Система лейкоцитов и ее роль в организме (часть 1)

Лейкоциты как клетки, определяющие иммунитет. Начнем с определения понятия иммунитета. Исторически оно постоянно изменялось. В переводе с латинского оно означает «освобождение от чего-либо». На первом этапе развития иммунологии (этапе Дженнера—Пастера) под иммунитетом понималась защита организма от микробов, позже — и от вирусов. Потом это понятие расширилось, и в него стали включать защиту от опухолевых и генетически чужеродных клеток (Гамалея). Мечников причислил к функции системы иммунитета отторжение своих собственных старых или поврежденных клеток. В работах Бернета в 50-е годы понятие иммунитета связывалось с контролем генетического постоянства организма, что, как признали иммунологи, наиболее точно отражает его суть. Однако сегодня, вспомнив и обобщив все то, что привнесено в развитие иммунологии в течение многих десятилетий, можно признать, что понятие иммунитета шире, чем каждая из приведенных формулировок. В него входит защита не только от генетически чужеродного, но и от генетически своего, дефектного или старого. На основании этого можно сказать, что система иммунитета организма контролирует качественное постоянство внутренней среды организма.

Почему в понятие иммунитета необходимо ввести именно качественное постоянство, а не какое-либо другое? Во-первых, потому, что оно является более широким и потому адекватным, чем предлагаемые ранее определения, а во-вторых (это главное), потому, что это понятие является противовесом принципу количественного постоянства.

За количественное постоянство внутренней среды организма отвечают гомеостатические механизмы на молекулярном и клеточном уровне. Благодаря им колебания концентраций веществ и интенсивности пролиферации (размножения) клеток поддерживаются на определенном уровне. В жизни мы часто сталкиваемся с различными гипертрофиями органов и тканей (например, ожирение), но до тех самых пор, пока не происходит их антигенной трансформации, не возникает качественных изменений, система иммунитета не реагирует.

В функционировании иммунной системы принимают участие не только непосредственно иммунные компоненты, но и компоненты большинства других систем организма. Здесь можно провести параллель с системой защиты государства. В нее входят армия и пограничные войска, милиция и служба госбезопасности, органы суда и прокуратуры. В то же время отдельные ячейки общества, будь то совсем мелкая — семья или более крупная — предприятие, не только питают эти структуры защиты государства, но и сами содержат элементы контроля и отторжения чужеродного. Только в случае крайней необходимости эти элементы мобилизуются и поступают в распоряжение органов государственной защиты, в обычной же ситуации последние сами вполне справляются с защитой государственного организма.

Какие же основные компоненты составляют главное функционирующее звено системы иммунитета и как распределяются в нем обязанности?

Главный комплекс представлен системой лейкоцитов. Лейкоциты всех пяти типов имеют общую клетку-родоначальницу — стволовую кроветворную клетку. В процессе созревания она делится на клетки разных типов, выполняющих в иммунитете принципиально различающиеся функции.

Среди лейкоцитов имеется тип клеток, которые, являясь поздним приобретением в эволюции животных, в основном осуществляют специфическое распознавание чужеродного (под чужеродным мы будем понимать н клетки микроорганизмов, и клетки организма, пораженные вирусом и приобретшие генетически отличные антигены, и опухолевые клетки. Сюда же мы будем относить клетки организма, поврежденные или старые, изменившие свой антигенный состав). Речь, короче, идет о лимфоцитах. Лейкоциты всех остальных типов не обладают подобной специфичностью воздействия на чужеродное, но, несмотря на это, они могут достаточно эффективно осуществлять функции защиты на тех уровнях жизни, на которых лимфоциты еще не появились, например у червей. Почему же тогда мы с такой уверенностью беремся утверждать, что комплекс лейкоцитов и продуцируемых ими веществ, обеспечивая иммунитет человека, работает в своей целостности против чужеродного именно специфически?

На это указывают хорошо известные факты. Способность макрофагов и гранулоцитов к фагоцитозу усиливается во много раз, если к объекту фагоцитоза присоединились антитела, то есть произошла опсонизация (термин, предложенный Райтом, означает «делать съедобным»). Выброс базофилами и эозинофилами биологически активных веществ также наступает после при­соединения к этим клеткам антител.

Когда на эволюционной лестнице появились лимфоциты, определяющие образование антител, на лейкоцитах всех остальных типов появились рецепторы к иммуноглобулинам (которыми являются антитела), определяющие активацию этих клеток антителами. В эволюции на ранних этапах появления лимфоцитов, например у рыб и птиц, лейкоциты остальных типов могли еще функционировать независимо от лимфоцитов, ибо антитела у них образуются с трудом, а на определенных этапах и к определенным антигенам они могут вообще не образовываться, Иное дело млекопитающие. У них антитела присутствуют на всех этапах развития организма и образуются ко всем мыслимым антигенам. В организме, не встречавшемся с данным антигеном, антитела к нему, пусть в минимальных количествах, все равно присутствуют. В организм ребенка они передаются от матери через плаценту. А для активации лейкоцитов, «запуска» иммунных реакций очень малых количеств антител вполне достаточно.

Несмотря на то что макрофаги и гранулоциты являются наиболее древними типами клеток защиты организма, появившимися на самых первых ступенях эволюции, ни в коем случае нельзя считать, что у высших животных и человека они являются рудиментами. На самых высоких ступенях эволюции эти клетки продолжают оставаться важнейшими компонентами иммунной системы. Лимфоцитов и антител, специфичных к определенному антигену, в организме образуется обычно очень небольшое количество, недостаточное для того, чтобы убить все внедрившиеся чужеродные клетки. Но ведь убить эти клетки недостаточно: нужно еще уничтожить их остатки. Для осуществления всей этой работы необходима большая армия фагоцитирующих клеток. Мы можем очень хорошо представить себе жизнь организма, в котором имеются одни макрофаги и гранулоциты и отсутствуют носители специфичности лимфоциты (например, черви, пресмыкающиеся), но не можем себе представить функционирующий организм, в котором иммунная система была бы представлена только лимфоцитами. В экспериментах созданы жизнеспособные животные, у которых отсутствуют Т- и В-лимфоциты, но никому еще не удалось искусственно создать животных, у которых были бы лишь лимфоциты и отсут­ствовали бы лейкоциты остальных типов.

В целостном организме высших животных и человека все лейкоциты — и лимфоциты, и гранулоциты, и макрофаги — действуют против чужеродного коллективно. При этом у каждого типа клеток каждой популяции и субпопуляции имеется своя главная функция, выполнение которой определяет роль этой клетки в иммунной реакции организма. Мы говорим здесь о «главной функ­ции» потому, что клетки каждого типа способны выполнять множество различных функций (в том числе и не имеющих прямого отношения к иммунитету). Одни клетки могут дублировать функции других, хотя с существенно меньшей активностью. До сих пор ученые не знают точно, используется это дублирование при нормальной работе организма или же оно является резервом, подстраховкой в особых ситуация, когда необходимо компенсировать утраченные элементы иммунной системы. Так, все гранулоциты в той или иной степени способны к фагоцитозу, но эта функция наиболее развита и является основной лишь для нейтрофилов. Т-лимфоциты-хелперы продуцируют фактор, стимулирующий образование антител потомками В-лимфоцитов — плазматическими клетками, — в ответ на антигенный стимул. Однако подобный фактор могут синтезировать и сами В-лимфоциты, хотя и в существенно меньшем количестве.