитирует бактерию туберкулеза. В тканях нейтрофил достигает размеров до 20 мкм (в крови - 12). А размер туберкулезной палочки - от 1 до 10 мкм.

Нейтрофилы также способны выпускать антимикробные вещества прямо во внеклеточное пространство. В результате этого повреждаются и те микробы, которые не получилось фагоцитировать.


Кстати, один из ферментов в зернах (гранулах) нейтрофилов - миелопероксидаза. Он имеет зеленоватый оттенок и окрашивает гной в зеленый цвет. А гной состоит из погибших нейтрофилов, моноцитов, микробов, поврежденных тканей и плазмы. Остальные 50 оттенков гноя зависят от вида микроба и тканей, в которых развернулась драматическая борьба.


Нейтрофилы содержат очень много гликогена - сложного сахара, который при разложении образует глюкозу. Глюкоза же используется клеткой для всяких энергетических нужд. В нейтрофилах мало органелл для синтеза белка, поэтому эти клетки долго не живут. Они активируются один раз, усиленно фагоцитируют бактерии, дают бурную реакцию в виде кислородного взрыва, продуцируют всякие токсические вещества, а потом погибают. Затем мертвые нейтрофилы съедаются макрофагами. Вот такие клетки “на один раз”.


Наши внутренние войска: нейтрофилы Иммунология, Иммунитет, Биология, Видео, Длиннопост

Нейтрофил поглощает грибок молочницы

Но это ещё не всё, на что способны нейтрофилы. Они умеют по-особому умирать, продолжая убивать микробы даже после своей героической гибели. Как только нейтрофил активирован, он выбрасывает наружу содержимое своего ядра - ДНК (а точнее, нити хроматина), к которому крепятся всякие токсические и воспалительные вещества. Эти длинные нити прилипают к тканям, а нейтрофил из последних сил ползёт в сторону. Нити переплетаются, образуя эдакую иммунную паутину или сеть. Этот процесс называется нетозом - внеклеточная нейтрофильная ловушка (NET - Neutrophil Extracellular Trap). В этой ловушке запутываются бактерии и застревают другие вредные вещества. Словно огромный паук, нейтрофил плетет вокруг себя смертельную паутину, после чего ядро лейкоцита разрушается, и иммунная клетка гибнет. Поэтому такой процесс ещё называют суицидальным нетозом. Однако есть и прижизненный нетоз, когда только часть ДНК нейтрофила выходит из клетки для образования ловушки. При этом для развития суицидального нетоза требуется несколько часов, тогда как витальный занимает от 5 до 60 минут. Активация разных рецепторов и разные вещества стимулируют свой тип нетоза.

Вот как очень примерно выглядит нетоз

А вот как нетоз виден в электронном микроскопе

Наши внутренние войска: нейтрофилы Иммунология, Иммунитет, Биология, Видео, Длиннопост

Бактерия клебсиелла попала в нейтрофильную ловушку. Цветная электронная фотография из легкого мышки:

Наши внутренние войска: нейтрофилы Иммунология, Иммунитет, Биология, Видео, Длиннопост

Понижение нейтрофилов в крови называется нейтропенией. Нейтрофилы снижаются при долго текущих инфекциях, затяжных воспалительных процессах, а также при некоторых вирусных инфекциях (например, корь, краснуха, гепатиты, ВИЧ или грипп). Острые вирусные инфекции стимулируют миграцию нейтрофилов из крови в ткань, поэтому наблюдается снижение нейтрофилов в крови. Тяжелые аллергии также могут вызвать снижение нейтрофилов. Существуют и другие причины нейтропений. Например, эозинофилы угнетают деятельность и синтез нейтрофилов.


Повышение нейтрофилов называется нейтрофилия или нейтрофилез. Организм реагирует увеличением нейтрофилов на любое воспаление, то есть при любых инфекциях в первые сутки заражения, а также при травмах, ожогах, при инфаркте миокарда и так далее. Кортизол и его аналоги (гормон стресса) повышают количество нейтрофилов - организм как бы подготавливается для возможных повреждений.


Как только нейтрофилы начали активную деятельность, они выделяют вещества (цитокины) для привлечения остальных участников иммунной реакции. Эти гранулоциты синтезируют почти все известные типы цитокинов. Нейтрофилы спешат на помощь в авангарде нашей защиты. Но завершают бой другие клетки - моноциты, макрофаги и лимфоциты.


