Невидимый страж. Как иммунитет защищает нас от внешних и внутренних угроз

…Предоставь мертвым

погребать своих мертвецов.

Евангелие от Луки

После описания первых толл-подобных рецепторов в иммунологии словно плотину прорвало. В следующие 20 лет было открыто множество рецепторов, отвечающих за распознавание во врожденном иммунитете. Некоторые из них имеет смысл рассмотреть особенно внимательно, так это прольет свет на еще одну важную функцию, которую они выполняют. Как мы уже говорили, клетки врожденного иммунитета, особенно макрофаги, – это не только полицейские, но также мусорщики и даже могильщики в нашем организме. Они защищают его не только от внешних врагов, но и от неизбежных внутренних поломок.

Вы наверняка слышали о том, что клетки нашего тела полностью обновляются за семь лет. Это утверждение, конечно, пример не слишком корректного упрощения, но не будем пока к нему придираться. Лучше зададимся вопросом: куда деваются старые клетки, когда им на смену приходят новые? В учебниках на этот счет пишут, что старые клетки погибают и новые занимают их место, однако это мало что объясняет. Мертвая органика, будь то целое тело или отдельная клетка, занимает место, гниет, разлагается, становится питательной средой для разных микроорганизмов. Трупные яды – отрава для живого. История человеческой цивилизации с тех пор, как она стала оседлой, – это история решения похоронного вопроса.

Уже у первобытных людей были специальные места для погребения и ритуалы, решавшие важную для выживания задачу: сделать так, чтобы мертвые не становились опасными для живых. С этим, вероятно, связано и требование многих древних религий хоронить умерших до захода солнца. Любой многоклеточный организм в этом смысле похож на город-миллионник – ему приходится решать те же проблемы утилизации умерших. Как же именно он это делает?

Прежде чем ответить на этот вопрос, имеет смысл уточнить, что смерть клеток, как и смерть людей, бывает естественной и насильственной. Полиция должна присутствовать в обоих случаях. В первом она лишь составляет протокол и выражает дежурное соболезнование близким, но во втором реагирует иначе. Тут уже дело не ограничивается прибытием пары дежурных полицейских – на вызов выезжают сотрудники «убойного отдела», эксперты-криминалисты, выставляется оцепление, начинается поиск и опрос свидетелей. Иммунной системе также нет смысла запускать иммунный ответ на полную катушку, когда в этом нет необходимости. Поэтому клетки врожденного иммунитета по-разному реагируют на естественную смерть клеток от старости и насильственную их гибель в результате механического повреждения, вирусной атаки и тому подобных инцидентов.

Естественная запрограммированная гибель клеток называется апоптозом. Старые клетки совершают что-то вроде самоубийства – молекулярного харакири. В результате внутри них высвобождаются ферменты, похожие на те, которые в нашем пищеварительном тракте помогают переваривать пищу. Клетка в буквальном смысле сама себя переваривает. В конце концов от нее остается лишь несколько небольших пузырьков – апоптотических телец, ограниченных остатками плазматической мембраны. Апоптоз, таким образом, проходит очень аккуратно, и содержимое отмершей клетки не попадает во внеклеточную среду. Специальные молекулы, присутствующие на поверхности апоптотических телец, оставшихся от клеток, умерших естественной смертью, указывают на то, что тельца должны быть утилизированы. Этот тип химических сигналов в научной литературе так и называется – «съешь меня». Его посылает, например, фосфатидилсерин. В норме этот фосфолипид находится во внутреннем слое клеточной мембраны (если вы не помните, что клеточная мембрана двухслойная, – приложение в помощь). В клетках, подвергшихся апоптозу, он переходит в наружный слой и становится сигналом «съешь меня» для множества рецепторов клеток врожденного иммунитета. Фагоциты, главным образом макрофаги, реагируют на эти сигналы и «подъедают» апоптотические тельца, освобождая пространство для новых клеток. Однако делают они это в штатном режиме, не запуская тревожной – воспалительной – реакции. В результате постоянное естественное обновление нашего организма проходит тихо и безболезненно.

Совсем по-другому разворачиваются события, если смерть клетки сопровождается некрозом – разрывом мембраны и выбросом клеточного содержимого во внеклеточное пространство.

Как в этом случае макрофаг распознает поврежденную клетку? Паттерны патогенности здесь не работают, ведь отмершие и разрушенные клетки состоят из тех же молекул, что и здоровые. Сигнальные молекулы типа «съешь меня» зачастую отсутствуют. В этом случае в действие вступают «сигналы о разрушении» (danger signaling), предупреждающие иммунную систему о том, что что-то пошло не так.