Параллельно с создателем теории гуморального иммунитета Эрлихом в те же годы наш соотечественник И. И. Мечников («поэт микробиологии», по образному определению Эмиля Ру) создавал учение о невосприимчивости (иммунитете), разработав теорию фагоцитоза и обосновав фагоцитарную теорию иммунитета. Он доказал, что у животных и человека существуют специальные клетки, —

Рис. 2. Антитела (иммуноглобулины) – сложные белковые агрегаты, которые состоят из четырех взаимосвязанных между собой цепей молекул белков: двух одинаковых коротких (легких) цепей и двух одинаковых длинных (тяжелых). Темные участки – связи между белковыми молекулами. N – обозначение начала молекулы белка, С – обозначение конца молекулы белка. У всех антител С-концы молекул белков одинаковы (их называют константными), а N-концы отличаются (они вариабельны)

фагоциты (или «пожирающие» клетки), – способные поглощать и разрушать патогенные микроорганизмы и другой генетически чужеродный материал, волею судьбы оказавшийся в нашем организме. Осуществляемый фагоцитами процесс – фагоцитоз – был известен ученым с 1862 г. по работам Э. Геккеля, но только Мечников первым связал фагоцитоз с защитной функцией иммунной системы. В последующей многолетней и плодотворной дискуссии между сторонниками фагоцитарной и гуморальной теорий были раскрыты многие механизмы иммунитета. Спор между Мечниковым и Эрлихом привлек интерес не только ученых, но и широкой публики. Бернард Шоу даже написал на эту тему пьесу под названием «Врач на распутье». Фагоцитоз, открытый Мечниковым, получил в дальнейшем название клеточного иммунитета, а антителообразование, обнаруженное Эрлихом, – гуморального иммунитета. Все завершилось тем, что оба ученых были признаны мировой научной общественностью и разделили между собой Нобелевскую премию по физиологии и медицине за 1908 г.

Это были первые Нобелевские премии по зарождавшейся в те годы новой науке иммунологии, а всего за XX в. около 30 ученых стали Нобелевскими лауреатами по иммунологии и близким к иммунологии областям. В результате работ всех этих исследователей наши знания о защитной системе постоянно расширялись, дополнялись и уточнялись. Так постепенно складывалось современное представление об иммунной системе животного организма и тончайших механизмах ее функционирования. Нынешним людям трудно осознать, насколько каждый из нас, ныне живущих, обязан французу Пастеру, русскому Мечникову, немцу Берингу и другим ученым, раскрывшим тайны инфекционных болезней и иммунитета. До XIX в. средняя продолжительность жизни в Европе составляла немногим более 30 лет. Если принять во внимание, что теперь она в большинстве развитых стран более 60 лет, то выходит, что перечисленные выше труженики науки подарили всем нам по меньшей мере вторую жизнь!

Благодаря наличию иммунной системы организм защищен от большинства болезнетворных микроорганизмов (вирусов, бактерий, грибков, простейших, гельминтов) и токсических продуктов их жизнедеятельности. Иммунитет также защищает организм от воздействия различных веществ, обладающих чужеродными свойствами (например, растительных и животных ядов), от развития опухолевых клеток. Кроме того, иммунитет определяет исход трансплантации органов и тканей, в том числе переливания крови, контролирует внутриутробное развитие плода и процессы старения. Таким образом, иммунитет направлен на защиту организма, поддержание его целостности и индивидуальности.

Сегодня мы знаем, что иммунная система нашего организма, наш главный щит, многослойна. Она, как и другие системы организма, состоит из органов и клеток. Иммунитет обеспечивается совокупностью лимфоидных органов и клеток, которые порой не имеют строго фиксированных анатомических связей, но трудятся весьма согласованно за счет подвижности клеток и тех специфических факторов, которые они синтезируют. На иммунитет работает целая «команда» клеток и белков, действующая красиво, слаженно и надежно. Эта «служба спасения» связана практически со всеми тканями и жидкостями организма. Как только в ее «центр управления» поступает сигнал о появлении агрессора, начинается операция по его обезвреживанию. Это в чем-то подобно современному МЧС, в которое достаточно позвонить по телефону «01», и можно быть уверенным, что возникшая проблема будет быстро и квалифицированно ликвидирована.