В следующих постах расскажу о других гранулоцитах. Всем долгих дней и приятных ночей, берегите здоровье, и ваши нейтрофилы будут в норме :)

Показать полностью 5 1
188

Новые имунные исследования помогут лечить «все виды рака»

Новые имунные исследования помогут лечить «все виды рака» Рак, Исследования, Медицина, Иммунитет, Наука, Длиннопост

Звучит невероятно, но ученые утверждают, что недавно открытая часть нашей иммунной системы может быть использована для лечения всех видов рака.


Результаты, опубликованные в Nature Immunology, не были протестированы на пациентах, но исследователи говорят, что они имеют «огромный потенциал».


В чем суть?


Наша иммунная система является естественной защитой нашего организма от инфекции, и она также атакует раковые клетки.


Ученые искали «нетрадиционные» и ранее неизвестные способы, которыми иммунная система естественным образом атакует опухоли.


То, что они обнаружили, оказалось Т-клеткой в крови людей. Это иммунная клетка, которая может сканировать организм, чтобы оценить, существует ли угроза, которую необходимо устранить.


И она может атаковать широкий спектр раковых клеток.


«С этим открытием у нас появился шанс лечить каждого пациента, в не зависимости от типа рака», — говорит профессор Эндрю Сьюэлл.


Он так же добавил: «Раньше никто не верил, что это возможно.


Это повышает перспективу лечения рака — «одно лекарство для всех».


Как это работает?


Т-клетки имеют «рецепторы» на своей поверхности, которые позволяют им «видеть» на химическом уровне.


Команда Кардиффа обнаружила Т-клетку и ее рецептор, которые могут находить и убивать широкий спектр раковых клеток (в лабораторных условиях), включая клетки рака легких, кожи, крови, толстой кишки, молочной железы, кости, простаты, яичников, почек и шейки матки.


Но что самое важное, они оставляют здоровые ткани нетронутыми.


Как именно это происходит, все еще тщательно изучается.


Этот специфический Т-клеточный рецептор взаимодействует с молекулой, называемой MR1, которая находится на поверхности каждой клетки человеческого организма.


Считается, что MR1 сигнализирует в иммунную систему об искаженном метаболизме, происходящем внутри раковой клетки.


«Мы первые, кто описал Т-клетку, которая обнаруживает MR1 в раковых клетках, чего раньше не было, это первое открытие в своем роде», — заявил исследователь Гарри Долтон.


В чем заключается технология?


- Идея заключается в том, что у больного раком будет взят образец крови.

- Его Т-клетки будут извлечены, а затем генетически модифицированы.

- Модернизированные клетки будут выращиваться в огромных количествах в лаборатории и затем возвращаться пациенту.


Тем не менее, исследования были проверены только на животных и на клетках в лаборатории, и потребуется больше времени и тестов, прежде чем можно будет начать испытания на людях.


Дэниел Дэвис, профессор иммунологии в Манчестерском университете, считает: «что в настоящее время это очень фундаментальное исследование, и до реального лечения пациентов еще далеко.


Уже существует подобный препарат, на основе Т-клетки, под названием CAR-T. Но он очень специфичен и работает только в ограниченном числе случаев рака.


В новых исследованиях говорится о том, что их T-клеточный рецептор может привести к «универсальному» лечению рака.


Источник  https://portal-13.com/novye-imunnye-issledovaniya-pomogut-le...

Показать полностью
96

Болезнь, важная для медицинского образования в Америке

Есть такая болезнь синдром ломкой X-хромосомы*. Это частая причина наследственной умственной отсталости, но я не буду здесь писать о умственной отсталости, о проявлении и о детях — вообще (бездушный сухарь, я, и вообще, не хочу о грустном). Я буду писать о генетике и молекулярной биологии.


Американские экзамены для врачей очень часто вставляют кучу вопросов о синдроме ломкой X-хромосомы. Связано это с тем, что для понимания того как возникает это заболевание нужно знать несколько центральных, просто, вот, самых ключевых понятий из совершенно разных разделов генетики и клеточной биологии. Вот скорее про эти ключевые понятия и пойдёт речь.


Болезнь относится к болезням экспансии тринуклеотидных повторов и происходит от небольшого несовершенства нашего комплекса, который удваивает нашу ДНК перед делением клетки на 2 дочерние. Напомним, ДНК - это цепочка нуклеотидов. Их всего бывает 4: A T G C. Это как двоичный код, только вместо двух символов: единица и ноль - у нас их четыре. Заметная часть нашего генетического кода - это ни на что не влияющий хлам. Но даже этот хлам нужно копировать аккуратно, и вот почему.

Если копируется повторяющиеся нуклеотиды - обычно двойки или тройки нуклеотидов - то фермент, который копирует ДНКу - ДНК-полимераза может "тупить" и случайно увеличивать длину свежесинтезированного фрагмента. Называется такая штука trinucleotide repeat expansion. В нашем случае, повторяется CGG (обозначается -(СGG)n- ) и повторяется он от 50 раз и выше. Когда у нас есть 50 штук повторений (CGGCGGCGGCGG и еще 47 раз CGG) ДНК-полимераза начинает "тупить".  Почему - это происходит - это сложный вопрос, но самое близкое, что можно себе представить, что вы сворачиваете клубочек ниток и в этом клубочке есть бесючий сегмент, который так и норовит скрутиться.

На картинке ниже там повторяется  -(CG)n- то есть двунуклеотидные повторы. Хоть это и немного из другой песни**, для наших целей суть не меняется.

Болезнь, важная для медицинского образования в Америке Медицина, Биология, Молекулярная биология, Генетика, Научпоп, Длиннопост

Инактивация генов
Большинство наших генов не нужны нам всё время. Большую часть времени они проводят в инактивированном виде. Организм это делает с помощью метилирования. К ДНК пришивается небольшая меточка (метильная группа она же -СН3) и эта меточка, а точнее количество (плотность) этих меточек на единицу длины - говорит насколько данный участок ДНК инактивирован. Пришиваться эта меточка может не везде, а только к C (цитозину) в паре CG. Поскольку у нас всего 4 нуклеотида, пара CG встречается часто (но не слишком) - каждая 16 пара будет CG (1/4*1/4). В нашем же аномальном участке .....CGGCGGCGGCGGCGG... CG повсюду. Ну и получается, что метилируется этот участок по полной и там выходит такое количество этих метильных групп, что инактивируются и соседние гены. А они нужны.

Именно недостаточность соседних (нужных) генов - это то, что вызывает болезнь. У девочек - у них две Х хромосомы. И вполне вероятно, что вторая хромосома будет нормальной - так что девочки болеют редко.



Хорошо, а почему хрупкая?


Наша ДНК очень плотно и красиво упакована. Иначе она бы была в длину 2 метра по 4 cм на хромосому.

Болезнь, важная для медицинского образования в Америке Медицина, Биология, Молекулярная биология, Генетика, Научпоп, Длиннопост

Патологический же этот участок повторов длиной в 50 - 500 нуклеотидов хоть и короткий в масштабах всей ДНК, но он не хочет упаковываться (видимо из-за количества метильных групп выше предусмотренного природой) - и поэтому в световой/ электронный микроскоп кажется, что  кончик хромосомы держится на "святом духе" и вот вот обломается (кончик хромосомы с хромосомой соединяет как раз таки этот самый участок). Естественно, он не обламывается, зато мы имеем хорошо запоминающееся название с яркой ассоциацией.

Болезнь, важная для медицинского образования в Америке Медицина, Биология, Молекулярная биология, Генетика, Научпоп, Длиннопост

*в России называется синдро́мом Ма́ртина — Белла

**с двумя нуклеотидами (microsattelite instability) большую роль играет дефект "проверяющих белков", у здорового в этом отношении человека 2 нуклеотидные повторы не будут расширяться

Показать полностью 2
231

Ох уж этот нелогичный иммунитет: пневмококк и человек без селезёнки

Если всё, что Вас окружает хочет тебя съесть — это не значит, что Вы в Австралии. Может речь идёт о наших микроскопических друзьях - бактериях. Конечно, обычно кажется, что всё не так плохо, но стоит Вам родиться с дефектом иммунной системы, или заболеть СПИДОМ как выясняется, что ваши тихие мирные микроскопические спутники жизни не только не прочь получить кусочек тела, так еще и имеют способы обойти всё еще работающий, хоть и далеко не на 100%, иммунитет. Но для здорового человека у них не хватает прыти. Все их эволюционные примочки ориентированы больше на выживание в свободной природе, чем на обход нашего иммунного фаервола. Не то, что у Гоши.

Знакомтесь, это Гоша.

Ох уж этот нелогичный иммунитет: пневмококк и человек без селезёнки Медицина, Научпоп, Селезенка, Бактерии, Микробиология, Иммунитет, Длиннопост

Именно о нём пойдёт речь. Он пневмококк или, если точнее Streptococcus Pneumoniae, это сложно, поэтому, просто Гоша. Гоша - тот самый пневмококк, что вызывает большой процент пневмоний, а также почти все сепсисы, менингиты, бактериальные детские ЛОРовские инфекции. В общем, специалист успешный и широкого профиля. Как Жоре всё это удаётся? На самом деле, как это бывает со всеми Робинами-гудами, его либо на самом деле не существует, либо их несколько. Вот и здесь. Пневмококка как бы и есть и как бы его нету. Есть на самом деле некая группа родственных стрептококков (mitis group), которые живут себе спокойно у нас во рту, носу — не помогают и не мешают (комменсалисты).


