Записи с меткой «Бактерии»

Пришельцы внутри нас

Если рассматривать человека как совокупности отдельных клеток, то у него имеется примерно 50 трлн собственных клеток. Кроме того, в каждом из нас заключено еще 450 трлн «чужих» клеток. Это – бактерии, для которых наш организм является своеобразной средой обитания.

Основными местами их обитания являются: желудочно–кишечный тракт (ротовая полость, желудок, тонкая кишка, толстая кишка), кожа, дыхательные пути, урогенитальная система. Но основная масса разнообразных микроорганизмов обитает в органах пищеварительной системы. «Пришельцам» принадлежат 90% клеток в теле человека, которые помогают его иммунной и пищеварительной системам.

Микробиом – это совокупность всех микробных генов, оказывающих влияние на среду, в которой они существуют (ранее называлось микрофлорой кишечника). Посмотрим, какую функцию в организме «хозяина» выполняют микробы. Например, в геноме человека большинство генов, кодирующих (создающих) нужные ферменты – отсутствует. Каждый человек обладает индивидуальным набором микробов, который зависит от того, где человек живет, диеты и массы других факторов.

Гены бактерий пищеварительного тракта отвечают за усвоение определённых белков, жиров и углеводов. Они помогают нам усваивать полезные вещества из овощей и фруктов. Так, геном Васteroides thetaiotaomicron содержит гены более 260 ферментов, расщепляющих компоненты тканей растений до глюкозы и других легко усваиваемых сахаров.

В кишечнике человека сосредоточено более 70 % иммунных клеток. Главной функцией иммунной системы кишечника является защита от проникновения бактерий в кровь. Вторая функция – устранение патогенов (болезнетворных бактерий). Это обеспечивают два механизма: врождённый (наследуется ребёнком от матери, люди с рождения имеют в крови антитела) и приобретённый иммунитет (появляется после попадания в кровь чужеродных белков, например, после перенесения инфекционного заболевания). Возможно, то, что маленькие дети все игрушки изучают, беря в рот, тоже способствует приобретению иммунитета.

Также, микрофлора кишечника вырабатывает множество антимикробных веществ, которые угнетают размножение и рост патогенных бактерий. При дисбиотических (нарушение микрофлоры) нарушениях в кишечнике наблюдается избыточный рост патогенных микробов, и общее снижение иммунной защиты организма. Нормальная микрофлора кишечника играет особенно важную роль в жизни организма новорождённых и детей.

Обычно мы получаем свою микрофлору в первые моменты жизни – при прохождении через родовые пути и с материнским молоком. Затем микробы начинают поставлять родственники и окружающие – через воздух, воду, телесные контакты, грудное молоко. И так до конца жизни – к нам присоединяются целые колонии микроорганизмов.

Учёные выяснили, что быть стерильным очень вредно для здоровья. О важности «пришельцев» свидетельствует тот факт, что свободные от микрофлоры животные – гнотобиоты, получаемые путём кесаревого сечения матери и искусственным вскармливанием в стерильных условиях, страдают от многих заболеваний, они должны больше есть, чем нормальные животные, для поддержания своего веса.

Наблюдается нарушение микробиомного равновесия среди детей, появившихся на свет с помощью кесарева сечения (в Китае это почти 75%, в США – почти треть от всех младенцев). У таких детей отсутствуют жизненно важные микробы, получаемые из организма матери.

Учёные обнаружили, что микрофлору почти всех людей можно разделить на три основных типа по доминирующим видам бактерий (энтеротип). Они различаются по относительной эффективности переработки пищи, синтеза витаминов и другим показателям. Энтеротип зависит от диеты, он разный для мясоедов и вегетарианцев. При временной смене диеты энтеротип – остаётся постоянным, чтобы его сменить, требуется длительное время (больше года). Может быть, именно наши «пришельцы» определяют наши вкусы?

