58

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!

Найдены возможные дубликаты

+4

Субкапсулярный пролиферативный очаг (subcapsular proliferative foci) - микроорган, небольшая тонкая структура над лимфатическим узлом в районе подмышки, в котором находятся В-клетки памяти, отвечающие за "запоминание" инфекции, перенесенной человеком, что позволяет быстрее реагировать на повторное заражение. Открыт в 2018 г.

Иллюстрация к комментарию
+3

Потерялась картинка при добавлении поста.

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

Иллюстрация к комментарию
+1
Божечки, годнота подъехала! Блин, за 4 часа - 13 плюсов..
+1

Автор, спасибо. Я многого не знал, теперь ясности больше стало.

+1

Спасибо за отличные посты) В детстве, начитавшись Кэрол Доннер, мечтала стать врачом. Увы, не срослось. Хотя и сейчас читаю медицинские материалы с огромным удовольствием.

+1
Иллюстрация к комментарию
Похожие посты
61

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
767

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

34

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
41

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
93

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
50

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
38

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
94

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
67

Наши внутренние войска: лейкоциты

Прошлый пост о внешней защите здесь.


Мы начинаем знакомство с иммунными клетками и ступаем на тропу, ведущую в сокрытый мир маленьких живых существ. В этой вселенной разворачивается многовековая драматическая борьба с победами и поражениями, с затянувшимися конфликтами и перемириями. Здесь действуют суровые законы природы - съешь или будь съеден, убей или будь убит. Жизнь, написанная эволюцией и редактируемая современностью.

Наши внутренние войска: лейкоциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Гифка, Длиннопост

Белая клетка крови среди эритроцитов

Лейкоциты - собирательное название белых клеток крови. “Лейкос” означает белый, ну, а “цитос” - вы уже знаете. Итак, в отличие от эритроцитов, лейкоциты - белого цвета. В норме их насчитывается от четырех до девяти миллиардов на литр крови. Это в тысячу раз меньше, чем эритроцитов (а их в нашем организме больше всего), но все равно очень много. На защиту нашего организма отведено большое количество ресурсов.

Наши внутренние войска: лейкоциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Гифка, Длиннопост

Что может быть общего у жидкого кота и лейкоцита?

Лейкоциты образуются в костном мозге из родоначальной клетки - стволовой клетки гемопоэтической стволовой клетки, ГСК. ГСК дает начало не только лейкоцитам, но эритроцитам и тромбоцитам.

Под воздействием различных веществ эта клетка превращается (дифференцируется) во все остальные клетки крови. По-научному кроветворение поэтично называется гемопоэзом. Созревание эритроцитов называется эритропоэзом, а лейкоцитов - лейкопоэзом.


К лейкоцитам относятся нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, тучные клетки, лимфоциты и моноциты. В клиническом анализе крови можно увидеть количественное содержание этих клеток (кроме тучных). Кстати, в лабораториях подсчет элементов крови осуществляет специальный прибор - гематологический анализатор, а раньше это делал человек. Но и сейчас лаборант может кинуть суровый взгляд в окуляр микроскопа, если получены сомнительные или плохие результаты.


Наши внутренние войска: лейкоциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Гифка, Длиннопост

Белые клетки крови обладают схожими функциями. Самая базовая - это участие в иммунном ответе. Они способны к амёбовидному передвижению и могут ползти в сторону химически привлекательных веществ (это называется хемотаксис). Вот видео, если вы вдруг не видели как двигается амеба. Лейкоциты буквально просачиваются из крови в ткань, пролезая, словно коты, между тесными контактами клеток капилляров. Некоторые из них способны к фагоцитозу, другие выделяют вещества для инициации и поддержания воспалительной реакции.

Наши внутренние войска: лейкоциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Гифка, Длиннопост

Лейкоцит просочился между клетками капилляра в соединительную ткань. Этот процесс называется диапедезом.


А вот тот же самый процесс запечатлен электронным микроскопом:

Наши внутренние войска: лейкоциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Гифка, Длиннопост

Лейкоциты включают в себя клетки как врожденного, так и приобретенного иммунитетов. По классификации лейкоциты ещё разделяют на зернистые и незернистые. Их так называют потому, что при окраске красителями в зернистых клетках видны крупные гранулы или зерна. В этих зернах содержатся биологически активные вещества, выделяющиеся при иммунном ответе (например, гистамин или лизоцим). К зернистым лейкоцитам (гранулоцитам) относятся базофилы, эозинофилы и нейтрофилы. Гранулоциты, ко всему прочему, имеют ещё и сегментированное ядро (поэтому их называют полиморфноядерные или полинуклеары).

Наши внутренние войска: лейкоциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Гифка, Длиннопост

А вот незернистые лейкоциты имеет более скромный облик. У них и гранул нет (агранулоциты), и ядро у них обычное (поэтому называются моноядерные или мононуклеары). К этим клеткам относят лимфоциты и моноциты.

Наши внутренние войска: лейкоциты Иммунитет, Иммунология, Биология, Гифка, Длиннопост

Уровень лейкоцитов колеблется в течение суток. Их содержание повышается после приема пищи, во время физических нагрузок и стресса, а также ближе к вечеру. Вот почему кровь лучше сдавать натощак и утром. Повышение лейкоцитов называют лейкоцитозом. Также повышаются лейкоциты во время инфекционных болезней и при лейкозах (рак крови). Во время беременности лейкоциты также могут незначительно повышаться.


Гормоны коры надпочечников - глюкокортикоиды - угнетают работу иммунной системы. Их важнейший представитель - кортизол, выделяемый в условиях стресса. Он стимулирует образование нейтрофилов, но в тоже время подавляет активность остальных иммунных клеток и в целом угнетает воспаление. Поврежденные ткани хуже заживают в условиях повышенного кортизола, так как иммунный ответ не развивается в должной мере. Поэтому важно не грустить во время любых заболеваний :) Синтетические глюкокортикоиды (такие как преднизолон или дексаметазон) используют в лечении аутоиммунных и аллергических заболеваний для подавления иммунитета. Например, крем “Тридерм” наряду с антибиотиком и противогрибковым средством содержит гормон бетаметазон, угнетающий местный (кожный) иммунитет.


К старости количество лейкоцитов снижается (как, впрочем, и весь иммунитет). У младенцев в первые пару недель после рождения лейкоциты могут быть повышены до тридцати миллиардов на литр (это нормально - реакция на родовой стресс за счет увеличения нейтрофилов). Длительные стрессы, депрессии и некоторые инфекционные болезни также приводят к снижению лейкоцитов. Низкий уровень лейкоцитов именуют лейкопенией.

Это обзорное описание большого семейства клеток, в следующих постах подробнее напишу о каждом виде лейкоцита. Всем тепла, меньше стрессируйте, и пусть лейкоцитов в вашей крови будет от 4 до 9 миллиардов на литр :)

Показать полностью 5
47

Наши внутренние войска: внешняя защита

По традиции, предыдущий пост о воспалении здесь.


Прежде чем начать о клеточном иммунитете, ещё немного отодвинемся от микромира организма и посмотрим на другие механизмы защиты нашего тела.


Начну с кожи. Этот орган выполняет кучу разных функций, одна из которых - защитная. Кожа похожа на трехслойный пирог, самый внутренний слой которого представлен подкожным жиром. Именно в этом слое откладывается та самая конфетка, которую мы не уравновесили физической нагрузкой. Средний слой содержит кровеносные и лимфатические сосуды, потовые и сальные железы, корни волос, а также много коллагена и эластина - белков, которые делают нашу кожу упругой и эластичной… Но хватит гистологии! Нас интересует наружный слой - пласт ороговевающих и ороговевших клеток, богатых белком кератином. Эти клетки постепенно слущиваются, не давая возможности любым прицепившимся к коже вредителям проникнуть глубже. Кроме того, кожа покрыта тонким слоем жира с жирными кислотами, в результате чего мы имеем кислую защитную пленку, которая губительна для большинства бактерий. Пот, кстати, кожу ощелачивает. Кожа выделяет и другие антимикробные вещества (например, лизоцим).


Наши внутренние войска: внешняя защита Иммунология, Иммунитет, Биология, Длиннопост

Клетки наружного слоя кожи - кератиноциты

Но существуют организмы, которые прекрасно себя чувствуют в кислой и жирной среде. Например, грибок малассезия. Он относится к условно-патогенным обитателям кожи, то есть становится вредным при определенных условиях.


Ещё один фактор защиты кожи - это слой микроорганизмов, которые в здоровых условиях подавляют рост других вредных бактерий. Однако в неблагоприятных условиях эти же самые микроорганизмы могут слишком активизироваться и доставить коже забот.


Кожа не любит быть грязной, пересушенной, долго охлажденной и сильно облученной (ультрафиолетом) - всё это снижает её защитные свойства. Зато она любит массажи, тепло и непродолжительные загары утром или вечером.

Наши внутренние войска: внешняя защита Иммунология, Иммунитет, Биология, Длиннопост

Малассезия на коже. Грибок - зеленые штуки среди чешуек кожи.

Далее движемся в сторону рта и носоглотки. Во рту вырабатывается слюна, которая содержит лизоцим и нуклеазы, расщепляющие частицы вирусов. Лизоцим - наш природный антибиотик, противовирусное и фунгицид, а говоря русским языком - уничтожает бактерии, вирусы и грибы. Конечно, его возможности не безграничны, активнее всего он справляется с грамположительными бактериями (стафилококки, стрептококки и другие), на других вредителей он воздействует гораздо слабее или не влияет вовсе. Но лизоцим является первой линией в обороне нашего организма. Он также содержится в слезной жидкости и грудном молоке. Ещё слюна содержит лейкоциты - иммунные клетки, о которых я расскажу в серии постов.


Нос также играет роль в нашей обороне. Кроме согревания и увлажнения воздуха, клетки носа производят слизь, имеющую бактерицидные свойства (например, здесь содержится все тот же лизоцим). Микроворсинки клеток носа (реснички) постоянно вытесняют слизь в сторону носоглотки, обеспечивая тем самым циркуляцию слизи и очищение носа от микрочастиц и бактерий. Воздух, пропущенный через нос, очищается гораздо лучше воздуха, который попал в легкие через рот. Холодный воздух способствует высыханию слизи и замедляет работу ресничек (вплоть до полного их исчезновения). Нос, в котором мало слизи и она никуда не движется, уязвим для инфекции.


В нашей трахее и бронхах также присутствуют клетки, которые вырабатывают густую слизь. Бактериям сложно проникнуть сквозь слой этой густоты и вгрызться в наши ткани. Но даже если б они и смогли, то не успели. Слизь с застрявшими в ней микроорганизмами постоянно выталкивается из дыхательных путей в сторону носоглотки, а затем проглатывается (или выплевывается). Выталкивание происходит благодаря специальным клеткам, имеющим микроворсинки (реснички). Такие клетки называют мерцательным эпителием, так как быстрое движение ресничек похоже на мерцание. Кстати, курение табака, содержащего смолы, усложняет работу ресничек, и слизь уже не так эффективно выводится наверх.


Вирусы, вызывающие острые респираторные инфекции (ОРВИ), поражают реснитчатый эпителий носа, трахеи и бронхов. К сожалению, защитные свойства слизи пасуют перед этими нарушителями (особенно, если работа мерцательного эпителия затруднена по тем или иным причинам). Хотя все индивидуально и зависит от местного иммунитета, общего состояния организма и количества возбудителей, попавших в ткани.

Наши внутренние войска: внешняя защита Иммунология, Иммунитет, Биология, Длиннопост

Реснички на эпителиальной клетке

Ну, хорошо, проглотили мы слизь с бактериями и вирусами. Но не все же они погибли под действием лизоцима и других веществ. А что дальше? Проследим судьбу проглоченного.


Из пищевода всё прямиком попадает в желудок. А желудок вырабатывает 2-2.5 литра желудочного сока, одним из компонентов которого является соляная кислота (кислота, Карл!) Таким образом, pH желудочной кислоты составляет 1,5-2. Напомню, что pH - это мера кислотности раствора (да простят меня химики за такое вольное толкование!) Чем меньше pH, тем сильнее кислота. Например, столовый уксус имеет pH около 3, а лимонный сок - 2. Такая кислая кислость нужна, чтобы активировать работу ферментов желудка и “размягчить” белки для дальнейшего переваривания. Но ещё одним эффектом такой кислотности является защитная функция. Кислота разрушает белки клеточной мембраны, а проникая внутрь клетки, разрушает белковые органеллы. Поэтому большинство живого гибнет в желудке. Гибнут там даже бактерии из бифидойогуртов, поэтому поедание таких продуктов с какими-либо лечебными (профилактическими) целями очень сомнительно.


К сожалению, некоторые микроорганизмы научились преодолевать кислотный ад. Например, хеликобактер пилори довольно неплохо чувствует себя в желудке, имея защиту от кислоты. Дизентерийная амёба в форме цисты также может преодолеть желудочный сок, так как цисте не страшна кислота. Яйца человеческой аскариды тоже устойчивы к действию желудочного сока.

Наши внутренние войска: внешняя защита Иммунология, Иммунитет, Биология, Длиннопост

Колония хеликобактер пилори - виновницы половины язв и гастритов

Продвигаемся дальше и попадаем в тонкий, а затем в толстый кишечник. Там нас встречают около пятисот видов разных бактерий, количество которых превышает все клетки нашего тела вместе взятые. Эта биомасса начинает формироваться с рождения и в своей зрелости представляет сложный уникальный микромир, тесно связанный с особенностями конкретного организма. Эти бактерии растут вместе с организмом и адаптируются к нему, а организм привыкает к ним. Иммунная система учится жить дружно с нашими кишечными питомцами, а они в ответ подавляют рост других вражеских бактерий. Более того, микрофлора стимулирует иммунитет для борьбы с болезнями, ведь ей и самой выгодно, чтобы хозяин был жив-здоров. Поэтому, даже если вы постараетесь специально вывести из строя ваш кишечник, пострадавшая микрофлора восстановится самостоятельно (например, после антибиотиков). Так как у детей кишечная флора находится в процессе формирования, да и сам иммунитет ещё не зрелый, они сильнее подвержены кишечным инфекциям. А вообще, новорожденные получают свой иммунитет с молоком матери, поэтому, с точки зрения иммунитета, грудное вскармливание просто необходимо малышу.