Небольшое отвлечение. Есть такие понятия как факторы вирулентности и патогенности. Это такие примочки, которые и позволяют вызывать болезни. Будь то токсин, разрушающий лейкоциты или просто особые маскировочные волоски (антигенно вариабельные пили), миниатюрный шприц, которым бактерия вкалывает что-то в клетку, или, в случае с пневмококком — капсула, IgA-аза, и куча всяких белков помогающих в адгезии, трансцитозе итд) — всё, что может быть записано на ДНК, передано и использовано против человека.


В случае с Гошей, он хранят свой набор Робина гуда не с собой, а среди мирно живущих стрептококков mitis group и когда нужно — просто заимствует. Благо проблем с передачей генетической информации туда-сюда у них нет. А мирные стрептококки «зелёный капюшон с волыной не светят». Лежат они себе в генах и всё. Причём хранит Гоша свой зелёный капюшон и огнестрел в совершенно разных вариациях и разных местах — чтобы если организм привыкнет бороться с одной версией — можно было бы её сменить на другую.


Но вот, в чём проблема, Гошу от других стрептококков иногда их так сложно отличить, что даже нельзя сказать где кто. Поэтому, в медицине некоторые бактерии классифицируются не по генетике, а по наличию факторов вирулентности (в руках пушка — значит ты хотел ограбить). То же и с пневмококком.*


Но не только это его выделяет. Важная особенность пневмококка — это капсула. По ссылке красивая картинка (не уверен, что законно её скопировать) и капсула под цифрой 6.

https://www.researchgate.net/figure/Electron-micrograph-of-S...


Иммунитету сложно самому выработать антитела к капсулам. Почти невозможно убить такую штукенцию без антител и даже, если выработаешь антитела — у них там целый набор этих капсул хранится в генах у безобидных митисов. После того, как пневмококк прошёл первую (более механическую) линию обороны и попал в кровоток — остаётся только один барьер, который защищает человека — это селезёнка. Дело в том, что селезёнка — это единственный иммунный орган, где кровь проходит достаточно медленно, чтобы произошёл фагоцитоз (поедание бактерий клетками иммунитета) недостаточно опсонированных (недостаточно покрытых антителами) бактерий. И здесь, должен сказать, не повезло людям без селезёнки — живёшь себе, живёшь годами-десятилетиями. Никак не замечаешь отсутствие этого, казалось бы не слишком важного органа. И резко умираешь от довольно безобидной простуды.


К счастью, есть вакцины. Пневмококковые поливалентные вакцины. У нас их начали применять сравнительно недавно, но это просто невероятно хорошая новость, что начали. А еще есть антибиотики. Чтобы неожиданно не отправиться на тот свет, этим людям приходится несчадно наседать на антибиотики.


К сожалению, плохой доктор Инна выписывает всем Амоксиклав без разбора. А спортсмен Анатолий даже не идёт к доктору, а сам покупает "Сумамед" и выпивает как только чем-нибудь захворает. Это вызывает значительный рост резистентности пневмококков к антибиотикам.
Из за безответственных действий Анатолия и Инги, человек без селезёнки плачет.



*Пневмококки, конечно же, генетически отличаются от S.mitis, но они могут так же как и S.mitis тихо мирно жить — так что сравнение с Робином Гудом всё равно актуально. Вот подробнее.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25053789

Показать полностью
680

Ох уж этот нелогичный иммунитет: туберкулёз

Век туберкулёза заканчивается. Сначала туберкулёз стал болезнью людей живущих в плохих социо-экономических условиях, а теперь и вовсе становится болезнью людей с нарушенным иммунитетом (например, СПИД). В РФ каждый пятый больной туберкулёзом ВИЧ инфицирован.


Но несмотря на кажущееся противоречие, туберкулёз — болезнь здоровых людей. Давайте разберёмся почему.

Туберкулёз появился еще в доисторической Африке и вышел оттуда вместе с человеком. И вместе с человеком и эволюционировал. M.tuberculosis можно назвать самой успешной патогенной бактерией человека за всю историю. Только за последние 2 столетия от туберкулёза умерло около миллиарда человек.