Рис. 3. В центральных лимфоидных органах человека – тимусе и костном мозге – созревают Т– и В-клетки соответственно. В гуморальный и клеточный иммунные ответы вовлечены периферические лимфоидные органы

Органы иммунной системы разбросаны по всему телу и связаны друг с другом и другими органами сетью лимфатических сосудов подобно кровеносным сосудам. В создании иммунной системы человека принимают участие как центральные органы, в которых иммунные клетки вырабатываются и созревают – костный мозг и вилочковая железа (тимус), так и периферические, где клетки дозревают и «обучаются» – селезенка, лимфатические узлы, лимфоидная ткань и др. (рис. 3). В лимфатических сосудах и лимфоузлах содержится лимфа, которая в отличие от крови представляет собой прозрачную слегка желтоватую жидкость. Греки называли словом лимфа чистую и прозрачную воду подземных ключей и источников.

В сумме в организме взрослого человека содержится примерно 1012 лимфоидных клеток, а лимфоидная ткань составляет приблизительно 2 % общей массы тела. В организме функционирует несколько типов иммунных клеток, которые и осуществляют надзор за порядком в нем. Эти клетки располагаются как непосредственно в лимфоидной системе, так и в отдельных тканях и в крови. Все они имеют общее происхождение, у них один и тот же прародитель. При общности происхождения устройство и функции лимфоидных клеток сильно отличаются. В крови наиболее известные клетки – красные кровяные шарики, или эритроциты, которые заняты переносом кислорода в организме и к иммунной системе не имеют никакого отношения. Кроме того, там «плавает» свыше десятка других видов клеток, некоторые из них упоминаются врачами, когда они нам делают анализ крови. Среди них белые кровяные шарики – лейкоциты. В одном микролитре крови содержится 4–5 миллионов эритроцитов и от 5 до 9 тыс. лейкоцитов. Если все эритроциты довольно похожи друг на друга, то лейкоциты представляют собой весьма неоднородную популяцию клеток. К ним относятся и главные клетки иммунной системы – фагоциты и лимфоциты (их называют еще общим словом иммуноциты).

Фагоциты («пожирающие» клетки) способны связывать на своей поверхности, а затем поглощать и уничтожать самые разнообразные микробы и их токсические продукты. Для этого первоначально, узнав чужеродную клетку или вирус, в наружной мембране фагоцита образуется углубление, которое обволакивает «чужестранца». В конечном итоге «чужак» оказывается в цитоплазме фагоцита, где подвергается массированной атаке разнообразных ферментов, которые его полностью уничтожают. К фагоцитам относятся несколько типов клеток, из которых наиболее важными являются макрофаги. Фагоциты – основа врожденного иммунитета, первая линия защиты против инфекций, проникших в организм.

Около 73 лейкоцитов представляют собой лимфоциты, общее число которых в организме человека составляет около 2х1011. Этим клеткам принадлежит ведущая роль во всех реакциях приобретенного иммунитета, поскольку они специфически распознают конкретный чужеродный агент, пробравшийся в организм. Каждый из лимфоцитов, циркулирующих в крови и лимфе человека, 10–20 раз в сутки проходит через все кровеносные и лимфатические сосуды тела. Популяция лимфоцитов в организме человека также весьма неоднородна. Она состоит из клеток, сильно отличающихся по размерам (от 6 до 10 мкм), структуре и, главное, по функциям. Уже в костном мозге, который является их колыбелью, предшественники лимфоцитов разделяются на две крупные ветви. Одна из них завершает свое развитие в костном мозге и получила название B-лимфоцитов (от первой буквы английского слова bone – кость). Они – основа гуморального иммунитета. B-лимфоциты циркулируют в лимфатической системе и крови и вырабатывают специфические белки-иммуноглобулины (антитела). Именно B-лимфоциты и обеспечивают организм антителами.