Ещё один орган, богатый микрофлорой, это влагалище. Специальные клетки выделяют гликоген (сложный сахар), который служит едой для лактобацилл (палочки Дедерлейна). Эти дружественные бактерии расщепляют гликоген до молочной кислоты, в результате чего стенки влагалища покрыты тонким кислотным слоем. А кислота, как вы уже знаете, губительна для многих бактерий и грибов.

Наши внутренние войска: внешняя защита Иммунология, Иммунитет, Биология, Длиннопост

Микроскопия влагалищного мазка. Лактобациллы видно в форме синих палочек.


Как видите, за миллионы лет эволюции организм выработал разнообразные методы защиты организма. Следующую серию постов я посвящу лейкоцитам. Всем добра, не переохлаждайте свои слизистые и берегите микрофлору :)

Показать полностью 4
187

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
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, Селезёнка, 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
264

Корь вызвала иммунную «амнезию» у детей ортодоксальных протестантов

Корь вызвала иммунную «амнезию» у детей ортодоксальных протестантов Наука, Медицина, Корь, Иммунитет, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 1. Мальчики с симптомами трех недугов: кори, скарлатины (для нее характерна мелкая красная сыпь) и натуральной оспы (отдельные пятна, постепенно превращающиеся в язвы). В случае кори кожа покрывается красными точками, которые имеют склонность в дальнейшем сливаться друг с другом в более крупные пятна. Это происходит из-за того, что вирус, путешествуя по кровеносному руслу, поражает клетки капилляров кожи — там его находят иммунные клетки и, пытаясь уничтожить, повреждают заодно близлежащие клетки, что и вызывает воспаление. Рисунок из книги Les Remèdes de la bonne femme, encyclopédie générale d'hygiène et de médecine usuelle (издание 1895–1897 годов)

Недавние исследования обнаружили, что корь помимо известных угроз здоровью способна вызывать иммунную «амнезию». То, что этот вирус поражает иммунные клетки, было известно и раньше, но считалось, что впоследствии они восстанавливают свое количество. Это действительно так, но теперь американские ученые на примере эпидемии кори среди ортодоксальных протестантов в Нидерландах выяснили, что при этом страдает качество: антител к уже перенесенным заболеваниям становится меньше и они хуже узнают своего врага. Это значит, что организм становится вновь чувствителен к возбудителям, к которым у него уже был иммунитет.


До появления вакцины в 1963 году корь была одним из самых распространенных тяжелых детских заболеваний. Она невероятно легко переносится воздушно-капельным путем между людьми, вызывает много болезненных симптомов и массу осложнений. Основная мишень вируса кори в организме человека — иммунная система. Попадая в легкие, он атакует местные макрофаги. Чтобы очистить организм от заболевших макрофагов, в борьбу с вирусом включаются другие иммунные клетки, но в итоге они тоже поражаются и лишь разносят вирус по всему организму. На этом этапе появляются характерные симптомы кори, а иммунитет очень сильно слабеет. Температура поднимается, появляется головная боль, кашель, светобоязнь, а затем — и красная сыпь по всему телу. Количество иммунных клеток падает, так что организм становится беззащитнее перед другими патогенами. В конце концов находятся иммунные клетки, способные противостоять этому вирусу, и после выздоровления к нему вырабатывается иммунитет, но осложнения регулярно приводят к тяжелым последствиям и смертельному исходу: ежегодно фиксируется около 120 000 таких случаев.

Краткий рассказ о том, что вирус кори делает, попав в организм человека, и почему эта болезнь такая опасная. Рекомендуем также прочитать подробную статью Корь: война с детской чумой продолжается

Основные потери от болезни организм — если выживет — способен восстановить за несколько месяцев. Несмотря на это известно, что корь влияет и на дальнейшую выживаемость: шансов умереть в последующие пять лет у переболевших корью людей больше. Детального объяснения этому феномену нет, но в последние годы появилось предположение о том, что корь вызывает иммунную «амнезию»: организм забывает болезни, которыми уже болел, и может начать болеть заново. Так, еще в начале XX века были описаны случаи «забывания» туберкулеза: у переболевших туберкулезом реакция Манту после кори снова становилась негативной.


Приобретенный иммунитет работает за счет клеток памяти — Т- и В-лимфоцитов. Т-клетки убивают патогены самостоятельно, а В-клетки для этого выделяют антитела — специфичные метки, которые помечают вредителя для других иммунных клеток. Эти антитела специфичны — каждый их тип помнит только об одном враге, а точнее об отдельном куске его белка — эпитопе. Организм может выработать для одного патогена сразу несколько типов антител, каждый из которых будет узнавать свой эпитоп.


Изначально каждая В-клетка имеет свою уникальную ДНК-матрицу, с которой она синтезирует свои уникальные антитела. Первая встреча с патогеном заставляет ее размножиться, так что в организме появляется целая армия клонов, производящих похожие антитела. После того, как атака отражена, большинство бойцов этой армии исчезает, но некоторые остаются и превращаются в клетки памяти. Именно они сохраняют информацию о том, какие антитела пригодились в борьбе с недугом в прошлый раз и ДНК-рецепт их приготовления. Узнав патоген, запомненный по прошлой встрече, они активируют иммунный ответ гораздо шустрее, чем в первый раз.


