Полина Лосева - Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться

Клетки врожденного иммунитета (гранулоциты и макрофаги) действуют, как отряд полицейских – с одной ориентировкой на всех. Те, кого нет в их черном списке, по умолчанию считаются друзьями. Такая система хорошо работает против регулярных набегов привычных бактерий, но оказывается бесполезна против незнакомых паразитов, ядов или опухоли – группы клеток, которые отличаются от соседей лишь несколькими мутантными белками.

Поэтому позвоночные животные завели себе еще один вид внутренних войск – Т- и В-лимфоциты, которые вместе отвечают за приобретенный иммунитет. Они ведут себя строго противоположным образом: реагируют на незнакомые молекулы и игнорируют привычные антигены. При этом у каждой клетки приобретенного иммунитета есть собственная ориентировка: она способна распознать только один антиген или похожие на него молекулы. Все остальные молекулы, в том числе и образы патогенности, сами по себе на нее не действуют. Но лимфоцитов в иммунных войсках столько, что среди них найдутся специалисты по любому антигену, который попадет в организм, и даже по таким молекулам, которых вовсе нет в природе.

Почему в таком случае лимфоциты не реагируют на антигены своего собственного организма? Дело в том, что они проходят суровый отбор. На первом этапе в специальных кроветворных органах – тимусе (вилочковой железе) для Т-клеток и красном костном мозге для В-клеток – образуется множество клеток-новичков. Каждый юный лимфоцит перестраивает гены, кодирующие его белок-рецептор, уникальным образом. В результате получаются миллионы клеток, каждая из которых умеет распознавать какую-то случайную молекулу.

Следующий шаг – убить всех потенциально опасных бойцов. Для этого специальные клетки в тимусе и красном костном мозге производят самые разные белки, которые закодированы в их генах, и показывают их юным лимфоцитам. Те, кто отреагировал и распознал эти белки, погибают, а все остальные созревают и становятся профессиональными воинами.

Эта система отбора довольно расточительна – иммунное войско лишается почти 90 % своего изначального состава. Взамен оно приобретает важное свойство: толерантность к антигенам собственного организма. Если этот механизм по каким-то причинам не работает, у человека развиваются аутоиммунные болезни – такие, например, как рассеянный склероз (атака на миелиновые оболочки нейронов) или системная красная волчанка (атака на молекулы ДНК в крови).

Выпустившись из военных академий, лимфоциты-специалисты расходятся по тканям и органам. Дальнейшая тактика боя зависит от типа лимфоцита. Т- и В-клетки стреляют по разным мишеням. В-клетка реагирует на отдельные антигены, которые встречает в тканях, и в ответ выделяет антитела, молекулы о двух концах. Одним они связываются с антигеном, чтобы удержать молекулу и нейтрализовать ее, если это, например, бактериальный яд. Противоположный конец служит как черная метка для клеток врожденного иммунитета. Они могут за него ухватиться и проглотить пару "антиген – антитело", если она плавает сама по себе. Если же антитела налипли на поверхность бактерии или червя – это прямой сигнал для атаки.

Т-клетка действует иначе. Она тоже распознает один-единственный антиген, но не в растворе, а на поверхности других клеток. Мембраны всех клеток организма несут на себе специальные белки – главный комплекс гистосовместимости (major histocompatibility complex, МНС). Они работают как декларация о собственности: с их помощью клетка выставляет на поверхность фрагменты всех своих белков. А Т-лимфоцит, подойдя снаружи, может увидеть, что у клетки внутри: не спрятался ли там вирус и не образовались ли там мутантные белки, которые могут превратить клетку в опухолевую. Если на поверхности клетки Т-лимфоцит замечает подозрительные белки, то плотно прилипает к жертве, проделывает в ее мембране дыру и сквозь нее впрыскивает вещества, которые вызывают апоптоз, то есть заставляют клетку покончить с собой.

Несмотря на то что и Т-, и В-клетки приучены не обращать внимания на другие клетки организма, с возрастом расстановка сил меняется. Когда их обучали, их тренировали на здоровых белках, однако в стареющих тканях появляются мутантные клетки. Они не всегда превращаются в опухоли, но то и дело производят сломанные или неправильно собранные белки. А поскольку для приобретенного иммунитета "незнакомец" означает "враг", то незадачливые клетки могут оказаться под прицелом.