Конкурс «Био/Мол/Текст»-2022/2023

Эта работа опубликована в номинации «Школьная» конкурса «Био/Мол/Текст»-2022/2023.

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

Смотреть комикс по ссылке

Иммунная система — друг человека, но иногда...

Иммунная система человека представляет собой комплекс органов, тканей и клеток, стоящих на страже целостности нашего организма и защищающих нас от всех вредоносных агентов «извне» — так называемых патогенов. Список патогенов огромный — бактерии, вирусы, грибы, токсины, паразиты и т.д.

Зачастую иммунную систему сравнивают с «вооруженными силами» организма, где каждая из иммунных клеток имеет свою стратегию борьбы с патогенами, но в целом все вместе они действуют как слаженный, адекватный и эффективный механизм защиты.

Однако иногда иммунитет ведет себя как дворовый пес, который лает не только на чужих, но и на своих. Иммунитет может среагировать на вполне безопасные вещества и молекулы. Чаще всего они имеют белковую природу. Например, такое безвредное вещество из окружающей среды, как пыльца цветущих растений. Разрушая кажущиеся «вредоносными» белки, иммунная система заодно повреждает клетки и ткани вокруг, вызывая неприятные симптомы: зуд, чихание, насморк и т.п.

Так проявляется аллергия на пыльцу цветущих растений, которую называют «поллиноз» (от лат. pollen — пыльца). Причем аллергические заболевания чаще всего вызывает пыльца различных видов ветроопыляемых растений.

Итак, аллергия — это «сбой» в работе иммунной системы!

Как аллергия «работает» внутри организма?

Этап № 1: Первый контакт с «вредоносным» агентом

Действующие лица: пыльцевые зерна, иммунитет и антигенпредставляющие клетки

Все начинается, когда человек вдыхает пыльцу вместе с воздухом. Пыльцевые зерна через слизистую оболочку носовой полости попадают в организм.

Первыми встречают «чужаков» антигенпредставляющие клетки (АП—клетки), или дендритные клетки. Они и пограничники, и связисты армии иммунитета одновременно.

Дендритные клетки «пожирают» чужеродные молекулы, переваривают их и превращают в антигены. С вражескими «уликами» в виде антигенов далее АП-клетки направляются в ближайший «оперативный штаб» — лимфатический узел, чтобы представить их иммунитету. Бóльшая часть таких «штабов»-лимфоузлов располагается вблизи условных «границ» организма — пищеварительного и дыхательного трактов, ведь проникновение патогена с пищей или при вдыхании воздуха — наиболее вероятный способ заражения.

Некоторые антигены наша иммунная система «знает» на генетическом уровне. Но вот антигенный состав пыльцы довольно сложный, состоящий из нескольких компонентов. Например, пыльца тимофеевки содержит 7–15 антигенных компонентов. Различные виды пыльцы могут иметь общие антигены, поэтому у людей, чувствительных к одному виду пыльцы, возможна реакция и на другие ее виды. Белок пыльцы вполне безопасный, но все же чужеродный для человека, поэтому иммунная система решает на всякий случай перестраховаться.

Этап № 2: Появление «иммунной памяти»

Действующие лица: иммунитет, В-лимфоциты и тучные клетки

Иммунитет реагирует на неприятеля, начинает «злиться» и рассылать по организму сигналы тревоги. Первыми на них реагируют клетки-«спецагенты» — В-лимфоциты.

У незрелых или покоящихся В-лимфоцитов на мембране закреплен специальный рецептор, посредством которого клетка определяет присутствие антигена. Причем каждый В-лимфоцит имеет один и только один тип рецепторов, способных распознавать антигены строго определенного типа.

Почувствовав врага, В-лимфоциты начинают расти (увеличивается объем цитоплазмы и очень сильно разрастается эндоплазматическая сеть), превращаясь в плазматические клетки. «Зрелые» плазматические клетки начинают вырабатывать большое количество антител, в которых хранится полное «досье» на антиген.

Затем антитела «выбрасываются» в лимфу и переносятся в кровь. Этот процесс продолжается в течение нескольких дней или недель до тех пор, пока плазматическая клетка не дойдет до полного истощения и не погибнет. То есть плазматические клетки можно назвать воинами-камикадзе, которые не имеют права выжить после боя.

Главная же задача антител — в следующий раз, когда подобный антиген снова попадет в организм, активизировать клетки с забавным названием «тучные».

А кто же такие тучные клетки?

Именно тучным клеткам принадлежит важная роль в развитии аллергической реакции. Они рассеяны по соединительной ткани организма: под кожей, вокруг лимфатических узлов и кровеносных сосудов; содержатся в селезенке и костном мозге.

Получив сигнал от иммунитета, они начинают активно размножаться. Особенность тучных клеток в том, что они способны «хватать» антитела за «ручку» и присоединять их к собственным рецепторам.

В результате в организме появляется много тучных клеток, «обросших» со всех сторон антителами. А тучные клетки становятся специализированным женским воинским подразделением — «дозорным отрядом» иммунитета.

Симптомов аллергии еще нет, но ИММУНИТЕТ и его армия «запомнили» информацию об антигене и готовы к следующим атакам.

Этап №3: Повторный контакт с аллергеном и «запуск» тучных клеток

Действующие лица: аллерген, иммунитет и тучные клетки

При повторном контакте с аллергеном иммунитет узнает его и связывает с антителами на поверхности тучных клеток. И они целой армией выходят на защиту организма.

Тучная клетка, стремясь максимально эффективно изолировать «чужака», выбрасывает фонтан «убойных» молекул. Среди них наиболее мощная — гистамин, но встречаются и десятки других.

Гистамин — основной «агент» аллергии, действующий на рецепторы в нашем организме.

Этап №4: Гистамин «путешествует» по организму

Действующие лица: гистамин

К сожалению, ни одна война не обходится без потерь среди «гражданского населения». Долгая и интенсивная защита может дорого стоить организму: высокая концентрация гистамина может вызвать анафилактический шок, локальное расширение сосудов, в результате повышается капиллярное давление, а также проницаемость капилляров, усиливается синтез адреналина, который учащает сердцебиение, провоцируются непроизвольные мышечные спазмы бронхов и пищеварительных органов.

Таким образом, от того, куда попадет гистамин, зависят симптомы проявления аллергии. К самым распространенным относятся: спонтанный насморк, частое чихание, слезоточивость, рвота, сыпь, зуд, покраснение, отек, повышение температуры.

Профилактика обострения аллергии направлена на предотвращение попадания аллергена в организм, а также максимально возможное исключение контакта с ним.

Можно ли вылечить аллергию?

Учитывая, что причины развития аллергии пока точно не известны, полноценного лекарства для избавления от аллергии пока не существует.

Однако ученые всего мира работают над этим вопросом — так, например, Институт иммунологии совместно с Венским медуниверситетом создал вакцину от аллергии на пыльцу березы, а в России начались испытания вакцины для профилактики аллергии на кошек. Возможно, и мы, Семен Морозов и Александра Стародубцева, когда-нибудь примем самое непосредственное участие в решении данной проблемы. Но это будет уже совсем другая история...

Литература

1. Антитело: лучший способ распознать чужого;
2. «Элементы»: LTP — белки аллергии;
3. LTP: маленькие виновники больших неприятностей;
4. «Хабр»: Как возникает аллергия на пыльцу и при чем тут аскариды;
5. MedAboutme: Поллиноз как разновидность аллергии.