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

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

Цитоплазма моноцитов богата лизосомами, которые содержат литические ферменты.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Антигены бывают полноценными и неполноценными.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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