Человек заболевает туберкулёзом как-будто два раза. Первый раз - это обычное острое лёгочное заболевание. Люди с нормальным иммунитетом легко справляются с ним и гадкие бактерии оказываются съедены специальными бактериями — макрофагами, которые по идее должны переварить их — и дело с концом (поедание бактерий называется фагоцитоз). Но M.tuberculosis эволюционировала до того момента, что фагоцитоз не происходит, и она, соответственно не умирает.

На самом деле — вроде бы, обычное дело, есть еще десяток распространенных бактерий, которые мутят незавершённый фагоцитоз, размножаются, разрываю макрофаг изнутри и высвобождаются наружу.

Но нет. M.tuberculosis намного хитрее. Находясь внутри макрофага она как бы засыпает: размножается медленно, не даёт ему умирать и потихоньку подзывает к этому месту новые макрофаги, а также другие вспомогательные в деле Th1 — опосредованного иммунного ответа клетки. Макрофаги обрастают жирком.

И только потом, спустя произвольное количество лет, M.tuberculosis активизируется и «использует» наш иммунитет по полной. Соединение под названием cord factor, при смешении с жиром из макрофагов образует так называемый «монослой», который убивает любые иммунные клетки за секунды. А наш старый знакомый иммунитет, который спустя столько лет находится в полной уверенности, что Th1 — опосредованный иммунный ответ — это правильная тактика и посылает на верную смерть всё больше и больше макрофагов и Т клеток.


В итоге образуется каверна. Это такая полость в лёгких, в которую клетки иммунитета живыми проникнуть ну никак не могут (она выстлана этим самым монослоем). В этой полости бактерии туберкулёза постоянно получают питательные вещества, ничего не боятся, размножаются, а главное! не сильно вредят организму и могут заниматься своей садомогоморрой еще много лет. За эти много лет человек разнесёт такое количество M.tuberculosis, что другим бактериям даже не снилось. А, вот, если бы не было этого типа иммунитета у нас — не было бы и туберкулёза. Так-то!


ПС: написал в жанре научпопа, так что не судите за точность, это настолько огроменная тема, что невозможно коротко написать общую идею правильно, при этом не приврав малец тут и там.

63

ВИЧ поймали на эволюции в сторону большей заразности

Пока люди ищут способ остановить распространение ВИЧ, вирус тоже не дремлет. Американские ученые выяснили, что со временем он становится все более заразным, то есть концентрация вирусных частиц в крови пациентов становится все выше. За 10 лет наблюдений она выросла почти в два раза.

http://short.nplus1.ru/DjBzSgCEhyM

ВИЧ поймали на эволюции в сторону большей заразности Наука, Новости, Медицина, Биология, ВИЧ
163

Врачи обнаружили пациентку с раздвижными пальцами

Турецкие врачи описали у своей пациентки телескопическую подвижность пальцев: если потянуть за конец, они удлинялись. Впрочем, при ближайшем рассмотрении это оказалось не суперспособностью, а следствием ревматоидного артрита: суставы фаланг были частично разрушены, из-за этого и пальцы стали короче.

http://short.nplus1.ru/YAkoqC7e1K0

Врачи обнаружили пациентку с раздвижными пальцами Наука, Новости, Медицина, Биология, Артрит, Пальцы, Интересное
1752

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно.

Если вы поймаете школьника и тряхнете его как следует с вопросом, что такое рудиментарный орган, он вам, скорее всего, ответит, что это что-то ненужное. Если перед вами советский школьник, то мне хочется верить, что ответ будет полнее - вам расскажут, что “рудиментарный” значит орган, утративший свое значение в процессе эволюции, от латинского “rudimentum” — зачаток, первооснова. Потом вы, наверное, получите леща от образованного взрослого мужчины, но это детали.


Как бы то ни было, большинство статей о рудиментах начинаются с самых очевидных примеров. Один из популярных, в духе нашего времени, в пятой точке - копчик. Утраченный хвост. Первое, что приходит на ум воспаленному воображению SV, это кавайная японская школьница с декоративным хвостиком и в варежках-лапках. Но жизнь она не такая. На самом деле у всех млекопитающих есть хвост, но только в какой-то момент их развития. Конкретно в организме человека он присутствует на стадиях эмбриогенеза с 14 по 22 - это с 33й по 51й дни развития плода. А те, у кого он не редуцируется по мере созревания, внешне настолько далеки от кавая, что предпочитают удаление.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

Считается, что копчик, расположенный в конце позвоночника, утратил свою первоначальную функцию по поддержанию равновесия и подвижности, перестав быть хвостом. Но здесь-то и кроется проблема редуцированности. Действительно ли у нас всех есть лишние запчасти? Внутренний хвост всё ещё на что-то годится. Он выполняет второстепенные функции, являясь точкой привязки мышц тазового дна, сухожилий и связок. Что, в принципе, объясняет, почему он не исчез окончательно.


Для того, чтобы убедиться, что мы такие не одни, нужно нырнуть поглубже в науку и в море. Нас интересуют усатый кит, северный гладкий кит и/или дельфины. У них в процессе спуска в море ноги полностью исчезли. Если Джорджиацеты (древние предки китообразных) плавали на всех четырех, то, чтобы найти у кита остатки тазовых костей, придется изрядно покопаться в его анатомии.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

У дельфинов примерно всё то же самое - крохотные тазовые кости спрятанные где-то в туше. “Руки” и у тех, и у других переросли в ласты. Но, как и у человека, встречаются мутации. У дельфинов, например, иногда отрастают стопы. Вот вам четвероногий дельфин, пойманный рыбаками у западного побережья Японии. Ага, внезапно… четырехногий дельфин.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

Если покопать чуть глубже, то увидим, что проблемы с жопой или, если угодно, с местом, откуда растет хвост и ноги, а у некоторых и руки, есть у многих видов. Удавообразные змеи и питоны тоже имеют рудиментарные остатки таза, которые внешне выглядят как маленькие тазовые шпоры с каждой стороны от клоаки. Они, как у китов и дельфинов, ни к чему не прилеплены, и просто есть в теле. Эти шпоры иногда используются в совокуплении, но не являются уж сильно необходимыми, поскольку ни одна здоровая змея у большинства видов не обладает этими наростами. Чувствуете разницу? У нас редуцировался хвост, а не копчик. Копчик как раз штука нужная. И да, змеи-мутанты тоже бывают.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

Но как определить, является ли орган рудиментарным? Четырехногий дельфин ведь гребет всеми ластами, даже теми, которые у него случайно выросли. Может ещё и быстрее, чем его “нормальные” товарищи. Или, например классически рудиментарными ушными мышцами и мышцами ноздрей ваш SV владеет как заправский шимпанзе, и двигает ими при каждом удобном случае. Зубы мудрости у многих растут, колосятся, ничему не мешают и даже иногда участвуют в жевании. Не так активно, как у наших брутальных предков, но всё-таки их не постигла судьба китового уса. Да-да, ус это вполне себе зубы, такие же как у нас. Лунки-соцветия зубов видно у детенышей кита в стадии эмбриона. Вот фото. Это дальше они срастаются и принимают странную форму.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

Пойдем изучать наше бренное тело дальше. Куда менее популярная тема, чем хвост с ушами, это нюх. У некоторых животных есть такая замечательная штука, как вомероназальный орган (ВНО) или орган Якобсона - в честь хирурга, открывшего его. Ну как открывшего. Де-факто о нем уже знали почти столетие, но Якобсон в эпоху наполеоновских войн посетил пару госпиталей, вскрыл пару трупов и описал открытие снова и в красках, за что ему тут же выдали серебряную медаль, звание полкового хирурга и королевскую стипендию. А раз медаль выдали, значит важный человек, и вот он уже вписан во все учебники и вхож в научные общества. Это вам не 6 лет мед.института, плюс ординатура, рабство, галеры и прочее, это заря научной эры.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

Так вот, считается, что орган Якобсона является частью второго, совершенно отдельного вида обоняния, известного как дополнительная обонятельная система. Ученые обломали множество копий об эту тему. До сих пор, нет-нет, да раздаются звонкие фейспалмы об лысые ученые лбы в научной среде по абсолютно противоположным мнениям. Суть в том, что в среднем у каждого четвертого жителя планеты есть в носовых пазухах дополнительная камера (доп. периферический отдел), которая у более простых и древних животных, вроде змиев, всяких ящериц, ещё у коров, свиней, котанов, собак и некоторых, но не всех, приматов, улавливает феромоны. У человека эта камера есть в базовой комплектации в период, когда он ещё креветка (эмбрион). Но потом она у большинства людей пропадает. А у тех, у кого остается, толком узнать, что она делает, не удается. Вроде как на половое поведение влияет (Won, J; Mair, E. A.; Bolger, W. E.; Conran, R. M. (2000). "The vomeronasal organ: an objective anatomic analysis of its prevalence". Ear, Nose, & Throat Journal. 79). И всё. И туман. Как влияет, куда влияет... Вы вот можете сказать, что вас запах возбуждает? А вслух? А научное доказательство предъявить по требованию сможете? Нет. Только грустно разводя ушами скажете, что это больше психиатрия, чем анатомия…


И чем дальше тем интереснее. Эволюционисты уже давно настаивают на том, что волосы человеческого тела и прикрепленные к ним маленькие мышцы (эректор пили) являются бесполезными пережитками наших волосатых предков. Но человеческие волосы так же функциональны, как и у любого другого млекопитающего.


