Иммунная система человека. Функции иммунной системы в десяти тезисах. Лекция для врачей
Лекция для врачей "Иммунная система человека. Функции иммунной системы в десяти тезисах" (отрывок из книги "Иммунология здоровья и болезни. Простые ответы на сложные вопросы" - Полетаев А. Б., Чурилов Л. П.)
Функции иммунной системы в десяти тезисах
Иммунная система является инструментом восприятия и обработки информации химической природы, поступающей в организм из внешней и внутренней среды. Иммунная система работает как один из трех главных компонентов регуляторной метасистемы, или иммунонейроэндокринного аппарата регуляции физиологических функций организма человека. Она не только воспринимает разнообразную оперативную информацию, но и активно участвует в поддержании индивидуального молекулярно-клеточного и функционально-метаболического гомеостаза (состояния гармонии по И. И. Мечникову).
Наличие у всех позвоночных (да и большинства беспозвоночных животных) регуляторной метасистемы — обязательное условие существования высших организмов. Генетический аппарат (геном — это его часть, находящаяся в клеточных ядрах, гены митохондрий составляют плазмон) представляет собой набор множества базовых программ-инструкций, каждая из которых запускает синтез инструментов обмена веществ — белков, распознающих и (или) преобразующих те или иные молекулы и контролирующих определенные дискретные химические (метаболические) реакции клеток. Гены срабатывают или выключаются в ответ на управляющие сигналы внутреннего и внешнего происхождения. В роли таких сигналов могут выступать питательные субстраты (например, глюкоза), химические регуляторы дальнего беспроводного действия — гормоны (например, инсулин), химические регуляторы дальнего проводникового деиствия — нейротрансмиттеры (например, ацетилхолин), химические регуляторы ближнего беспроводного действия — аутакоиды (например, простагландины), антитела (например, стимулирующие или блокирующие клеточные рецепторы) и, наконец, ионы (например, катионы кальция).
В геноме кодируются и программы синтеза сигнальных молекул (мессенджеров), посредством которых передаются и воспринимаются надгеномные влияния, сопрягающие и модулирующие активность множественных клеток разных типов, органов и систем.
На уровне генетических программ царит жесткий детерминизм. Тогда как регуляторная метасистема обладает существенно большими степенями свободы и гораздо менее формализована. С помощью регуляторной метасистемы производится выбор и использование (актуализация) лишь небольшой части геномных программ-инструкций, а именно тех, которые требуются организму в данное время и в данном месте. Оставаться здоровым — значит соответствовать конкретной ситуации. Один и тот же ответ может быть и спасительным, и губительным для организма — в разном контексте. Поэтому геном через регуляторную метасистему определяет и индивидуальную склонность к выбору тех или иных форм и масштабов реагирования. Совокупность (библиотека) всех доступных организму унаследованных и приобретенных с опытом программ реагирования — это реактивность организма. Она индивидуализирована. Метасистема, о которой идет речь, — это библиотекарь, распоряжающийся этими фондами тем или иным образом, в контексте ситуации, но и в рамках генетически обусловленных тенденций выбора.
В одном из выпусков British Medical Journal за 1999 г. в статье «Генная терапия: уроки прошедшего десятилетия» Ричард А. Морган и Р. Майкл Блез писали о неоправданно завышенных ожиданиях того, что наши вмешательства в структуру генома (генная терапия) революционизируют медицину. Увы, сама расшифровка структуры генома отнюдь не означала овладения его языком. По сути, мы не имеем «мостов», которые позволили бы преодолеть пропасть между информацией, хранимой нашим геномом (т. е. генотипом), и физиологией, то есть живым меняющимся фенотипом. Каким образом реализуется трансформация одномерной последовательности нуклеотидов геномной ДНК в трехмерного живого ребенка? Какие механизмы определяют наследование ребенком физических и психических черт родителей? Можно задать множество подобных вопросов, но исчерпывающих ответов пока нет. Почему это так? Воспользуемся поясняющей метафорой. Представим себе некоего лингвиста, который знаком с буквами русского алфавита, но не знает русского языка. Допустим, что он ставит перед собой задачу полного «по- буквенного картирования», к примеру, романа «Война и мир». По прошествии времени, с помощью комбинаторного компьютерного анализа он получит исчерпывающую информацию о количестве, частоте встречаемости и сочетаниях всех отдельных букв во фразах, главах и произведении в целом. Формально — первичная «структура» романа будет расшифрована.
Однако едва ли можно будет всерьез рассчитывать, что реализация такого проекта позволит нам понять смысл и содержание произведения Л. Н. Толстого.
Если геном уподобить книге, то регуляторную метасистему можно уподобить чтецу, обеспечивающему перевод мертвых абстрактных символов в зримые образы живого организма. При этом иммунная система (рука об руку с нервной и эндокринной системами, с которыми у нее много общего — например, способность лимфоцитов к продукции гормонов и к влиянию на их рецепторы, способность антигенпредставляющих клеток и лимфоцитов формировать иммуносинапсы) участвует в интеграции в единый организм очень разных специализированных клеток, тканей и органов, в синхронизации их жизнедеятельности. Проблема ведь еще и в том, что у каждой клетки в геноме — свой «мозг», свой аппарат управления, способность генерировать управляющие сигналы для других клеток. В организме нет монополии на регуляцию, каждая клетка управляется и управляет. Надо как-то это координировать, соразмеряя местные регуляторные ответы (решения «сельсоветов») с системными программами, поддерживающими общеорганизменные жизненно важные функции — кровообращение, дыхание, а этим занимается уже не «сельсовет», а своего рода «Кремль организма», то есть центральное регуляторное звено. Не должно быть «конфликта Кремля и сельсовета», здоровье заключается в том, чтобы поддерживать баланс между системными и местными регуляторами, разграничивать естественными барьерами их полномочия.
Ни «махновщина», когда избыток местных регуляторов выплескивается в системный кровоток и мешает центральному звену, нарушая деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, снижая текучесть крови, ни бюрократическая централизация, когда симпато-адреналовая регуляция отнимает у периферических тканей ресурсы, замыкая их на нужды мозга и сердца, не ведут к защите и здоровью. Напротив, при этом возникают цитокиновый шторм, гемодинамический шок и резистентность организма катастрофически падает, так как сразу много клеток разных тканей и органов впадают в состояние гипоксии.
Это если говорить обобщенно. Если же говорить более конкретно, сегодняшние представления о деятельности иммунной системы, связанной с поддержанием жизнедеятельности организма, можно примерно очертить десятью тезисами:
1. Иммунная система воспринимает, обрабатывает, интегрирует и запоминает информацию, поступающую в виде сигналов химической природы из внешней и внутренней среды организма.
2. Иммунная система участвует в оперативной аналитической оценке состояния организма. Это обеспечивается с помощью аутоантител и аутореактивных лимфоцитов, осуществляющих постоянный скрининг молекулярно-клеточной структуры тела и сравнение текущего состояния с оптимальным.
3. Иммунная система участвует в самосохранении организма посредством постоянно идущего аутоклиренса и саморепарации, что обеспечивается с помощью аутоантител, макрофагов и лимфоцитов.
4. Иммунная система участвует во взаимной функциональной сонастройке всех компонентов тела — клеток, тканей, органов, для согласования их деятельности (активности) в рамках единого многоклеточного организма, при этом оперируя сигнальными биорегуляторными молекулами — аутоантителами и цитокинами.
5. Иммунная система участвует в устранении вредных микробов. Это происходит не по принципу уничтожения антигенно чужеродного, но исходя из их потенциальной опасности (угрозы) для гомеостаза организма и его целостности. Повреждаемые вредными факторами клетки выделяют молекулярные «сигналы повреждения». В то же время безвредные или полезные микроорганизмы, не вызывающие повышения уровня «сигналов повреждения», игнорируются или даже опекаются иммунной системой.
6. Многие чужеродные сущности, длительно присутствующие в организме (развивающийся плод, полезная микрофлора), не вызывают деструктивного иммунного ответа, поскольку не вызывают повреждения (т. е. повышения уровня «сигналов повреждения») и приносят очевидную пользу.
7. Иммунная система участвует в активной интеграции функционально полезного «чужого» в структуру организма. Классическим примером служат митохондрии наших клеток, бывшие когда-то полностью автономными микроорганизмами типа альфа-протеобактерий.
8. Вторичная активация аутоиммунных реакций определенной специфичности (клеточной, тканевой, органной) является естественным физиологическим ответом иммунной системы на любое повреждающее воздействие и стимулирует репарацию. Такие аутоиммунные реакции направлены не на саморазрушение, а на активацию клиренса поврежденной ткани от потенциально вредных продуктов распада поврежденных клеток, а также на активацию регенерации поврежденных структур.
9. Для иммунной системы характерен феномен иммунной рефлексии, то есть динамическое отражение изменений в состоянии любых популяций собственных клеток, тканей и органов с помощью изменения профилей иммунореактивности естественных аутоантител. В этом «зеркале» можно наблюдать отражение как только начинающихся патологических изменений, так и уже сформированные заболевания. С помощью этого «зеркала» можно отслеживать динамику восстановления организма после перенесенной болезни или ход индивидуального старения.
10. В период раннего развития организма иммунная система контролирует упорядоченное формирование анатомических структур (морфогенез и органогенез) с помощью механизмов индукции адресной гибели клеток и высокоупорядоченного аутофагоцитоза. В зрелом организме эта функция преобразуется в управление регенерацией поврежденных тканей и контроль за сохранением количественного постоянства клеточной структуры тела. Нарушения этой функции ведут к врожденным порокам развития, к нарушениям регенерации поврежденных тканей, а также к развитию опухолей.
Книга "Иммунология здоровья и болезни. Простые ответы на сложные вопросы"
Авторы: Полетаев А. Б., Чурилов Л. П.
Научно-популярная книга, освещающая актуальные, социально значимые и нерешенные проблемы иммунофизиологии и иммунопатологии в форме, доступной как профессионалам — медикам и биологам, так и любознательным читателям без специальной медико-биологической подготовки.
Рассмотрены современные представления о роли иммунной системы в организме, ее взаимодействии с нейроэндокринным аппаратом в обеспечении регуляции жизнедеятельности и в поддержании многоклеточности организма. Обсуждается явление физиологического аутоиммунитета и его роль. Специальные главы касаются иммунологии рака, иммунологических механизмов нервных и психических заболеваний, участия иммунной системы в развитии и течении новой коронавирусной инфекции COVID-19. Обсуждаются принципы вакцинологии, основы показаний и противопоказаний к вакцинации, проблема побочных эффектов вакцин и оптимизация их применения. Описаны основы иммунологии беременности и иммунные взаимоотношения плода и матери, возрастные аспекты работы иммунной системы, включая иммунологию детства и старения. Уделено внимание оригинальным авторским концепциям Иммункулуса как образа тела, создаваемого совокупностью антиидиотипических аутоантител, и Иммунацеи как основы регуляторного и терапевтического потенциала поликлональных человеческих иммуноглобулинов. Описана методология диспансеризации населения с помощью авторского подхода, основанного на определении аутоиммунного профиля индивида, то есть спектра и напряженности аутоиммунитета, рассмотрены практика и перспективы применения этого метода в превентивной, предсказательной и персонализированной медицине.
Книга рекомендуется всем читателям, интересующимся вопросами иммунитета, а также природой и профилактикой аутоиммунных и аллергических заболеваний. Она представляет интерес для студентов и аспирантов, а также для врачей и научных работников разных специальностей, желающих расширить свою эрудицию в вопросах иммунологии, для родителей, для пациентов, для организаторов здравоохранения, ищущих пути и способы эффективной диспансеризации, для всех, кто ставит целью укрепить свой иммунитет, избежать его нарушений, в полной мере и правильно использовать возможности, предоставляемые для этого здравоохранением и медицинской наукой.
Содержание книги "Иммунология здоровья и болезни. Простые ответы на сложные вопросы" - Полетаев А. Б., Чурилов Л. П.
Часть 1. ИММУННАЯ СИСТЕМА. ДЕНЬ СЕГОДНЯШНИЙ
Введение
Функции иммунной системы в десяти тезисах
Мистерии крови
Иммунная сеть. Анти-антитела. Антиидиотипы
«Иммунацея»
Иммунокибернетика: антитела как распознающие и эффекторные молекулы
Абзимы
Иммунная рефлексия
Иммунная саморепарация и самореконструкция
Естественные аутоантитела как «зеркало» здоровья и нездоровья
Голографический Иммункулус
Антигены тканевой совместимости: психосоциальное дополнение к роли иммунной системы
Элементы общей иммунопатологии
Физиологический транзиторный иммунодефицит
Часть 2. ИММУНИТЕТ. БЕРЕМЕННОСТЬ. ЗДОРОВЬЕ РЕБЕНКА
Беременность и иммунитет
О трех гипотезах Питера Медавара
Антитела и иммунообусловленное бесплодие
Материнский иммунный импринтинг
Иммунная система матери как интерфейс между средой и плодом
Вирусы папилломы человека как фактор нарушения развития плода
Иммунология и иммунопатология детского возраста
Инфекция. Иммунитет и здоровье ребенка
Молекулярная мимикрия
Основы вакцинологии
Часть 3. ПАРАДОКСЫ РАКА
Часть 4. ИММУНОЛОГИЯ НЕРВНЫХ БОЛЕЗНЕЙ
Часть 5. КАК УМУДРИТЬСЯ ПРОЖИТЬ ВЕСЬ ОТПУЩЕННЫЙ НАМ СРОК?
Сколько лет человеку отпущено?
Генетические прогнозы, или
Часть 6. ТЕХНОЛОГИИ ПРЕВЕНТИВНОЙ МЕДИЦИНЫ
Превентивная диагностика, или как выявить болезнь до болезни
Еще несколько слов о генетических «пугалках»
Основные методы группы ЭЛИ-Тест
Метод ЭЛИ-Висцеро-Тест (молекулярная диспансеризация)
Превентивная коррекция, или как лечить болезнь, которой еще нет. Общие алгоритмы
Заключение
Приложение. Некоторые термины и понятия
Что еще почитать?
О чем эта книга?
Авторам много лет приходилось и приходится отвечать на вопросы любознательных и образованных неспециалистов (не медиков, не биологов), касающиеся иммунитета и иммунной системы. Приблизительно такие: как можно «поднять иммунитет» себе и ребенку? Нужны ли прививки? Что такое полезные микробы и чем они полезны? Как наш иммунитет зависит от нашего питания? Есть ли связь между иммунитетом и аутизмом? А правда ли, что иммунная система спасает всех нас от рака? Как можно (и можно ли) победить рак с помощью воздействий на иммунитет? А можно ли по состоянию иммунной системы, хоть приблизительно, узнать, сколько конкретному человеку осталось жить? И что делать, чтобы продлить полноценную жизнь?
Это лишь малая толика задаваемых вопросов. Жизнь прибавляет к ним новые. Например, что происходит с иммунитетом при COVID-19? И интерес к иммунологии и иммунофизиологии, а также смежным направлениям не только не спадает, но, как нам кажется, только растет из года в год. Причина этого, наверное, в том, что почти все начитанные люди и все завсегдатаи Интернета уже знают, что иммунная система занимается не только уничтожением вредных микробов, но рука об руку с нервной и эндокринной системами участвует в регуляции едва ли не всех функций нашего организма. Именно это имел в виду наш великий соотечественник Илья Ильич Мечников (1845—1916), который более ста двадцати лет назад уже подчеркивал, что сводить роль нашего иммунитета лишь к функциям жандарма, постоянно защищающего организм от инфекционных болезней, принципиально неверно. Биологическая роль иммунитета значительно шире и заключается (по И. И. Мечникову) в поддержании общей гармонии в организме и обеспечении его многоклеточности. Сегодня мы бы сказали о поддержании гомеостаза и о роли иммунной системы в самосборке и обновлении тканей.
Катализатором интереса к иммунологии и иммунной защите организма явилась и неожиданно возникшая критическая ситуация пандемии новой коронавирусной инфекции. Ведь большинству людей понятно, что наша устойчивость (или, напротив, повышенная восприимчивость) к заражению любыми инфекционными агентами, включая возбудителей COVID-19, прямо зависит от состояния иммунной системы конкретного человека. Именно наша иммунная система определяет разный характер реакций на инфицирование — от почти незаметных изменений до тяжелых жизнеугрожающих состояний. И, заметьте, при тяжелом течении болезни дело не всегда в том, что иммунная система ослаблена. Сильный, но плохо отрегулированный и неточно нацеленный ее ответ может приносить больше вреда, чем пользы. Примерно как с эндокринной системой, где болезнь может произойти как от недостатка действия гормона (например, сахарный диабет при нехватке инсулина), так и от избытка гормона (например, гипогликемия при гиперинсулинизме). Понятно, что в сегодняшнем безбрежном море информации неспециалисту очень трудно отыскать простые и понятные ответы на свои вопросы.
В этой книге авторы не стремились затронуть или осветить все основные разделы иммунологии, иммунофизиологии и иммунопатологии — нельзя объять необъятное. Эта книга — не более чем попытка дать ответы на некоторые из часто задаваемых вопросов. В основу книги легли материалы ряда лекций последних 10 лет, с которыми авторы выступали перед своими студентами в Санкт-Петербурге и Москве и перед научно-врачебными аудиториями нашей страны, а также Германии, Дании, Израиля, Италии, Китая, Канады, Латвии, Нидерландов, Польши, Португалии, Словакии, США, Хорватии, Черногории, Японии и многих других стран.
Содержание лекций мы старались изложить в популярной форме, доступной для понимания большинства читателей, даже если они никогда не изучали медицину и биологию. А как это у нас получилось — судить вам.
Книга в первую очередь предназначена для людей, не имеющих специального медицинского или биологического образования. Однако некоторые из ее разделов могут оказаться интересными и полезными для врачей разных специальностей (от акушеров-гинекологов до онкологов и психиатров), а также для студентов, ординаторов и аспирантов высших образовательных учреждений медицинского и биологического профиля.
Мы хотим вместе с читателями подумать над некоторыми вопросами, не имеющими пока однозначных ответов, и поразмышлять, а всё ли, что может современная иммунология дать практической медицине, последняя в действительности получает?
0 комментариев