Врачи осваивают новый вид трансплантации. При ряде воспалительных заболеваний кишечника можно помочь пациенту, проведя трансплантацию фекальных масс от здорового человека. Появлялись сообщения о том, что такая процедура помогает при рассеянном склерозе, обусловленном расстройством иммунной системы.

В течение жизни человека у него меняется видовой состав микробиома. Набор микробов также может измениться, если принимать антибиотики, которые убивают вызывающие инфекцию микробы, а вместе с ними и другие кишечные бактерии.

Ранее считали причиной язвы желудка Helicobacter pylori, теперь выяснилось, что она препятствует перееданию. Геном этой бактерии принимает участие в регуляции уровня грелина – гормона, ответственного за чувство голода. Если еще полвека назад Helicobacter pylori обитала в желудках большинства жителей США, то сейчас, у поколения, активно лечащегося антибиотиками, её обнаруживают лишь у 6% детей.

Врачи предполагают, что с уничтожением микрофлоры может быть связано повальное ожирение, что охватило цивилизованный мир. Исчезает и ещё более важная бактерия – Bacteroides fragilis, обитающая в кишечнике 70-80% людей, которая помогает поддерживать равновесие в иммунной системе.

Сегодня можно утверждать, что взаимодействие микроорганизмов с их хозяевами – такой же параметр среды, как температура, содержание кислорода и т. д. И во взаимодействии с этим чрезвычайно разнообразным и динамичным фактором ведущую роль играет иммунная система, названная Э. Блалоком «шестым органом чувств».

Поскольку наши иммунокомпетентные клетки находятся в постоянном диалоге с бактериями и вирусами, их реакция на бактериальные и вирусные раздражители влияет на обмен веществ целого организма и на механизмы нейроэндокринной регуляции. И, в конечном итоге, – на наше умонастроение и поведение.

Биология бактерий требует смерти и перерождения, это совпадает с выбросом и поглощением квантовой энергии, так устроены процессы квантовой телепортации митохондрий для производства энергии.
Возможно, что «Хроники Акаши» доступны именно митохондриям. У них имеется способность «видеть» все возможности (в том числе и в обратном движении во времени), а мы лишь ловим кусочки сообщений 10 триллионов бактерий. Они передают нам сообщения с помощью «блуждающего» нерва. Возможно, мысли, образы, случайные движения, привычные импульсы – влияние, результат работы этих живых организмов?

С миру по нитке и получилась статья.

Зри в корень

Краткое изложение статьи «Оптика: микроскопическая и вирусная» (Brusek Kodłuch).

Зри в корень – это означает найти суть, то есть предназначение любого предмета, события, явления.

Если, отсутствует понимание предназначения, то отсутствует возможность понять смысл действия и последствий действия этого предмета, события, явления.

«Сколько ангелов может танцевать на булавочной головке?» — фраза, которая приводится как пример безсмысленного спора, обсуждающего малозначимые детали. В других вариантах фразы ангелы могут «сидеть» «на кончике иглы». В статье, попробуем ответить на вопрос: «Сколько вирусов находится на острие булавки?»

Напомню вам основные знания о микроскопах и возможности увидеть микроорганизмы с их помощью.
Разрешающая способность среднего человеческого глаза составляет около 0,2 мм (0,176 мм) на расстояние острого «ближнего» зрения, то есть примерно на 25 см.
В среднем человек способен различить два элемента, отстоящие друг от друга на 1,75 мм, с расстояния 6 метров.
Стандартная лупа имеет двукратное увеличение (2x), что соответствует фокусному расстоянию 25 см, что даёт нам увеличение, равное 4 диоптриям. Оптимальная острота зрения человека на близком расстоянии составляет 25 см. Если уменьшить фокусное расстояние, то мы выйдем за диапазон 10 — 25 см, а изображение просто пропадёт. Для большего увеличения лупы следует использовать двухлинзовую систему, как бы отодвигающее видимое изображение, создаваемое лупой, так, чтобы оно находилось в поле нашего зрения.
Часовщики чаще всего используют лупы с увеличением от 3,5 до 7 крат.

Увеличение более 6 крат можно получить только с трёхлинзовыми системами. «Тройка» представляет собой систему вогнутых и выпуклых линз, либо склеенных канадским бальзамом, либо отстоящих друг от друга на соответствующем расстоянии. Такие линзы бывают выпуклыми и вогнутыми, и должны изготавливаться из разных и чётко определённых типов стёкол, различающихся по показателю преломления, для компенсации сферической и хроматической аберрации.
Тройную лупу, с максимально возможным увеличением 30Х, изобрёл, рассчитал и сконструировал Чарльз Шелдон Гастингс. Нынешние ювелирные лупы обычно представляют собой «тройки». Но даже с «тройной» лупой мы можем получить максимум «30-кратное» увеличение. Другими словами, при хорошем человеческом зрении мы можем видеть пять линий на линейке, между штрихами, обозначающими расстояние 1 мм (разрешение 0,2 мм).

С помощью лупы с увеличением «5 х» мы в состоянии различить 25 таких расстояний между линиями, отмечающими расстояние в 1 мм, то есть увидеть что-то большее или равное 0,04 мм.
Следовательно, с помощью «тройной» лупы с увеличением «30 х» мы можем видеть элементы размером 0,00666 мм = 6,67 мкм (микрометры).
Это предел увеличения с увеличительным стеклом. Чтобы добиться большего увеличения, нам нужно использовать дополнительную систему линз, чтобы отодвинуть видимое изображение от нашего глаза на расстояние «хорошего зрения». Нам предстоит построить микроскоп, добавив к лупе-объективу дополнительный «окуляр».

Наибольшее увеличение, которое было получено в 1958 году, составляло 1000 раз. Википедия пишет: «Современные оптические микроскопы позволяют достичь увеличения в 1500 раз». Оптический микроскоп в видимом свете позволял различать структуры с расстоянием между элементами до 0,20 мкм (200 нанометров).

Так было до создания в 2006 году наноскопического микроскопа (оптического наноскопа), который позволяет наблюдать объекты размером около 10 нм (и даже меньше), получать при этом качественные трёхмерные изображения объектов. Ведутся работы по получению кристаллов нитрида бора с гексагональной решёткой (hBN) из изотопов бора чистотой 99%.

У рядовых учёных отсутствует возможность использовать оптические микроскопы с увеличением 1500 раз и «наноскопы». Для нас важна информация о том, что в оптическом микроскопе можно получить максимальное увеличение, позволяющее «различать структуры с расстоянием между элементами до 0,20 мкм = 0,0002 мм = 200 нм».
Это связано с законами оптики!

Типовые микроскопы «для биологов» или для кристаллографических работ обычно имеют объективы с увеличением: 4х, 10х, 100х; и очки с увеличением до 10х. Наиболее часто выбираемый комплект, это объектив и окуляр, дающий общее увеличение 50 — 200 х. Теоретически увеличение 1000 х (например, объектив 100 х и окуляр 10 х) возможно, хотя сложно и требует от пользователя большого опыта, из-за очень малой глубины резкости и сложности освещения образца, почти касающегося объектива.

В каталогах микроскопов хороших фирм указано «максимальное расстояние между образцом и объективом микроскопа». В микроскопах хорошего качества она составляет не более 5-6,5 мм. Речь идёт о современных микроскопах «для профессионалов», цена которых начинается от 4000 евро за штуку. Микроскопы, используемые в лабораториях контроля качества, чаще всего имеют общее увеличение, менее 100 крат.