Тело человека покрыто волосками, за исключением ладоней и подошв. Но у человека, в отличие от других млекопитающих, шерсть выглядит откровенно убого - крошечные бесцветные волоски, называемые пушковыми волосами, едва покрывают то, где у любой уважающей себя гориллы уверенно колосится густой лес. Отсюда и растут ноги у мифа, что мы шерсть утратили. Визуальная убогость волосяного покрова создает у ощущение «безволосости» людей везде, за исключением кожи головы, подмышечной впадины, груди и половых органов.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

Но на самом деле, если мы пересчитаем наши жалкие волосины поштучно, у людей будет столько же волос на квадратный сантиметр на носу, щеках и лбе, сколько и на макушке головы или в паху. И плотность посадки в целом такая же, как и у большинства приматов. Волосы растут из трубчатых структур в коже, называемых волосяными фолликулами. Большинство волосяных фолликулов способны создавать более одного типа волос, в зависимости от возраста, местоположения и гормональной стимуляции. Первые волоски, которые вырастают из фолликулов развивающегося ребенка, это длинные шелковистые волосы, или волосы лануго. Эти волосы, которые покрывают большую часть тела, обычно выпадают до рождения и заменяются как раз теми самыми крошечными пушковыми волосами, которые, к тому времени как при виде противоположного пола у вас начинает кружиться голова и чесаться в разных местах, начинают сменяться более жестким ворсом. Таким образом, новорожденный ребенок тоже может казаться лысым, но на самом деле он покрыт пушковыми волосами, ни больше и не меньше вашего.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

Длинные пигментированные волосы на коже головы и в других местах на нашем теле называют терминальными волосами. Терминальные волоски растут из фолликулов, которые когда-то производили волоски лануго и пушок. Что самое интересное, возможен и обратный процесс. Когда мальчик достигнет половой зрелости, волоски станут терминальными, а затем снова начнут меняться в пух. И вот вы уже лысеете в свои ребячьи 40 лет, хотя вроде бы ничего не выпадает и шапка не жмет.


Некоторые отдельно радикальные эволюционисты утверждают, что почти все волосы на теле человека являются рудиментарными, потому что не выполняют большинство функций, свойственных им у других млекопитающих. К примеру, волосы служат теплоизоляцией, что очень важно - большинство животных не способны регулировать температуру своего тела путем потоотделения. Ещё они служат важным барьером для ультрафиолетового излучения солнца. У нас на эту роль едва претендуют волосы на голове. Зачем тогда нам эта пародия на мех? Важной ролью волос является их сенсорная функция. Все волосяные фолликулы, независимо от размера, снабжены сенсорными нервами, так что их можно считать механорецепторами.


Наши волосы похожи на маленькие рычаги, которые, будучи перемещенными любым физическим воздействием, включая воздух, посылают сенсорные сигналы в наш мозг. К примеру, именно приземление мухи на пятую точку вы не почувствуете, но если она заденет пару волосков, вы живо встрепенетесь от того, что кто-то по вам ползает. Это работает как для крошечных волосков пушка, так и для длинных концевых волосков. Так что сенсорную функцию вряд ли можно считать рудиментарной.


Другой важной функцией волосяных фолликулов является восстановление поверхности кожи эпидермиса после порезов и глубоких ссадин. Волосяные фолликулы человека, независимо от их размера, служат важным источником эпидермальных клеток для восстановления поверхности кожи (реэпителизации), когда теряются широкие участки эпидермиса.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

Также, например, все волосы связаны с мышцами, и такую фишку, как мурашки по коже, чуть ли не все поголовно считают стопроцентным рудиментом. Гуляют даже мифы, что так мы топорщили шерсть в случае опасности, или ещё чёрте что делали. На самом деле мышца, называемая эректор пили, действительно служит для перемещения волос из нормального наклонного положения в более прямое положение. И в случае пушковых волос человека это действительно приводит к тому, что обычно называют «мурашки по коже». Но вообще это побочный эффект, а не основной.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

Мышца выжимает масло из сальных желез, которые также прикреплены к волосяному фолликулу. Мышцы эректора пили снабжаются нервами симпатической нервной системы, что часто связано с нашей реакцией на такие раздражители как «бегство и испуг». Таким образом, когда мы боимся, нервная система приходит в режим ахтунг, и случайно коротит микромышцы фолликул по выталкиванию сала. То есть никого мы так не пугали и никакой холки не подымали - в лучшем случае так можно стать скользким и вонючим, но с какими хищниками это работает, а с какими нет, сказать сложно. Второй востребованной функцией после смазывания является выработка тепла. И если напряжения “мурашек” не хватает, нервная система усиливает сигнал, и мы начинаем дрожать, в действие постепенно включаются более крупные сегменты. Ну и так далее.


Думаете у нас одних такие проблемы? Ну конечно, на лысой обезьяне мир сошелся клином. Вот вам волосатое трио, раз уж мы говорили про морских жителей: ламантин, кашалоты и дельфины. Да, они тоже волосатые. Вот ласта. Если вы не видели её никогда раньше, то, скорее всего, подумаете, что перед вами не морское животное, и может поднимете голову вверх в надежде получить хоботом по лицу. Но нет, это не стопа слона, а ласта западно-индийского ламантина (Trichechus manatus). Волосатая ласта с ногтями. Ни то ни другое морской корове, на наш взгляд, не нужно. А вот сама корова с вами поспорит. Но речь не только про волосы. Вопрос усиков в животном мире особенно нежен и чувствителен.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

Если вы внимательно посмотрите на морду дельфина (и некоторых китов), вы увидите два ряда крошечных ямок, известных как вибриссальные ямки. У новорожденных дельфинов там есть небольшие волосинки, которые быстро исчезают, оставляя пустые кратеры. Конечно хотелось бы думать, что эти ямки - живое доказательство того, что у дельфинов были усатые предки, причем с густой растительностью, как у Хайнемана, ну или хотя бы у Николаева (Выпьем за любовь!). Но это не так... вернее, не совсем так. Эти структуры далеко не бесполезны, как может показаться. Собственно, до недавнего времени всем так и казалось. По крайней мере, у одного вида дельфинов они могут чувствовать электричество. Николь Чех-Дамал из Университета Гамбурга обнаружила эту удивительную способность, изучая вид Sotalia guianensis. Он очень похож на хорошо знакомого нам дельфина-афалина, но его вибриссовые ямки намного больше.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

При помощи тепловизора ученые определили, что эти области активно питаются кровоснабжением. Это их заинтриговало, они подождали, пока один из дельфинов склеил ласты, читай - умер по естественным причинам в зоопарке Мюнстера - и провели вскрытие. Оказалось, что каждая ямка выглядит как длинный кувшин, окруженный кровеносными сосудами. Они также обвиты ветвями тройничного нерва, который несет информацию от кувшинки прямо в мозг. Они мало того, что абсолютно точно походили на органы чувств, так ещё и выглядели точь-в-точь как структуры, которые позволяют акулам и утконосам чувствовать электрические поля. В рамках океанариума в зоопарке провели эксперимент и попробовали обучить дельфина действовать по команде, подаваемой на электроды, расположенные в воде. Нет это было не 220 вольт, они же ученые. Напряжение проверяли разное, и опытным путем нашли порог чувствительности в 4,6 микровольт на сантиметр - более чем достаточно для обнаружения даже мелкой рыбы. И это вытворяют усики, которые считали рудиментарной фигней.


Вернемся к Джейми. Не только у дельфинов, но и у многих млекопитающих верхняя губа и область носовых пазух связаны с усами или вибриссами, которые выполняют сенсорную функцию. У людей этих усов в общем-то больше не существует, но все еще встречаются спорадические случаи, когда можно обнаружить элементы связанных с ними вибриссальных капсульных мышц или синусовых волосковых мышц. То есть, чисто в теории, некоторые усы могут быть не редуцированным органом осязания.

Рудиментарные дела. Кого, чему, зачем и что не нужно. Scientaevulgaris, Наука, Медицина, Анатомия, Длиннопост, Биология

Что я хочу сказать? Когда-то была популярна фраза про “неисповедимые пути метафизического”. Сейчас она, пожалуй, актуальна в отношении естественного отбора. Семь миллиардов цепочек наследственных мутаций, врожденных болезней и комбинаций иммунитета и анатомии находятся в свободном плавании. Что у них редуцировано, а что ещё вернётся и заиграет новыми красками сексуальной привлекательности и успеха в половом размножении - усики, маляры, виртуозные уши - предугадать невозможно.

Показать полностью 11
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: