— Т-киллеры уничтожают инфицированные, поврежденные и неработоспособные клетки, [84] которые они узнают по антигенам, прикрепленным к молекулам MCH I. Этому процессу способствуют корецепторы CD8, расположенные на Т-лимфоцитах. Когда между ними устанавливается контакт, Т-клетки выпускают цитотоксины, которые проникают через мембрану клетки-мишени и инициируют апоптоз (программируемую клеточную смерть), [85] чтобы остановить репликацию вируса.

— Т-хелперы (или T-лимфоциты, имеющие CD4) влияют на врожденный и адаптивный иммунитет, помогая принимать решение, какой из иммунных ответов наилучшим образом подойдет к определенному патогену. [86] Они не обладают цитотоксическими или прямыми патогенными свойствами. Однако после активации Т-хелперы выбрасывают цитокины, которые усиливают бактерицидное воздействие макрофагов и повышают активность Т-киллеров. [87] Т-хелперы и регуляторные Т-лимфоциты распознают антигены на молекулах MCH II через экспрессию рецепторов на Т-лимфоцитах.

— Гамма/дельта Т-лимфоциты обладают теми же свойствами, что и Т-киллеры, Т-хелперы и NK-клетки. [88] На них расположены нетипичные рецепторы Т-лимфоцитов, состоящие из одной γ (гамма) цепи и одной δ (дельта) цепи в отличие от обычной αβ (альфа/бета). Наибольшую концентрацию гамма/дельта Т-лимфоцитов можно заметить в слизистой оболочке кишечника, которые участвуют в адаптивной и врожденной иммунной реакции. [89] Гамма/дельта Т-лимфоциты распознают интактные антигены, связанные с MCH-рецепторами.

• На поверхности В-лимфоцитов расположены антигенспецифические рецепторы В-клеток, которые распознают патогены полностью, без потребности в обработке антигенов. Они связываются с чужеродными антигенами и превращают их в антигенные пептиды посредством протеолиза. [90] Эти пептиды появляются на молекулах MCH II, расположенных на поверхности В-лимфоцитов, и привлекают Т-хелперов. Т-хелперы продуцируют лимфокины, которые активируют В-клетки. [91] В результате В-клетки начинают делиться, и их потомки секретируют миллионы антител, которые попадают в кровеносную и лимфатическую систему, где они распознают патогены, экспрессирующие определенный антиген. Затем они связываются с этими патогенами и помечают их на уничтожение. Каждая родственная линия В-лимфоцитов экспрессирует определенное антитело, таким образом весь комплекс антигенных рецепторов представляет совокупность антител, которые способно произвести наше тело. [92]

Патогены разработали множество механизмов, чтобы с их помощью успешно проникать в организм и инфицировать его, не попадаясь бдительным иммунным клеткам. [93] Бактерии прорывают внешние барьеры, выделяя пищеварительные ферменты через секреторную систему 2 типа. [94] При помощи секреторной системы 3 типа они пронизывают клетку-мишень шприцеподобным каналом, по которому направляют инфицированные белки и отключают защитные системы клетки. [95] Некоторые патогены, такие как сальмонеллы, которые вызывают пищевые отравления, и Plasmodium falciparum, которые несут ответственность за развитие малярии, прячутся в клетке-хозяине, чтобы ничем себя не выдать. Палочка Коха (Mycobacterium tuberculosis) закрывается в защитную капсулу. [96] Другие бактерии, например, синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) и Burkholderia cenocepacia у больных муковисцидозом, создают биопленку, которая защищает их от иммунных клеток. [97] Некоторые патогены на поверхности производят белки и соединения, которые лишают антитела эффективности. [98]

В-лимфоциты и Т-лимфоциты обладают долгосрочной памятью, в которой хранятся «записи» о всех патогенах, с которыми они сталкивались. Поэтому они сумеют эффективно противостоять им при следующей встрече. Здесь мы подходим к функции иммунологической памяти адаптивного иммунитета, которая формируется на протяжении жизни человека. Она может иметь вид пассивной краткосрочной или активной длительной памяти.

Эпизодические недомогания оказывают положительное воздействие на организм в течение длительного периода времени. Повышенная температура и не слишком агрессивные инфекции, перенесенные в раннем детстве, защищают во взрослой жизни.

Согласно результатам исследования 2019 года, переболевшие гриппом маленькие дети в будущем вырабатывают сильный иммунитет к мутировавшим штаммам того же вируса. [99] Когда мы получаем опыт взаимодействия с инфекциями, тело учится эффективно уничтожать похожие патогены. Однако бывают случаи, когда происходит совершенно противоположное. Например, корь может стирать приобретенную память иммунной системы, что делает человека беззащитным перед заболеванием. [100] Поэтому серьезные заболевания не приносят пользы, так как они истощают иммунные ресурсы организма, а недомогания, которые мы испытываем время от времени, наоборот, помогают человеку приспосабливаться.

Перенесенная инфекция через Т-лимфоциты и В-лимфоциты создает долгосрочный активный иммунитет. Также его можно создать искусственным путем при помощи вакцинации. Вакцины работают за счет принципа, что при попадании в систему небольшого количества антигенов от патогена развивается иммунитет от этого конкретного патогена через инициирование иммунного ответа. Они действуют по модели естественного заражения инфекцией, с разницей только в способе введения. Вакцинация — один из самых успешных методов контроля распространения инфекционных заболеваний, который помог искоренить такие болезни, как оспа, полиомиелит и столбняк. [101] Однако существует множество вирусов, например вирусы гриппа и ВИЧ, которые регулярно мутируют и не дают выработать перманентный иммунитет или разработать один вид лечения. [102] Поэтому нам необходимо заранее уделять внимание оптимизации функций иммунной системы и не допускать ослабления иммунной реакции.

Нарушения иммунной системы

Правильно функционирующая иммунная система — это основа здоровья и жизненной активности. С другой стороны, ослабленный иммунитет оказывает прямо противоположное воздействие на организм, повышая восприимчивость к заболеваниям, инфекциям и злокачественным образованиям.

Нарушения иммунной системы можно разделить на три категории:

● Иммунодефицитные или иммунокомпрометированные состояния — это условия, при которых организм утрачивает способность бороться с инфекциями. Они наступают, когда бездействуют один и более компонентов иммунной системы. Например, гуморальный иммунодефицит наблюдается при отсутствии функций В- и Т-лимфоцитов, недостаточности системы комплемента, дефиците гранулоцитов или дисфункции селезенки.

• В большинстве случаев иммунодефициты приобретаются по причине внешних факторов, таких как неполноценное питание, старение, прием определенных медицинских препаратов, химиотерапия, отравление тяжелыми металлами, отравление ртутью, алкоголизм, курение или ВИЧ-инфекция, [103] которые называются вторичными иммунодефицитами. Некоторые люди рождаются с нарушениями иммунной системы, и в этом случае говорят о первичном иммунодефиците. Неизвестно, какие именно гены отвечают за развитие этого состояния. Иммунодефициты повышают восприимчивость к патогенам и снижают эффективность иммунологического надзора против опухолевых клеток. [104]

• С возрастом способность организма выдавать иммунный ответ снижается, и это явление называется старением иммунной системы. [105] В первую очередь оно поражает адаптивный иммунитет, а не врожденный, и мешает производству Т-лимфоцитов, которые распознают патогены. [106] Также наблюдается снижение цитотоксичности естественных киллеров, объемов производства В-лимфоцитов и общего количества фагоцитов. [107, 108] Утрачивается способность развивать долгосрочную иммунологическую память в том числе посредством вакцинации. [109] Возрастной иммунодефицит возникает у всех живых существ и выступает в качестве ключевого фактора смертности и развития патологий. Однако этот процесс, скорее, связан с биологическим, а не хронологическим старением. [110] Постоянное воздействие патогенов и вирусов ускоряет старение иммунитета. [111]

● Аутоиммунная реакция — это иммунная реакция организма на собственные здоровые клетки и ткани. Иммунная система утрачивает способность проводить различия между своими и чужими структурами и в результате атакует хозяина. Состояния, которые провоцируют такую реакцию, называются аутоиммунными заболеваниями. К ним относятся целиакия, сахарный диабет первого типа, тиреоидит Хашимото, болезнь Грейвса, ревматоидный артрит и рассеянный склероз (РС).

• Аутоиммунные заболевания возникают по вине множества механизмов. К ним относятся несогласованная активность Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов, что приводит к возникновению аутореактивных В-лимфоцитов [112] и инфекций, способных уйти от Т-лимфоцитов. Так появляются суперантигены, которые активируют В- и Т-клетки. Чужеродный антиген может иметь сходство с антигенами хозяина, и в этом случае антитела атакуют некоторые антигены организма, усугубляя иммунную реакцию. Нарушение апоптоза в дендритных клетках неправильно активирует лимфоциты и приводит к снижению толерантности «к своему». [113] Генетические аномалии в Т-лимфоцитах, иммуноглобулинах и MCH-комплексах связывают с факторами риска развития аутоиммунных реакций.