Большинство антител, циркулирующих у нас в крови, вырабатывается долгоживущими клетками плазмы в костном мозге (см. Plasma cell), и по их разнообразию можно судить о приобретенном иммунитете. Но для того, чтобы проверить гипотезу иммунной «амнезии», нужна группа людей, переболевших корью в относительно контролируемых условиях: сравнив разнообразие антител до и после болезни, можно узнать, пострадала ли от нее иммунная память.


Из-за высокого уровня вакцинации эту гипотезу было сложно проверить еще совсем недавно, но из-за усиливающегося движения антипрививочников вспышки кори перестали быть редкостью. Команда ученых из США, Финляндии и Нидерландов воспользовалась одной из них, случившейся в 2013 году в Нидерландах. Результаты их исследования опубликованы в недавнем выпуске журнала Science.


В этой стране есть регион, находящийся под сильным влиянием протестантской церкви, так называемый «Библейский пояс» (рис. 2). Рождаемость там выше, чем в других областях, а значительное количество жителей следует церковному уставу: ходит по воскресеньям в церковь и, кроме прочего, с неодобрением относится к абортам, сексуальным меньшинствам и прививкам. Неудивительно, что в ортодоксальных протестантских школах этой местности оказалось много восприимчивых к кори детей.

Корь вызвала иммунную «амнезию» у детей ортодоксальных протестантов Наука, Медицина, Корь, Иммунитет, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 2. Карта Нидерландов, на которой отмечены заболеваемость корью в 2013 и 2014 годах (слева, размер круга соответствует числу заболевших в данном муниципальном районе), процент привитых людей (в центре, чем темнее оттенок синего, тем меньше привитых, самый темный — <80%, самый светлый — >95%) и количество ортодоксальных протестантских школ (справа, размер круга соответствует числу учащихся, цвет — типу школы). Рисунок из статьи M. Bier, B. Brak, 2015. A simple model to quantitatively account for periodic outbreaks of the measles in the Dutch Bible Belt

Рассылая приглашения для участия в исследовании по этим школам, ученые смогли набрать экспериментальную группу из 82 человек в возрасте от 4 до 17 лет. Все они — письменно или устно — выразили свое согласие на участие, их родители тоже были не против. Никто из детей на момент начала исследования не болел корью, но шансов заразиться, учитывая эпидемиологическую обстановку, у них было достаточно, и 77 из 82 участников обследования ей переболели. Родители были в курсе надвигающейся эпидемии, но по религиозным причинам ничего не делали для предотвращения болезни. 43 ребенка переболели корью в острой форме и получили осложнения вроде отита и пневмонии, но по тем же соображениям не были госпитализированы и находились под присмотром врача общей практики (про медицинские детали можно узнать из предыдущей статьи на тех же данных, см. B. Laksono et al., 2018. Studies into the mechanism of measles-associated immune suppression during a measles outbreak in the Netherlands). Таким образом, на руках у исследователей оказались образцы крови детей до и после болезни.


Чтобы сравнить разнообразие антител до и после кори, авторы статьи воспользовались методом VirScan. Суть его довольно проста: закрепленные на подложке антитела «знакомят» с белками разных вирусов, а потом определяют, кого из них они узнали и схватили. Для этого исследования авторы статьи собрали свою собственную библиотеку патогенов из полных протеомов четырехсот самых распространенных вирусов и еще кучи бактериальных белков.


Чтобы их синтезировать и потом определить, в этом методе предлагается использовать фаги — модельные бактериальные вирусы. В лаборатории в них встраивают ДНК нужного белка, которая потом экспрессируется, а белковый продукт встраивается в стенку фага. Там антитело его увидит и схватит, удерживая заодно весь фаг. После обработки закрепленных на подложке антител смесью фагов с разными встроенными белками всё, что не прицепилось к антителам, смывают, а ДНК оставшихся фагов секвенируют. Если там есть ДНК белков из библиотеки, то они узнаются антителами. Так можно узнать, какие белки патогена узнаются иммунитетом. Схематично основные этапы этого процесса показаны на рис. 3.

Корь вызвала иммунную «амнезию» у детей ортодоксальных протестантов Наука, Медицина, Корь, Иммунитет, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 3. Механизм работы метода VirScan. Рисунок из статьи G. Xu et al., 2015. Comprehensive serological profiling of human populations using a synthetic human virome

Кроме того, применив количественный анализ, можно прикинуть, сколько эпитопов каждого сорта оказалось связано на подложке и — как следствие — концентрацию антител одного сорта.


В контрольные группы вошли люди, не болевшие корью, среди которых оказались здоровые привитые дети, дети до и после стандартной прививки MMR (корь, свинка, краснуха), а также те пять непривитых детей из экспериментальной группы, которым повезло не заболеть корью. У участников разных контрольных групп брали по два образца крови с разными интервалами между этой процедурой (три месяца или год).


Обработав образцы крови, взятые у участников экспериментальной и контрольных групп, ученые сравнили результаты. Амплитуда и направленность изменений оказались разными в контрольной и экспериментальной группах. Если в контроле были замечены незначительные колебания разнообразия антител в обе стороны, то после кори оно однозначно падало. В среднем разнообразие сокращалось на 20%, а у 12 из 77 детей оно упало больше чем на 40%.


При этом количество антител к кори в экспериментальной группе ожидаемо выросло, также как и в группе детей со свежими прививками. Дополнительно в группе свежепривитых детей даже обнаружился небольшой общий рост разнообразия антител. Исследователи считают, что это связано не с положительным действием вакцин, а с естественным пополнением репертуара антител у маленьких детей: прививку делают в совсем раннем возрасте, когда он активно пополняется. Непривитых детей аналогичного возраста в исследовании не было, так что корректно проверить это предположение не удалось.


Из рисунка 4 видно, что изменения в количестве антител могут происходить как в большую, так и в меньшую сторону. Часть этого эффекта обусловлена несовершенством метода (например, какие-то антитела просто не попали в первый или второй образец крови), а часть отражает реальные изменения в организме.

Корь вызвала иммунную «амнезию» у детей ортодоксальных протестантов Наука, Медицина, Корь, Иммунитет, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 4. Разнообразие связанных эпитопов (примерно соответствует разнообразию антител) из крови, взятой в начале и конце исследования. На рисунке показаны как суммарные изменения в контрольных и экспериментальной группах (A, B), так и результаты по отдельным вирусам (D), а также динамика количества связанных эпитопов вируса кори (C). Кроме того, на изображении E показано, как изменилось количество антител к разным возбудителям (строки) у отдельных людей (столбцы). Серым и синим отмечены контрольные группы (синий — это дети, которым была сделана прививка MMR), зеленым — пятеро не переболевших детей из экспериментальной группы, а красным — дети из экспериментальной группы с острым и мягким течением кори. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science


Ограничившись антителами, которые были обнаружены в первый раз, ученые подсчитали сколько таких же антител осталось к моменту второго забора крови. Это позволило подсчитать реальный урон без его компенсации за счет новоприобретенных за время исследования антител. Такая методика подсчета дала сокращение репертуара у переболевших корью больше чем на 30% (рис. 5). В контрольных группах 90% антител из первого образца крови нашлись и во втором.

Корь вызвала иммунную «амнезию» у детей ортодоксальных протестантов Наука, Медицина, Корь, Иммунитет, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 5. Количество оставшихся ко второму измерению антител для отдельных пациентов (справа) и по группам (слева). Серым отмечены контрольные группы, зеленым — пятеро не переболевших детей из экспериментальной группы, а красным — дети с острым и мягким течением кори. Контрольные группы A и B отличались интервалом между заборами крови (три месяца или год). Значимой разницы между этими группами не нашлось, и это позволяет считать, что репертуар антител в целом достаточно стабилен, а его сокращение в контрольных группах обусловлено техническими ограничениями метода, а не реальной динамикой. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

Для корректной работы иммунитета важно не только разнообразие антител, но и их количество. Само по себе сокращение репертуара антител не обязательно вызывает иммунную «амнезию». Поскольку для данного патогена может вырабатываться несколько типов антител, специфичных к разным эпитопам, антитела одного или нескольких типов гипотетически могут компенсировать полное исчезновение антител других типов и мобилизовать организм на борьбу со старым врагом.


Исследователи выяснили, что после кори уменьшается не только разнообразие антител, но и их способность связывать отдельные эпитопы. Авторы статьи подсчитали для каждого отдельного узнанного эпитопа силу его связывания — по сути, титр специфичных для него антител в образце.


В организме количество антител обычно напрямую зависит от времени, прошедшего с момента последней встречи с патогеном: чем память свежее — тем их больше. Так, количество антител определенного сорта за время исследования должно вырасти, если человек в промежутке между замерами повстречается с патогеном, к которому они специфичны. Если же встреча произошла незадолго до начала всех измерений, то количество антител должно, наоборот, упасть.


Исследователи наблюдали обе этих ситуации — снижение и увеличение количества антител — во всех группах. Но если в контроле они были распределены примерно одинаково, то у переболевших корью детей обнаружили очевидный перекос в сторону «вымирания» антител (рис. 6).

Корь вызвала иммунную «амнезию» у детей ортодоксальных протестантов Наука, Медицина, Корь, Иммунитет, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 6. После кори антител становится меньше, и они связывают белки не так эффективно. Каждая точка соответствует одному эпитопу, связывание которого обнаружено как минимум у шести детей. Положение точки указывает на то, как в среднем изменилось количество связавшегося белка между двумя изменениями: если точка выше пунктирной линии, то эпитоп связался лучше во второй раз (и значит количество антител в образце тоже выросло), а если ниже пунктира, то — хуже. Видно, что в контрольных группах (серый) эти два процесса уравновешены, а у переболевших корью наблюдается явный перекос в сторону плохого связывания белков. Цветами отмечены точки со значимыми p-value (см. False discovery rate), а справа дополнительно построены графики их распределений по всем четырем группам. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

При этом обнаружились патогены, которые стали лучше узнаваться в организмах детей, переболевших корью. За 80% таких случаев оказались ответственны всего шесть микробов: аденовирус С, вирус гриппа А, респираторно-синцитиальный вирус, вирус Эпштейна — Барр и две бактерии (Streptococcus pneumoniae и Staphylococcus aureus).


Исследователи предположили, что в случае с переболевшими корью рост количества антител может быть связан с новой встречей с патогеном, а вовсе не мобилизацией иммунитета корью. Эту догадку подтверждает тот факт, что устойчивые к отдельным патогенам дети живут вместе или хотя бы в одном районе, так что что шансы заразиться одним и тем же у них был весьма велик.


Кроме того, часть вышеупомянутых патогенов — возбудители обычных осложнений после кори. Так, тринадцати детям после кори пришлось еще и переболеть отитом и пневмонией, чтобы вернуть свой иммунитет против Streptococcus pneumoniae.


В дополнение к основному наблюдению над людьми авторы статьи провели аналогичные эксперименты над обезьянами. Они сравнили их образцы крови до и после кори и обнаружили сходную картину.


В тот же день, что и обсуждавшаяся выше статья, в журнале Science Immunology была опубликована еще одна работа, в которой также говорится о том, что после кори ряды антител, «помнивших» предыдущие заболевания, сильно редеют. Но если в первом исследовании авторы смотрели на последствия этого события (изменения количественного и качественного состава связавшихся эпитопов), то во второй работе ученые (авторские коллективы обоих исследований частично пересекаются) исследовали причину — исчезновение В-клеток памяти.


Для исследования были взяты образцы крови 26 детей из той же когорты (почему из всех оказалась задействована только часть, авторы не уточняют, равно как и принципы, по которым эти 26 детей были выбраны из остальных). Как и в первой работе, ученые взяли две временные точки (до и после кори), но вместо эпитопов они секвенировали непосредственно последовательности ДНК, кодирующие вариабельные участки антител.


Секвенирование ДНК-матриц, с которых идет синтез антител и В-клеточных рецепторов — их прикрепленной формы, подтвердило, что корь «отшибает» иммунную память. В ходе исследования некоторые последовательности ДНК, широко представленные на момент начала исследования, сильно поредели. Это значит, что родственных клеток, которые синтезировали антитела одного типа стало меньше.


Чтобы напрямую продемонстрировать действие кори, исследователи дополнительно поставили эксперимент на хорьках. В нем они последовательно прививали их от гриппа, заражали корью и потом знакомили с активным вирусом гриппа. В отличие от контрольной группы животных, которых не заражали корью, тестовая группа хуже справилась с гриппом (рис. 7).

Корь вызвала иммунную «амнезию» у детей ортодоксальных протестантов Наука, Медицина, Корь, Иммунитет, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 7. Динамика состояния хорьков после заражения вирусом гриппа в трех группах: вакцинированные от гриппа (красный), вакцинированные от гриппа и переболевших после этого вирусом CDV (аналогом кори у этих животных, синий), а также контрольные непривитые животные, не болевшие CDV (серый). Рисунок из обсуждаемой статьи в Science Immunology

Результаты наблюдений за людьми и экспериментов с обезьянами и хорьками достаточно убедительны, чтобы подтвердить существование иммунной «амнезии». Корь и раньше считалась довольно опасной болезнью. Тяжелое течение, много осложнений и высокая контагиозность (способность передаваться от человека к человеку) делают прививку от кори более чем обоснованной. Новые данные позволяют оценить далеко идущие последствия — корь может снизить уже наработанный иммунитет к другим болезням и тем самым спровоцировать их.


По-хорошему, в продолжение этого исследования неплохо было бы провести эксперимент, напрямую подтверждающий существование иммунной «амнезии»: попробовать заразить переболевших корью пациентов теми болезнями, к которым у них раньше был иммунитет. Разумеется, подобные негуманные опыты совершенно неприемлемы, но у исследователей есть лазейки. Во-первых, можно продолжать эксперименты над животными, а во-вторых, — пассивно наблюдать за пациентами, которые переболели корью сами по себе. Обсуждаемые исследования стали возможны именно из-за сознательного отказа от прививок. Не исключено, что эта стратегия и в дальнейшем поможет больше узнать о кори и ее последствиях — и, возможно, заставит некоторых антипрививочников пересмотреть свою позицию.

Источники:

1) Michael J. Mina, Tomasz Kula, Yumei Leng, Mamie Li, Rory D. de Vries, Mikael Knip, Heli Siljander, Marian Rewers, David F. Choy, Mark S. Wilson, H. Benjamin Larman, Ashley N. Nelson, Diane E. Griffin, Rik L. de Swart, Stephen J. Elledge. Measles virus infection diminishes preexisting antibodies that offer protection from other pathogens // Science. 2019. DOI: 10.1126/science.aay6485.

2) Velislava N. Petrova, Bevan Sawatsky, Alvin X. Han, Brigitta M. Laksono, Lisa Walz, Edyth Parker, Kathrin Pieper, Carl A. Anderson, Rory D. de Vries, Antonio Lanzavecchia, Paul Kellam, Veronika von Messling, Rik L. de Swart and Colin A. Russell. Incomplete genetic reconstitution of B cell pools contributes to prolonged immunosuppression after measles // Science Immunology. 2019. DOI: 10.1126/sciimmunol.aay6125.


Вера Мухина

https://elementy.ru/novosti_nauki/433570/Kor_vyzvala_immunnu...
Показать полностью 6 1
231

Клетки-киллеры врожденного иммунитета могут стать ключом к созданию противораковых вакцин

Клетки-киллеры врожденного иммунитета могут стать ключом к созданию противораковых вакцин Иммунитет, Иммунная система, Иммунотерапия рака, Длиннопост, Рак, Вакцина, Медицина

NK-клетка человека. Сканирующая электронная микроскопия. Credit: NIAID

Иммунная система защищает нас не только от инфекций, но и от наших собственных измененных клеток, таких как раковые. Ученые из Университета Оттавы (Канада) исследуют механизмы, благодаря которым клетки нашего врожденного иммунитета – натуральные киллеры – запоминают «врага», чтобы при следующей встрече эффективно его уничтожить. Это свойство можно использовать для создания эффективных и безопасных противораковых вакцин


Различают врожденный и приобретенный (адаптивный) иммунитет. Система врожденного иммунитета заведомо умеет опознавать и эффективно реагировать на конкретного «неприятеля». Система адаптивного иммунитета, к которой относятся Т- и B- лимфоциты, при первом контакте с патогеном, напротив, реагирует слабо и медленно. Но она способна «обучаться», и при повторной встрече работает эффективно. Именно этот феномен иммунологической памяти используется при вакцинации.


Раньше считалось, клетки врожденного иммунитета (NK-клетки), которые являются натуральными киллерами, к такому «обучению» не способны. Они способны убивать без подготовки, защищая нас от вирусов и рака. Однако, несмотря на скепсис многих иммунологов, исследования последних лет показали, что эти клетки также умеют формировать иммунологическую память. Хотя делают это иначе, чем Т- и B- лимфоциты.


Ученые предположили, что в этом процессе участвуют особые ингибиторные рецепторы на поверхности NK-клеток, которые влияют на их активность. Эксперименты проводили на лабораторных мышах, поэтому исследователи обратили внимание на ингибиторные рецепторы семейства Ly49, присутствующие у мышей, но отсутствующие у человека.


С помощью генно-инженерных методов ученые получили животных со слабым адаптивным иммунитетом, т.е. с дефицитом Т- и B- лимфоцитов. Затем им предъявляли разные вещества-антигены, способные вызвать иммунный ответ, а затем с помощью теста на отек уха проверяли, сформировалась ли у них иммунологическая память. Оказалось, что отек наблюдался лишь в том случае, если мыши ранее уже подвергались воздействию этого вещества. То есть в первый раз происходило «запоминание», во второй – активная реакция, и делать это могли только NK-клетки. При этом у животных, у которых дополнительно был создан дефицит рецепторов Ly49, отек не возникал.


Затем исследователи проверили, сможет ли способность NK-клеток к «запоминанию» защитить мышей от меланомы, злокачественной опухоли кожи. Для проверки использовали генно-модифицированные раковые клетки, синтезирующие яичный белок овальбумин, сильный антиген.


Сначала мышей со слабым адаптивным иммунитетом «вакцинировали» чистым овальбумином, а затем заразили меланомой. За время эксперимента у половины вакцинированных мышей опухоль вообще не развилась, а в опухолях остальных было обнаружено большое число активных NK-клеток. Зато животные с дефицитом Ly49 болели и умирали.


У человека есть аналоги рецепторов Ly49, поэтому в дальнейших планах ученых – выяснить, помогают ли они нашим клеткам-киллерам приобретать иммунологическую память. Если помогают, это открывает реальный путь для создания новых противораковых вакцин. Одна из проблем в современной иммунотерапии рака связана с тем, что провоцирование иммунного ответа против опухоли может приводить к появлению аутоиммунных реакций. В этом смысле NK-клетки могут быть гораздо более безопасными терапевтическими мишенями, чем обычно используемые Т-лимфоциты.


Фото: https://www.flickr.com

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