Путешествие в страну микробов - Бетина Владимир (чтение книг TXT) 📗
Слизистая оболочка носовой полости покрыта мелкими волосками, задерживающими частицы пыли, а с ними и микробы. Вдыхаемый человеком воздух доходит до легких почти полностью очищенным от микроорганизмов. Движение волосков на оболочке и выделяемая ею слизь механически удаляют микробы из организма. Немаловажное значение имеют и содержащиеся в слизи вещества, убивающие микробы. Авангарды микроорганизмов наталкиваются на препятствия и в ротовой полости. Слюна также содержит бактерицидное вещество, известное под названием лизоцима. Находится оно ив выделениях слезных желез, как было установлено А. Флеммингом. Позднее стало известно, что яичный белок также богат лизоцимом. В 1965 году биохимики определили его состав: в молекулу лизоцима входит 129 различных аминокислотных остатков. Само название этого вещества говорит о его действии: лизоцим растворяет, «лизирует» клеточные стенки ряда бактерий, а это уже начало их уничтожения в организме человека. В слизистых оболочках много и белых кровяных телец, лейкоцитов, основная функция которых — защищать наш организм от возбудителей различных болезней.
Но если микробам все-таки удастся проникнуть в организм, например через рот, то их ждет новое препятствие. Желудочный сок, в состав которого входит соляная кислота, создает кислую среду, убивающую большую часть микроорганизмов. И все же с жидкостью или кусочками пищи микробам удается проскользнуть через эти опасные зоны и достигнуть кишечника. Такой способностью обладают высокоспециализированные микроорганизмы, например бактерии, вызывающие кишечные инфекции (брюшной тиф, дизентерию, холеру).
Но и эти бактерии, преодолевшие защитные барьеры в виде кожи или слизистой оболочки, далеко еще не выиграли «сражения». В организме человека их ждут новые, отнюдь не приятные для них встречи. Завязывается борьба между незваными гостями и защитными силами всего организма. И если защита тверда — агрессор погибает, если же слаба и поддается натиску — человек заболевает.
Встреча
Внутри нашего организма также существует целая сеть «оборонных объектов», которая встречает «агрессоров» во всеоружии. Наш организм можно сравнить с крепостью, хорошо подготовленной к отражению неприятеля. По сигналу тревоги каждый занимает свое определенное место и исполняет роль, предназначенную ему по заранее продуманному плану.
И. И. Мечников в 1883 году показал, что белые кровяные тельца способны активно захватывать и поглощать проникшие в организм инородные микробы. Лейкоцит приближается к микробу, как бы обтекает, охватывает его и подвергает внутриклеточному перевариванию. Это «поглощение» бактерий Мечников назвал фагоцитозом (от греческих phagos — пожирающий и kytos — клетка), а белые кровяные тельца — фагоцитами. На основе этих фактов Мечников и его коллеги из Пастеровского института разработали фагоцитарную теорию иммунитета (невосприимчивость организма к инфекционным агентам и чужеродным веществам). Согласно этой теории, главную роль в защитных процессах животного организма играют определенные клетки, поглощающие и уничтожающие болезнетворные микробы. Фагоциты образуются в так называемой ретикуло-эндотелиальной системе. Важным свойством лейкоцитов, или, по Мечникову, фагоцитов, является их способность не только перемещаться по основным путям циркуляции крови и лимфы, но и проникать в прилежащие ткани, если в них появятся чужеродные бактерии или иные клетки.
Лейкоциты как бы являются одновременно и полицией, и судом, и присяжными, и тюрьмой: хватают, поглощают и разлагают вредоносных агентов. «Поле битвы» покрыто телами мертвых и погибающих микробов и лейкоцитов. При небольшой местной инфекции, такой, как нарыв, внутренняя масса пораженного участка становится мягкой и полуразложившейся, некротической, как говорят патологи, иногда превращается в гной. Когда нарыв «созреет», а это означает, что все микробы-агрессоры окружены лейкоцитами, гной вытечет и ранка понемногу заживет. Иногда же пришельцы — возбудители болезни — побеждают и возникает сепсис (общее заражение крови), который приводит к смерти. Бывает, что они лишь на время ослабляют борющиеся с ними силы организма. Но все-таки чаще лейкоциты берут верх и наводят необходимый порядок.
Схема преципитации антигена при действии антитела.
После столь важного открытия явления фагоцитоза последовали и другие. Ученикам Коха удалось доказать, что в сыворотке крови содержатся вещества, обезвреживающие бактерии и их выделения. Появляются эти вещества с вторжением возбудителей болезней или токсинов в организм человека. И поскольку они присутствуют в сыворотке крови, ученые разработали гуморальную теорию иммунитета, согласно которой устойчивость организма к какой-либо болезни или инфекции обеспечивают как раз эти вещества. В зависимости от того, какое действие оказывают они ка бактерии или токсины, их разделили на антитоксины, бактериолизины, агглютинины, преципитины и опсонины.
Между сторонниками обеих теорий возникло соперничество. Каждая сторона старалась доказать правильность своей и ошибочность чужой теории. Но когда полемический жар прошел и факты были рассмотрены спокойно и объективно, ученые пришли к выводу, что эти две теории не только не противоречат, но и дополняют одна другую.
В ответ на вторжение в организм чужеродных тел — различных клеток, микробов, токсинов и т. д., которые получили общее название антигенов, — образуются защитные вещества, нейтрализующие их вредное действие и называемые антителами.
Об антигенах и антителах
В химическом отношении антигены обычно являются белками или полисахаридами.
Антитело возникает в теле животного (или человека) в ответ на вторжение антигена. Это также белковое вещество, способное входить в реакцию с антигеном.
Проследим же в лабораторных условиях, как ведут себя при встрече антиген и антитело. Молекулы антигенов и антител отличаются друг от друга различным распределением электрических зарядов на своей поверхности. Это распределение зарядов на поверхности антигена и приблизившегося к нему антитела таково, что молекулы их взаимно притягиваются и между ними образуется прочная связь. Таких «чувствительных» к притяжению мест на молекулах антигенов и антител бывает несколько, поэтому и соединяются вместе сразу несколько молекул антигенов и антител.
Таким образом, обе теории — и фагоцитарная, и гуморальная — объединились в гармоническое целое, дополняющееся постепенно все новыми и новыми фактами. И уже имеющиеся, и новые данные помогли лучше понять процесс защиты организма от нападения болезнетворных микробов или от вредных продуктов их жизнедеятельности, иначе говоря — процесс ответной реакции организма на вторжение антигенов.
Защита и контратака
Что происходит, когда какая-то часть тканей нашего организма становится объектом инвазии (нападения) бактерий, проникших через поврежденную кожу? Начинается серия процессов, объединяемая под названием реакции воспаления. Группы мобилизованных клеток устремляются на пораженное место и начинают уничтожать или обезвреживать вторгшиеся бактерии. Некоторые защитные клетки поглощают и разлагают бактерии при помощи ферментов. Многие из этих клеток все же погибают под влиянием токсинов, выделенных бактериями, и поле боя вскоре покрывается погибшими клетками и продуктами распада. Если организм ранее уже перенес инвазию бактерий этого вида, реакция протекает скорее и расправа с агрессором бывает более быстрой. Защитные клетки уничтожают пришельцев, и поврежденная ткань начинает восстанавливаться.
Защитные клетки образуются в костном мозге и лимфатической системе. Некоторые из них синтезируют антитела, вступающие в реакцию с антигенами и нейтрализующие их. Если антигенами являются бактерии, антитела их «обволакивают», что облегчает защитным клеткам их поглощение и уничтожение.
