Как работает иммунная система: клетки, органы и виды иммунитета

Как организм отличает своё от чужого, какие клетки борются с микробами, откуда берётся иммунитет и почему он иногда атакует собственные ткани.

Заноза в пальце, вирус, бактерия — с такими угрозами организм сталкивается постоянно и в большинстве случаев справляется с ними без нашего участия. Иммунная система распознает чужое и дает ему отпор. Она же находит и убирает собственные клетки, которые отмерли или стали дефектными [источник].

Вся эта работа держится на одном умении: отличать здоровые ткани от того, что в организме лишнее. Когда это умение дает сбой, иммунитет начинает атаковать то, что совершенно не представляет угрозы. Так возникают аутоиммунные заболевания и аллергии, и их симптомы бывают от неприятных до опасных [источник].

Из чего состоит иммунная система

Иммунная система — не отдельный орган, а сеть клеток и тканей, разбросанных по всему телу. Главные исполнители — лейкоциты, или белые кровяные клетки. Они постоянно циркулируют по крови и лимфатическим сосудам в поисках возбудителей. Столкнувшись с угрозой, лейкоциты начинают размножаться и подают сигнал другим клеткам делать то же самое [источник].

Лимфатические сосуды образуют сеть, похожую на кровеносную. Только по ней течет не кровь, а лимфа — жидкость, которая доставляет иммунные клетки туда, где они нужны [источник].

Лейкоциты созревают и хранятся в лимфоидных органах [источник]:

• Тимус (вилочковая железа). Расположен за грудиной. Здесь созревают Т-лимфоциты — один из видов лейкоцитов.
• Селезенка. Орган в верхней левой части живота, где собираются и работают иммунные клетки.
• Костный мозг. Мягкая ткань внутри костей, которая вырабатывает как красные, так и белые кровяные клетки.
• Лимфатические узлы. Небольшие железы размером с фасолинку. Больше всего их на шее, под мышками, в паху и в животе, а между собой они соединены лимфатическими сосудами. Когда иммунные клетки в узле сталкиваются с чужеродным веществом, они реагируют, и узел может увеличиться.
• Миндалины, аденоиды и аппендикс. Через эти участки микробы легко попадают в организм, поэтому там тоже есть лимфоидная ткань.
• Пейеровы бляшки. Скопления лимфоидной ткани в стенке нижней части тонкого кишечника. Они следят за тем, что попадает в кишечник вместе с пищей, и запускают выработку защитных антител прямо в его слизистой оболочке [источник].

Читайте:

Лимфатическая система: все что нужно знать

Лимфатическая система — важная часть нашего тела, которая работает как сложная система очистки и защиты. Она...

Как иммунитет отличает своё от чужого

Чтобы не наносить ущерб собственным клеткам, иммунная система должна отличать здоровые клетки от поврежденных. Поврежденные клетки выделяют особые сигналы опасности, и именно их иммунитет распознает [источник]. Причины повреждения бывают разные:

• Инфекции. Бактерии, грибки, вирусы и другие возбудители.
• Токсины. Например, яд, попавший в организм при укусе или ужалении.
• Физическая травма без инфекции. Скажем, ожог.
• Генетический сбой внутри клетки. Так происходит при раке.

Любое вещество, способное вызвать иммунный ответ, называют антигеном. Чаще всего это бактерия, грибок, вирус, токсин или инородное тело. Но антигеном может стать и собственная мертвая или дефектная клетка.

Микробы тоже несут на себе характерные молекулярные «узоры». Различные звенья иммунной системы распознают их, идентифицируют антиген как захватчика и переходят в атаку [источник].

Два основных типа лейкоцитов

Фагоциты: клетки, «пожирающие» угрозу

Фагоциты окружают возбудителя, поглощают и расщепляют его — по сути, съедают [источник]. К фагоцитам относятся нейтрофилы, макрофаги, дендритные клетки и моноциты, а наряду с ними действуют тучные клетки [источник]:

• Нейтрофилы. Относятся к гранулоцитам и первыми прибывают в очаг воспаления. Они уничтожают возбудителей, но при этом сами гибнут [источник].
• Макрофаги. Убирают за иммунным ответом: удаляют возбудителей, погибшие нейтрофилы и прочий «мусор».
• Дендритные клетки. Запускают иммунный ответ и помогают поглощать микробы и других захватчиков.
• Моноциты. При необходимости превращаются в дендритные клетки или макрофаги.
• Опасистые клетки. Активируют иммунный ответ, как только обнаруживают антиген.

Лимфоциты: память иммунитета

Лимфоциты позволяют организму распознать захватчика, если тот вернётся. Они образуются в костном мозге. Часть остается там и становится В-лимфоцитами (В-клетками). Остальные переселяются в тимус и превращаются в Т-лимфоциты (Т-клетки) [источник].

В-лимфоциты вырабатывают антитела и подают сигнал Т-лимфоцитам. Т-лимфоциты уничтожают поражённые клетки организма и призывают на помощь другие лейкоциты. К лимфоцитам относятся и естественные киллеры (НК-клетки): они распознают и уничтожают клетки, в которых поселился вирус [источник].

Т-лимфоциты делятся на несколько типов [источник]:

• Т-хелперы (Т-помощники) координируют иммунный ответ. Одни обмениваются сигналами с другими клетками, вторые стимулируют В-клетки к выработке большего количества антител, третьи привлекают дополнительные Т-клетки или фагоциты.
• Т-киллеры (цитотоксические Т-лимфоциты) атакуют заражённые клетки. Они особенно полезны против вирусов: распознают небольшие фрагменты вируса на поверхности заражённой клетки и уничтожают её.

Антитела

Обнаружив антиген, В-лимфоцит начинает выделять антитела — особые белки, которые прикрепляются к конкретному антигену. Каждая В-клетка вырабатывает только одно, специфическое антитело. Одна может производить антитела против бактерий, вызывающих пневмонию, другая — против вируса простуды [источник].

Антитела относятся к большому семейству белков-иммуноглобулинов (Ig). Различные классы выполняют свои задачи [источник]:

• IgG маркирует микробы, чтобы другие клетки могли их распознать и обезвредить.
• IgM появляются первыми, когда организм впервые сталкивается с антигеном, и особенно важны в борьбе с бактериями [источник].
• IgA накапливается в жидкостях организма, таких как слёзы и слюна, и охраняет «входы» в организм.
• IgE защищает от паразитов и участвует в аллергических реакциях.
• IgD остаются на поверхности В-лимфоцитов и помогают им запустить иммунный ответ.

Сами по себе антитела микробы не убивают. Они нейтрализуют их или помечают как мишень, а уничтожают помеченные другие участники защиты, в частности фагоциты [источник].

Как возникает иммунитет

С каждой встречей с новым возбудителем иммунная система укрепляется. К взрослому возрасту большинство людей успевает познакомиться со многими микробами и накопить немалую защиту. Когда организм уже выработал антитело, в нём остаются клетки памяти. Они «запоминают» этот антиген, поэтому повторная атака отражается быстрее и сильнее [источник].

Это хорошо видно на примере кори. Болезнь может протекать тяжело, поэтому врачи рекомендуют прививку. Одна доза вакцины защищает от кори примерно на 93%, две — на 97% [источник]. Тот, кто уже переболел, редко заболевает повторно [источник]. И после прививки, и после болезни в организме остаются антитела и клетки памяти, готовые уничтожить вирус кори при следующей встрече. Это и называют иммунитетом.

Иммунитет человека бывает трех видов: врождённый, адаптивный и пассивный.

Врождённый иммунитет

Определенную защиту человек имеет с рождения, и она работает с первого дня жизни. Прежде всего это внешние барьеры — кожа и слизистые оболочки горла и кишечника, первая линия обороны от возбудителей [источник]. Такой ответ является общим: он не нацелен на какой-то конкретный микроб.

Если возбудителям удалось прорваться через барьеры, с ними борются, в частности, макрофаги. Они же выделяют цитокины — сигнальные вещества, которые усиливают воспаление [источник].

Адаптивный (приобретённый) иммунитет

Эту защиту человек приобретает в течение жизни. Благодаря прививкам и перенесенным болезням организм накапливает набор антител к различным возбудителям. Врачи называют это иммунологической памятью: иммунная система помнит давних врагов [источник].

Пассивный иммунитет

Пассивный иммунитет — временный, и человек получает его от другого человека [источник]. Новорожденный получает антитела матери еще до родов через плаценту (это антитела класса IgG [источник]), а после рождения — с грудным молоком. Таким образом, малыш в раннем возрасте защищен от некоторых инфекций [источник].

Как действуют прививки

Прививки готовят организм к встрече с определённой болезнью. Чаще всего для этого в организм вводят антигены или ослабленные возбудители. Человек вырабатывает антитела, но не заболевает. Организм запоминает возбудителя, поэтому если угроза появится спустя годы, защита уже будет начеку [источник].

Врачи рекомендуют прививки, в частности, от COVID-19, гриппа, краснухи, полиомиелита, ветряной оспы, опоясывающего лишая, кори, эпидемического паротита (свинки), менингококковой инфекции (одной из причин менингита), гепатитов A и B, гемофильной инфекции типа b, дифтерии, столбняка и коклюша [источник]. В зависимости от того, где человек живёт или куда путешествует, могут потребоваться прививки и от других болезней, например от жёлтой лихорадки или брюшного тифа [источник].

Когда иммунная система дает сбой

Нарушения работы иммунитета делятся на три группы: иммунодефициты, аутоиммунные заболевания и гиперчувствительность.

Иммунодефициты

Иммунодефицит возникает, когда одно или несколько звеньев иммунной системы не функционируют. Причины бывают следующие [источник]:

• Врождённое нарушение. Его называют первичным иммунодефицитом.
• Изменения со временем. Например, с возрастом.
• Заболевания и состояния, которые ослабляют иммунитет. Среди них ВИЧ, недоедание, ожирение и чрезмерное употребление алкоголя.
• Лечение. Химиотерапия, препараты для лечения аутоиммунных заболеваний или лекарства, предотвращающие отторжение пересаженного органа.

При иммунодефиците легче заболеть, а болезнь чаще протекает тяжело. Это наглядно показала пандемия COVID-19 [источник]. Людям с ослабленным из-за болезни или лекарств иммунитетом врач может посоветовать, как дополнительно уберечься.

Аутоиммунные заболевания

При аутоиммунных заболеваниях иммунная система ошибочно атакует здоровые клетки вместо возбудителей или дефектных клеток, поскольку не может отличить одних от других [источник]. Нередко удар приходится на один орган, например на поджелудочную железу. Когда иммунитет разрушает её бета-клетки, организм перестаёт вырабатывать инсулин — так развивается сахарный диабет 1 типа [источник].

К аутоиммунным заболеваниям относятся также целиакия, ревматоидный артрит и болезнь Грейвса [источник].

Гиперчувствительность

При гиперчувствительности иммунная система реагирует чрезмерно или неадекватно. Обычные вещества, например пыль, она воспринимает как возбудителей и атакует их [источник]. Так происходит при бронхиальной астме, пищевой аллергии (в отличие от пищевой непереносимости, которая обычно возникает без участия иммунитета [источник]), а также при атопической экземе (атопическом дерматите) [источник].

Слишком сильная реакция может привести к анафилактическому шоку: организм реагирует на аллерген настолько бурно, что это угрожает жизни [источник].

Читайте:

Что такое аллергия: подробный обзор

Аллергия — это гиперреакция иммунной системы на вещества, которые обычно безопасны. От пыльцы и пищи до лека�...

Как поддержать иммунную систему

Иммунитету помогают привычки, полезные для здоровья в целом [источник]:

• Регулярная физическая активность.
• Достаточный сон.
• Здоровый вес. Ожирение входит в число состояний, ослабляющих иммунитет, поэтому избавление от лишнего веса — тоже вклад в защиту организма.
• Меньше добавленной соли, жиров, сахара и алкоголя.
• Пробиотики и пребиотики в рационе. Впрочем, действительно ли пробиотики укрепляют иммунитет, исследовано мало: есть лишь слабые данные о том, что они могут немного уменьшать количество и продолжительность простудных заболеваний [источник]. Подробнее о пробиотиках и пребиотиках — в отдельных материалах.
• Разнообразное питание. Отдавайте предпочтение свежим фруктам и овощам, цельным продуктам и нежирному белку.
• Отказ от курения.
• Рекомендуемые прививки. Они формируют иммунологическую память, и для этого не нужно переболеть.

Читайте:

Как стресс оказывает влияние на иммунную систему?

Стресс – это естественная реакция организма на вызовы и трудности, которая запускает ряд изменений в теле. ...

Эхинацея

Татуировки, хронические заболевания, и осложнения

Что нужно знать об эстрогене