ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ ЛИКБЕЗ ДЛЯ ЧИНОВНИКОВ ИЗ МИНЗДРАВА И РОСПОТРЕБНАДЗОРА, А ТАКЖЕ ДЛЯ ГУБЕРНАТОРОВ И ДЕПУТАТОВ ГД РФ

МЕНЮ


Главная страница
Поиск
Регистрация на сайте
Помощь проекту
Архив новостей

ТЕМЫ


Новости ИИРазработка ИИВнедрение ИИРабота разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика

Авторизация



RSS


RSS новости


Уважаемые граждане находящиеся у власти! Для того, чтобы ваши высказывания с высоких трибун, по поводу — иммунитета, вакцинации и коронавирусной инфекции, не казались полной ахинеей и антинаучным бредом, прошу вас ознакомится с базовыми понятиями и принципами работы иммунной системы человеческого организма.

Если вам не удастся понять смысл ниже изложенного материала, то прошу вас, больше никогда не выступать на эту тему, не позорить себя, нашу страну и отечественную иммунологическую науку ! Ненужно больше никаких ваших комментариев и объяснений! Ибо они показывают вас не в лучшем интеллектуальном плане. Не лезьте пожалуйста со своими комментариями и советами в эту сложную для вас и малопонятную тему.

Научная статья популярным и доступным языком: Иммунная система человека: биологический антивирус. Антивирусные базы

Я полагаю, все вы видели многочисленные рекламные ролики про уязвимый иммунитет, и все помнят школьные уроки, на которых рассказывалось про фагоцитов, пожирающих бактерий. Однако иммунная система организма — это сложнейший механизм, призванный оградить хозяина от любой опасности. А опасности могут быть очень разными. Я хотел бы попытаться рассказать о том, как иммунная система обнаруживает эти опасности, как она с ними борется, и как все это можно регулировать и использовать.

Что такое иммунитет и с чем его едят

Собственно, первичная задача иммунной системы — определить, что опасно, а что нет. Проблема в том, что не всегда это бывает очевидно. Наш организм имеет множество открытых портов: он должен поглощать пищу, воздух, воду, выводить отходы. К тому же мы — достаточно плохие админы и то и дело создаем новые уязвимости, например, при порезе или даже ушибе! И через каждый такой открытый порт идет огромное количество трафика, иногда просто ненужного, а иногда и опасного.

Иммунная система — это антивирус, который сканирует все пришедшее (а заодно и весь организм) и удаляет вирусы, а также бактерии, грибы и все остальное. Иногда она не справляется с задачей, и человек заболевает. Иногда в самой иммунной системе находится баг, и тогда человек страдает иммунодефицитом (не приобретенным, а одним из многочисленных врожденных). А иногда происходит ложное срабатывание, и тогда может развиться либо аллергия (если иммунная система среагировала на посторонний трафик), либо аутоиммунное заболевание навроде волчанки (если за вирус были приняты элементы организма).Изображение не загружено

Какими же способами иммунная система определят вирусы? Самое простое, как это ни странно, использовать какой-то из давно выработанных эвристических алгоритмов. Воспользоваться базой гораздо сложнее — ее ведь никто не напишет, придется генерить самому!

Эвристические алгоритмы — врожденный иммунитет

Существуют три основных врожденных механизма обнаружения инфекции: обнаружение инородного, фиксация опасности либо отсутствие специального маркера. На самом деле, в чистом виде ни один из них не встречается, и иммунная система использует все три, чтобы искоренить противника.

инородное

Эта теория была выдвинута в 1989 году британским иммунологом Чарльзом Джейнвеем. Речь в ней идет о том, что эволюция иммунной системы привела к способности распознавать некоторые характерные молекулярные особенности, которые часто встречаются среди патогенов, но отсутствуют в нормальном организме.

Эта гипотеза получила экспериментальное подтверждение в 1997 году, когда был открыт белок под названием толл-подобный рецептор 4 (TLR4). Мыши, у которых отсутствовал этот белок, не реагировали на эндотоксины грам-отрицательных бактерий, но при этом оказывались весьма уязвимыми для целого ряда инфекций.

Как потом выяснилось, толл-подобные рецепторы — это целое семейство чувствительных сенсоров, которые распознают различные элементы микробов. К примеру, TLR4 способен распознавать липополисахариды — элементы клеточной стенки некоторых бактерий; TLR5 — флаггелин, из которого сделаны бактериальные (и только бактериальные) жгутики, а TLR7 вообще расположен внутри клетки и реагирует на одноцепочечные молекулы РНК, характерные для вирусов. рис. 1

Помимо семейства TLR, за распознание посторонних вторженцев отвечает целый ряд белков. К примеру, манноза-связывающий лектин распознает молекулы сахара маннозы на поверхности патогена, дектин-1 реагирует на грибы, а RIG-1, как и TLR7, находится внутри клетки и реагирует на вирусную РНК.

опасность

Все это выглядит просто прекрасно, но американский ученый Полли Матцингер поставила вполне закономерный вопрос: «Лактация у женщин начинается в зрелом возрасте, и белки молока — чужеродны для иммунной системы. Так почему иммунная система на них не реагирует?» В качестве ответа была предложена новая теория — теория опасности.

Клетки в нашем организме гибнут постоянно, много чаще, чем удаляются файлы в папке /tmp. Однако в норме организм это не беспокоит. Нормально гибнущие клетки прекращают свое существование при помощи апоптоза — сложной, почти что самурайской церемонии клеточного самоубийства. При этом мембрана клетки, которая имеет консистенцию, близкую к консистенции масляной пленки, распадается, формируя своеобразные мешки для трупов, в которых оказывается заключено бывшее содержимое клетки. С другой стороны, при травме, будь то порез, ушиб, обморожение или ожог кислотой, клетки лопаются (это называется некроз), выбрасывая свое содержимое в кровоток. Согласно теории Полли, именно это появление клеточных белков в крови должно запускать иммунную реакцию.

Помимо фактора некроза, существуют и другие сигналы опасности. В 2003 году было обнаружено, что клетки, подвергающиеся стрессу, выбрасывают в межклеточное пространство кристаллы мочевой кислоты, которая также стимулирует иммунную реакцию. Другими примерами такого рода могут служить фрагменты межклеточного матрикса, белки теплового шока и так далее. Вот почему царапина/ожог сопровождается покраснением, болью и опухлостью (хоть и небольшими), даже если заражения нет — иммунная система грузит процессор, фильтруя трафик, так как получили анонимное сообщение об угрозе вирусной атаки.

отсутствие маркера

В 1992 году было показано, что давно известные клетки под названием естественные киллеры (не путать с Т-киллерами), ответственные за борьбу с опухолями, нуждаются в постоянном сдерживании, чтобы не начать атаковать все вокруг себя. Механизмом этого подавления являются молекулы главного комплекса гистосовместимости (MHC I). В норме эти молекулы находятся на поверхности любой клетки организма, однако в опухолях производство этих молекул может быть прекращено. Также синтез MHC I могут блокировать некоторые вирусы (например, аденовирус или цитомегаловирус). Во всех этих случаях клетка-киллер прикрепляется к специальным рецепторам на поверхности клетки-жертвы и, не найдя молекул MHC, впрыскивает в жертву яд, ведущий к апоптозу — клеточной смерти. Рис. 2

Так или иначе, иммунная система может распознать большинство патогенов. Однако это распознавание в большинстве случаев не слишком быстрое и не слишком эффективное. Для улучшения чувствительности и производительности иммунная система может создавать собственные антивирусные базы при помощи T- и B-лимфоцитов.

Итак, нечто, проникшее в организм, было признано враждебным и уничтожено. Но каждый раз определять посторонние сущности по общим неспецифичным признакам — далеко не оптимальная концепция поведения, так как патогены могут выработать систему маскировки, которая предотвратит их обнаружение. Для того, чтобы обнаруживать этих микроорганизмов (а также увеличить эффективность реагирования по отношению ко всем остальным), возникла специфичная (она же приобретенная) иммунная система, которая включает в себя T-лимфоциты и B-лимфоциты, производящие антитела.

Формирование и устройство антивирусных баз, Т-клетки.

Т-лимфоциты могут распознавать чужеродные агенты при помощи T-клеточных рецепторов (TCR — T cell receptor) — специальных белковых молекул, находящихся на поверхности клетки. Данные рецепторы не способны взаимодействовать с посторонними белками напрямую — им требуется, чтобы фрагмент белка был представлен прикрепленным к уже описанной в предыдущей части молекуле главного комплекса гистосовместимости (MHC — major histocompatibility complex). Почему выработалось такое на первый взгляд странное решение, будет объяснено чуть ниже.

T-клеточный рецептор состоит из двух пептидных цепочек (? и ?), каждая из которых одним концом находится в цитоплазме клетки и умеет посылать вглубь клетки сигналы, а другим (о котором и пойдет речь) — в межклеточном пространстве.

Наружный конец каждой из цепей TCR состоит из двух фрагментов — вариабельного (V) на конце и константного (.C) ближе к мембране. Константный участок одинаков во всех Т-лимфоцитах человека, тогда как вариабельный может меняться. Рис. 3

Вариабельный участок кодируется двумя (для ?-цепи — V и J) или тремя (для ?-цепи — V, D и J) участками ДНК. При этом всего в геноме существует больше 50 различных V-фрагментов, 2 D и в среднем 40 (13 для ? и 61 для ?) J-фрагментов. Когда Т-клетка формируется в костном мозге, V-, D- и J-фрагменты выбираются случайно из имеющейся кучи. Помимо этого, существует еще несколько более тонких механизмов внесения энтропии, так что после всего этого общее количество возможных TCR получается порядка 10^18. Рис. 4

Сформировавшиеся таким образом Т-клетки покидают костный мозг и направляются в тимус, где будет происходить их тонкая подгонка под существующие антигены. На данной стадии лимфоциты еще не активны, так как случайно сформированные рецепторы могут угрожать окружающим тканям.

Тонкая настройка в тимусе идет сразу по нескольким направлениям. Первое из них — положительная селекция. Т-клетки пытаются провзаимодействовать с находящимися там антиген-представляющими клетками (antigen-presenting cell — APC), на поверхности которых находятся молекулы MHC. Если Т-клетка не в состоянии прикрепиться к MHC — такая клетка не будет делиться. Если может — такая клетка даст потомство.

Второе — отрицательная селекция. В тимусе производятся белки со всего организма (включая, к примеру, инсулин), правда, в мизерных количествах — только для того, чтобы представить их на поверхности APC. Если Т-клетка распознает такой белок — она сразу же уничтожается; ошибка в процессе уничтожения обычно приводит к аутоиммунным заболеваниям (в случае с инсулином — к диабету первого типа). Рис. 5

Продолжение статьи во второй части!

Автор : Иван Стеценко

Комментарии: