Конкурс «Био/Мол/Текст»-2025/2026

Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «Био/Мол/Текст»-2025/2026.

Генеральный партнер конкурса — международная инновационная биотехнологическая компания BIOCAD.

---

«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»

IgE-опосредованная аллергическая реакция возникла на поздних этапах эволюции иммунной системы животных [1]. Это многоступенчатый процесс, в котором, помимо стандартной реакции на патоген с участием Т-клеток, задействованы древние клетки врожденного иммунитета (тучные клетки, базофилы) и филогенетические новшества млекопитающих — антитела класса IgE и рецептор к данному классу антител (FcεRI). Аллергическая реакция проявляется немедленным ответом на антиген в виде острого воспаления, отека, выделения слизи, диареи, зуда. Все это помогает избавиться от крупного паразита, пока он не внедрился в организм. Этот комикс раскрывает механизм осуществления такой реакции.

В ролях:

• Т-клетки (Т-лимфоциты) — высшее командование подразделения Адаптивного Иммунитета. Благодаря Т-рецептору, они способны находить новых, доселе не встречавшихся (или мутировавших до неузнаваемости) врагов, то есть идентифицировать их антигены. Т-клетки делятся на Т-киллеров и Т-хелперов. Т-хелперы обычно составляют более 75% всех Т-клеток [2]. В отличие от Т-киллеров, они никого не убивают, а управляют иммунным ответом. Т-хелперы синтезируют множество сигнальных молекул — лимфокинов (подгруппа цитокинов), которые переводят иммунные войска в состояние боевой готовности согласно обстановке и типу врага. Однако основной функцией Т-хелперов является активация В-лимфоцитов и запуск производства антител к выявленному антигену. Подробнее о Т-клетках можно узнать тут [3].
• В-лимфоциты — военные инженеры подразделения Адаптивного Иммунитета. После активации Т-хелпером они способны становиться плазматическими клетками и производить антитела к выявленному антигену в огромных количествах. Антитело — сложный белок Y-образной формы. Основа (ручка) этой молекулярной «рогатки» у человека бывает пяти разных типов и определяет класс антитела, а «рожки» — это уникальная вариабельная часть, способная прикрепляться к антигену. По приказу Т-хелпера плазматические клетки способны переключаться с производства одного класса антител на другой, изменяя стратегию боя. Подробнее про антитела можно узнать из этой статьи [4].
• Макрофаги (они же — большие пожиратели) — командующие подразделения Врожденного Иммунитета. М1 — боевая форма, М2 — мирный уборщик. Помимо регуляции иммунного ответа, занимаются пожирательством и вторичной переработкой мусора. Также, не задавая вопросов, поедают все, к чему прицепились антитела классов M, G и A. Их важнейшая функция — это демонстрация образцов антигенов Т-клеткам. Подробнее о макрофагах можно узнать тут [5].
• Эозинофилы — клетки подразделения Врожденного Иммунитета, рядовые гранулоциты. Основная задача — борьба с многоклеточными паразитами и их личинками. В специфических гранулах эозинофилов содержится большое количество опасных биологически активных веществ, среди которых выделяется эозинофильная пероксидаза и эозинофильные катионные белки. Эозинофильная пероксидаза служит для образования ионов галогенидов: галогеновые кислоты являются мощными окислителями, а значит, и отличным оружием [6].
  Эозинофильный катионный белок, в свою очередь, встраивается в оболочку живой клетки и создает незакрывающуюся пору, выпуская наружу клеточное содержимое. Механизмы дегрануляции (быстрого высвобождения биологически активных веществ) у эозинофилов бывают разными [6]. Классический экзоцитоз применяется солдатами в стандартных ситуациях. Однако в случае битвы с многоклеточным паразитом (или его личинкой) эозинофилы используют сложный экзоцитоз: бойцы соединяют внутри себя несколько гранул с катионными белками в одну большую гранулу и этим «пушечным» выстрелом поражают врага. Такая тактика позволяет продырявить много клеток в одном месте и тем самым увеличивает шанс нанести паразиту существенный урон.
• Тучные клетки (ТК) — рядовые гранулоциты типа базофилов, служащие контрольно-пропускным пунктом кровеносных сосудов. Их основная задача — это синтез, накопление и выделение биологически активных веществ, которые запускают и регулируют те или иные процессы. Основными веществами являются медиаторы острого воспаления (гистамин, гепарин и др.) [7]. В мирное время биологически активные вещества тучными клетками высвобождаются постепенно, поддерживая гомеостаз. Но иногда это происходит одномоментно, в форме дегрануляции. Дегранулировать тучная клетка может от лекарственных средств, антигенов, аутоантител, гормонов. Кроме того, этот процесс могут спровоцировать физические факторы: например, температура или ультрафиолетовое излучение. И даже вибрация может заставить излишне нервного служащего КПП нечаянно рвануть. В желудочно-кишечном тракте тучные клетки, которые дежурят под слизистой оболочкой, выполняют функции антипаразитарной защиты. Гистамин, который они массово выделяют в ответ на антигены, расширяет просветы между клетками капилляров: из-за этого вода выходит из кровеносного русла и под воздействием осмоса устремляется в кишечник. Гистамин также влияет на гладкую мускулатуру кишки: вызывает ее спастическое сокращение. Все это способствует форсированному удалению паразита из ЖКТ. Также тучные клетки ведут антипаразитарное дежурство под слизистыми дыхательной системы и в коже. Отек, массовое выделение слизи и зуд — это их работа.

Предполагают, что отделение от линии лейкоцитов тучных клеток и базофилов произошло еще до появления высших позвоночных. А вот антитела класса IgE как отдельный изотип возникли уже в эволюции млекопитающих. Не исключено, что эти новшества появились около 150 или даже 300 млн лет назад, при ответвлении линии млекопитающих от линии рептилий [1]. Дополнительная боевая стратегия иммунной системы, которая образовалась благодаря возможности вооружить тучные клетки и базофилы антителами, повысила эффективность борьбы с многоклеточными паразитами.

В наши дни, благодаря улучшению жилищно-коммунальных условий, мерам по обеззараживанию воды и пищи, асептике и антисептике число инфекционных заболеваний и гельминтозов в развитых странах существенно снизилось. Но при этом участились случаи развития IgE-опосредованных аллергических реакций, которые постепенно приняли масштаб глобальной медико-социальной проблемы (анализ данных в Великобритании в период с 1971 по 1991 год показал рост развития сенной лихорадки и экземы на 260% и 150% [8]).

Причины этого объясняют несколько гипотез: гигиеническая, гипотеза «старых друзей», гипотеза биоразнообразия [9]. Все они в сумме сводятся к тому, что излишняя стерильность среды и обилие антибиотиков приводят к уменьшению видового богатства защитных микробиомов человека, что нередко становится причиной повышения проницаемости слизистых барьеров. А скудная нагрузка патогенными микроорганизмами и невозможность «знакомства» с многоклеточными паразитами может вызвать у некоторых генетически предрасположенных людей нарушение формирования адекватного иммунного ответа. Считается, что это связано с проблемой переключения звена Т-хелперов между антимикробной (Th1) и антипаразитической (Th2) стратегиями, подавляющими друг друга. В таких случаях белки орехов, злаков, пыльцы и других безобидных продуктов иммунная система может воспринять как паразитические антигены и развить на них аллергию.

Литература

1. Гущин И.С. (2019). Аллергия — поздний продукт эволюции иммунной системы. Иммунология. 40, 43–57;
2. S. V. Khaidukov. (2014). MINOR SUBSETS OF T-HELPER CELLS (Th THYMIC NAIVE, Th CENTRAL NAIVE, Th9, Th22 AND CD4+CD8+ DOUBLE POSITIVE T-CELLS). Med.Imm.Rus. 15, 503;
3. Тимоцитов ведут в зоопарк. Что такое эктопическая экспрессия и как она защищает нас от аутоиммунитета;
4. Антитело: лучший способ распознать чужого;
5. В объятиях Железной Няньки;
6. A. S. Prilutskij, O. V. Sorokina, O. A. Prilutskaia, O. V. Baranova. (2023). Eosinophils in normal and pathological conditions. Structure, mediators, development. jour. 5-15;
7. Цибулькина В.Н., Цибулькин Н.А. (2017). Тучная клетка как полифункциональный элемент иммунной системы. Аллергология и иммунология в педиатрии. 2, 4–11;
8. Purevsuren Losol, Milena Sokolowska, Yu-Kyoung Hwang, Ismail Ogulur, Yasutaka Mitamura, et. al.. (2023). Epithelial Barrier Theory: The Role of Exposome, Microbiome, and Barrier Function in Allergic Diseases. Allergy Asthma Immunol Res. 15, 705;
9. Старые друзья — ключ к аутоиммунным заболеваниям.