Из-за проблем с освещением испытуемого образца и получением достаточной резкости для «промышленно-лабораторных» целей чаще всего используют увеличения порядка 40-70 крат.
Переведем эти увеличения «умноженные на число» в микроны и вернёмся к количеству наших рисок, нанесённых на расстоянии, равном 1 мм.
1 мм = 1000 микрометров (1000 мкм) = 1 000 000 нанометров (миллион нанометров)

Разрешение типичного человеческого зрения на расстоянии хорошего зрения (25 см) — 0,2 мм = 200 микрометров (мкм).
5-кратное увеличение (хорошая лупа) — 0,04 мм = 40 микрометров (мкм)
30-кратное увеличение (максимальное увеличение триплетной лупы) — 0,00666 мм = 6,67 мкм (микрометры = мкм).
100-кратное увеличение (приличный микроскоп) — 0,002 мм (2 микрометра = 2 мкм = 2 микрометра = 2000 нанометров).
Увеличение 1000x (очень хороший микроскоп высшего уровня) — 0,0002 мм (0,2 микрометра = 0,2 мкм = 0,2 микрона = 200 нанометров).
1500-кратное увеличение (Википедия) — 0,000133 мм = 0,1333 мкм = 133 нм
Оптический микроскоп «Наноскоп» – увеличение 20 000 раз — 0,01 мкм = 10 нанометров.

Сравним это с величиной бактерий и вирусов. Википедия: «Бактерии чаще всего одноклеточные (хотя встречаются и примитивные многоклеточные формы), часто образуют колонии… Размер бактериальных клеток колеблется от 0,175 мкм у Mycoplasma до 750 мкм у Thiomargarita namibiensis. Они могут иметь разную форму, например, шаровидную, стержневидную или спиралевидную. Часть бактерий могут объединяться друг с другом, образуя рыхлые характерные пространственные системы (например, пакеты, стрептококки, трихомы)».

Как видите, отсутствует возможность увидеть в микроскоп с увеличением 1000X «маленькие бактерии» размером от 0,2 до 0,175 микрометра. Чтобы увидеть «крупные бактерии», размером 750 микрон = 0,75 мм, нам понадобится всего лишь обычная лупа с увеличением от 3 до 5 раз!

Википедия: «Вирусы, важные с медицинской точки зрения, обычно имеют размер от 18 нм (нанометры) (классифицируются как малые – парвовирусы) до 300 нм (классифицируются как крупные – вирусы оспы). Вирусы, как правило, меньше, чем бактерии, и подавляющее большинство из них проходит через микробные фильтры, которые улавливают бактерии. Один из крупнейших известных вирусов, мимивирус, имеет диаметр 400 нм, а самые мелкие бактерии (Mycoplasma, Ralstonia pickettii) имеют длину всего 200–300 нм. Обнаруженный в вечной мерзлоте Pithovirus sibericum достигает 1,5 мкм в длину.

Бактериофаги можно разделить на:
— содержащие двухцепочную ДНК — самая многочисленная группа бактериофагов со смешанным строением, многогранной головкой размером 100 нм и с хвостом.
— содержащие одноцепочную ДНК – например, полиэдрические или спиральные размером 27 нм,
— содержащие РНК – 20, размером 25 нм».

Напомню, что Википедия говорит, что наибольшее увеличение оптического микроскопа в настоящее время имеет разрешение 200 нм (0,2 мкм), а
большинство вирусов имеют длину от 25 до 200 нм.

Как видите, отсутствует возможность увидеть в оптический микроскоп, при увеличении 1500х, с максимальным разрешением 0,000133 мм = 0, 1333 мкм = 133 нм «мелкие бактерии», а уж тем более «мелкие вирусы» (бактериофаги).

Якобы «известный» вирус гриппа (Covid-19) имеет диаметр ядра около 85 нм, с шипами 20 нм. Если это так, максимальный сквозной размер составляет 125 нанометров. Ниже разрешения микроскопа с увеличением 1500 х.

Рассмотрим «видимость» компонентов крови. Википедия: «Эритроциты были впервые обнаружены и точно описаны как круглые клетки, уплощенные в центре, Антоном ван Левенгуком в 17 веке.
Нормальный эритроцит млекопитающих представляет собой округлую двояковогнутую клетку. Размер варьируется, в зависимости от животного, от 2 до 9 мкм (у человека он имеет диаметр 6–7 мкм). Тромбоциты – это дискообразные структуры, более мелкие, чем другие клеточные компоненты крови, размером около 1-2 мкм.

Мы можем увидеть тромбоциты и эритроциты только в микроскоп с увеличением в 100 раз (2 микрометра). Отсюда понятно, что у Антони ван Левенгука в 1686 году, отсутствовала возможность увидеть бактерии, а тем более красные кровяные тельца.

Более мелки частички мы можем увидеть в «электронный микроскоп».
Википедия: «В электронном микроскопе для получения изображения используется электронный луч. Он позволяет изучать строение вещества на атомарном уровне. Чем больше энергия электронов, тем короче их длина волны и тем больше разрешающая способность микроскопа.
Образец находится в вакууме и чаще всего покрыт металлической пленкой. Электронный пучок проходит по тестируемому объекту и попадает на детекторы. На основе измеренных сигналов электронные устройства воссоздают изображение испытуемого образца. Первый электронный микроскоп был сконструирован в 1931 году.

В электронном микроскопе, чтобы отобразить на экране изображение «чего-то очень маленького», мы бомбардируем образец «энергетическими частицами», исследования проводятся в высоком вакууме. «Электронные» микроскопы идеально подходят для просмотра структур «мертвой материи», таких как кристаллы, частицы горных пород, качество сварки и т. д.

В электронном микроскопе отсутствует возможность увидеть что-нибудь живое (клетку крови, бактерию), «полуживое» или «вирус». Это можно сравнить с тем, что мы хотим узнать, как устроен дом, который находится в полной темноте, довольно далеко от нас. Теоретически, мы можем представить конструкцию, обстреляв его артиллерийскими снарядами и засняв его издалека. В результате мы увидим взрывы, и, просматривая фильм кадр за кадром, можем прийти к разным гипотезам о его строении и материалах, из которых он был сделан. То есть электроны оказывают разрушительное воздействие на биологические объекты.

Кроме того, главный минус электронной микроскопии – требование работы в полном вакууме, ведь наличие какого-либо газа внутри камеры микроскопа может существенно исказить результаты.
При прохождении электронов через образец, одни из них рассеиваются из-за столкновений с ядрами атомов образца, другие, из-за столкновений с электронами атомов, а третьи проходят сквозь него. Кроме того, испускаются вторичные электроны, индуцируется рентгеновское излучение и т.п. Все эти процессы регистрируются специальными детекторами и в преобразованном виде выводятся на экран, создавая увеличенную картинку изучаемого объекта.

Главная задача при подготовке образцов – получить достаточно тонкие образцы с минимальными повреждениями структуры в процессе подготовки.
Для подготовки образцов может использоваться химическое травление,
ионное травление, абразивная полировка. Полировка должна быть тщательной для получения постоянной толщины образца.
Как правило, ионное травление применяется в качестве финальной обработки после механической или химической предварительной обработки. Производится распылением поверхности образца бомбардировкой ускоренными ионами, обычно ионами аргона.

Метод реплик – заключается в получении слепка изучаемой поверхности нанесением плёнки другого материала, с последующим удалением материала образца. Просвечиванию подвергается полученный слепок. Широко применялся в ранних исследованиях, так как относительно прост, в отличие от других методов подготовки образцов.

Из всего выше сказанного, можно сделать вывод, что мы «видим» образец в электронный микроскоп – условно, то есть считаем, что он такой, как мы думаем. Что там на самом деле – только богу известно.

Продолжение в следующей статье.

Иммунная система на пальцах

Случайно наткнулся на статью об иммунной системе. Это перевод книги, изданной на английском языке.
Автор кратко и понятно объяснил основные механизмы и принципы работы иммунной системы.
В этой статье я постарался, сократить объём (было 50 страниц) и изложить основное, самое важное.

Термины

Патоген — это микроорганизм, который способен вызвать болезнь.

Вирусы — очень маленькие патогены (гораздо меньше клеток).
Многие учёные считают, что вирусы существуют на границе живого и неживого. Некоторые считают их механизмами. Учёные определили, что вирусы могут размножаться только в клетках. Отсюда можно сделать вывод, что их создают искусственно в лабораториях и распространяют среди людей и животных. Есть несколько разных мнений, кто это делает. Одни считают, что это дело рук спецслужб, другие обвиняют фармакологические компании, третьи – инопланетян. «Ищи, кому это выгодно», скорее всего, фармакологические компании разрабатывают вирус и вакцины против него, а спецслужбы – распространяют вирус.

Аденовирус. Насморк, красные глаза, температура

Цель вируса — проникнуть внутрь клетки, преодолев все защитные барьеры, и наладить там производство самого себя, используя материалы клетки. Обычно клетка потом погибает.

Бактерии чаще всего представляют собой одноклеточные организмы. Они гораздо больше вирусов и обычно живут вне клеток человеческого организма (хотя некоторые могут забираться и внутрь).

Стрептококки оккупировали миндалины. Боль в горле и так далее.

В организме человека бактерии поглощают полезные вещества (например, железо). Бактерии часто убивают наши клетки. Кроме того, они выделяют токсины, как побочный продукт своей жизнедеятельности.

Вирусы гораздо меньше бактерий и во много раз меньше эритроцита.

Краткий обзор иммунной системы нашего организма

В левом верхнем углу бактерия проникает через небольшую ранку в коже.

Для начала она имеет дело с врождённой иммунной системой (innate system).

Врождённая иммунная система реагирует быстро, но ей нужна помощь, чтобы справиться с некоторыми патогенами.
Адаптивная иммунная система реагирует медленно, но зато способна справиться практически с любым противником.
Врождённая иммунная система имеет для борьбы с вредными бактериями и вирусами (все это в левой части рисунка):
Фагоциты (в частности, макрофаги / macrofage, которые умеют кушать бактерии)
Система комплемента / complement (белковые молекулы, которые умеют делать в бактериях дырки)
Натуральные киллеры / NK-cell (лимфоциты, которые умеют впрыскивать в бактерии разрушающие химические вещества)
Пока представим себе, что бактерию обнаружил и скушал макрофаг. Он сразу запускает сигнал тревоги — выбрасывает в окружающее пространство сигнальные белки: цитокины. Они попадают в кровь, и к месту инфекции из крови мигрируют лейкоциты. Бактерий обычно много, а макрофаги могут скушать несколько десятков. Поэтому нужны лейкоциты.
Фагоцит – это довольно большая клетка врождённой иммунной системы, которая поглощает бактерии, плохие клетки и отходы жизнедеятельности. Чем-то напоминает амёбу.

Фагоцит тянется ложноножкой к бактерии

Система комплемента – это сложный комплекс белковых молекул. Он может прикрепляться к бактериям и делать в них дырки.

Натуральный киллер (NK) – это лимфоцит врождённой иммунной системы, который в основном уничтожает клетки, заражённые вирусами.

NK-cell. Цвета для красоты.

Лейкоциты – белые кровяные тельца (нейтрофилы и прочие). Умеют поглощать патогены и создавать ловушки для них.

Капилляр с эритроцитами и лейкоцитами. Да, именно так выглядит кровь больного человека.

Антиген презентующие клетки (APC)
Самый важные из них – дендритные клетки. APC умеют выставлять наружу антигены. Другими словами, APC выставляет наружу пептиды, которые являются кусками вируса или бактерии.
Можно сказать, что APC являются основным связующим звеном между двумя иммунными подсистемами.

 

Антиген презентующая клетка (слева) показывает T-лимфоциту, что у неё есть.

Цитокины – это сигнальные белковые молекулы, с помощью которых информация о воспалении или инфекции распространяется в организме.

 

Интерлейкин 1 (IL-1). Сигнальный белок.

Адаптивная иммунная система

Адаптивная иммунная система (adaptive system) работает гораздо медленнее (и сложнее).

Для начала, антиген презентующие клетки иммунной системы (APC) берут куски патогена и путешествуют в лимфоузлы, где встречаются с
T-лимфоцитами / T-cell. Если T-лимфоциты видят, что кусок патогена является чужеродным, то они превращаются в один из двух видов:
либо в Т-киллеры (cytotoxic T-cell, которые умеют убивать)
либо в Т-хелперы (T-helper cell, которые активируют B-лимфоциты / B-cell).
B-лимфоциты умеют производить огромное количество антител / antibody). Антитела доставляются к месту инфекции и помогают другим клеткам иммунной системы обнаруживать и уничтожать патогены. Процесс выработки антител медленный и концентрация достигает пика через 10–15 дней.
Т-киллеры – это лимфоциты адаптивной иммунной системы, которые также уничтожают больные клетки организма.

Т-киллер уничтожает раковую клетку.

B-лимфоциты – это клетки адаптивной иммунной системы, которые умеют производить антитела. Их производится около 100 миллионов видов, поэтому наш организм может справиться с большинством патогенов.

B-лимфоцит

После перенесённой инфекции часть специфичных к ней B-лимфоцитов надолго остаётся в организме, значительно ускоряя иммунный ответ в случае повторного заражения этой же инфекцией.
Антитела – белковые молекулы, которые синтезируются B-лимфоцитами. Обычно человеческий организм умеет синтезировать 100 миллионов разных антител—это огромное разнообразие необходимо для распознавания постоянно меняющихся вирусов и прочих патогенов.

Наиболее распространённым в организме является иммуноглобулин G. Он умеет прикрепляться к бактериям, вирусам и грибкам.
У нас отсутствует иммунитет к ОРВИ, так как эти вирусы очень быстро мутируют. Организму приходится снова запускать процесс при контакте с новым подвидом вируса.

Слева — основные компоненты врождённой иммунной системы. Справа — адаптивной иммунной системы.

Кратко, как это происходит. Патоген попадает внутрь организма и его атакует врождённая иммунная система (фагоциты, лейкоциты, система комплемента). Информация о патогене попадает в специальные органы (например, лимфоузлы посредством антиген презентующих клеток), где с ней знакомятся клетки адаптивной иммунной системы (T-лимфоциты). Запускается производство антител посредством B-лимфоцитов. Антитела приходят на помощь и значительно упрощают работу врождённой иммунной системе.

Как организм отличает свои клетки от чужих?

Фагоцит путешествует по нашему телу и вступает в контакт с разными бактериями. Одни полезные и нужные, а другие подлежат уничтожению.
Фагоциты стремятся отрастить рецепторы, которые распознают критически важные и специфичные для вредных бактерий молекулы. Бактерии стремятся избавиться от этих специфичных молекул и заменить их чем-то другим, чтобы рецепторы перестали работать.

Фагоцит обнаруживает вредную бактерию.

В данном случае фагоцит успешно распознает маннозу, которая входит в состав гликопротеинов многих бактерий. Бактерии сложно избавиться от этого компонента мембраны, эту бактерию фагоцит уничтожит. У полезных бактерий такой компонент мембраны отсутствует.

Как организм узнает, что у клетки проблемы внутри?

Внутри клетки есть устройства, которые постоянно дробят на мелкие кусочки всё подозрительное. Эти кусочки клетка выставляет наружу через комплекс белковых молекул (MHC). Иммунная система (например, T-киллер) изучают эти куски в поисках антигенов и определяют, клетка больная или здоровая.

Процесс демонстрации клеткой своих внутренностей.

Природа заложила каналы для мониторинга клеток!
Некоторые вирусы умеют блокировать MHC или сильно уменьшать их количество. Натуральные киллеры смотрят, если на поверхности мало MHC, то клетка – больная и её нужно ликвидировать.

Как организм производит такое многообразие антител?

Антиген — любое вещество, которое организм считает чужеродным. Таких веществ множество. Поэтому организму необходимо производить около 100 миллионов разновидностей антител, чтобы уметь распознавать все эти антигены.
Антитела (antibody) в целом похожи, но у них есть часть, которая весьма разнообразна. Собственно, эта часть и умеет распознавать антигены.

Антитело со стабильной частью (серые) и изменяемой частью (красные).

У антител главная задача – прикрепляться к патогенам и сигнализировать клеткам иммунной системы о том, что это можно уничтожать. Кроме того, бактерии, облепленные антителами, теряют подвижность, что облегчает фагоцитам охоту за ними.
Антитела помогают клеткам иммунной системы обнаруживать и уничтожать патогены.

B-лимфоцит обнаруживает бактерию с подходящим антигеном, активируется и начинает со скоростью 2000 штук в секунду производить антитела.

Как распространяется сигнал от места инфекции?

Представьте, что вы лейкоцит и вас носит по капиллярам и артериям с довольно приличной скоростью. И вот где-то на периметре атака бактерий! Ваша задача выйти из капилляра и ринуться на помощь. Как это сделать?

Выход лейкоцитов из крови;

Как только бактерии обнаружены макрофагами, они сигнализируют цитокинами о том, что нужна помощь. Цитокины распространяются во всех направлениях. Когда они достигают капилляра, по которому “плывут” лейкоциты, в стенке капилляра раздвигается и лейкоцит устремляется по цитокиновому следу к месту воспаления.

Как уничтожаются бактерии и клетки

1. Макрофаг обнаруживает бактерию с помощью своих рецепторов или с помощью антител. Он окружает бактерию и поглощает её. Живая бактерия плавает в специальном пузырьке внутри макрофага. Внутри макрофага есть пузырьки с энзимами, они разрушают белки, так что могут разрушить и сам макрофаг. Они хранятся в пузырьках-лизосомах.

Макрофаг сливает вместе пузырёк с бактерией и лизосомой. Энзимы и бактерия оказываются вместе, после чего бактерия разрушается.

2. Сначала антитела прикрепляются к бактерии.
Система комплемента прикрепляется к антителам, которые расположены рядом. Затем белки комплемента перфорируют мембрану и её разрывает.

Система комплемента дырявит мембрану бактерии.

Антитела являются системой наведения для уничтожения бактерий.

Бактерия, облепленная антителами и макрофаг.

3. T-киллеры (клетки адаптивной иммунной системы) прикрепляется к больной клетке. Затем он выбрасывает белок перфорин, который делает в мембране клетки дырку. Потом выбрасывается гранзим, который проникает в клетку и запускает процесс её самоубийства.

Процесс запуска разрушения инфицированной клетки.

Память адаптивной иммунной системы

B-лимфоциты запоминают информацию о перенесённых инфекциях, потом организм реагирует гораздо быстрее.
B-лимфоциты умеют вырабатывать антитела (plasma B-cell), а часть B-лимфоцитов превращается в клетки памяти (memory B-cell). Они имеют на своей поверхности рецепторы, которые распознают данный антиген. Клетки памяти живут долго.

Например, если при первом иммунном ответе приличная концентрация антител достигается через 15 дней, то при повторном скорость в 100 раз больше.

Теперь представьте, что происходит с организмом во время прививки. Укол обходит все первичные защитные блоки. Организм бросает все силы на борьбу с врагом. Организм и иммунная система ослаблены. А вирус изменили, а у Вас отсутствует иммунитет к новому штамму. В организме полно мёртвых клеток, так как на их удаление мало сил, нужно уничтожать нового врага.  

Матери целуют своих детей

У грудных детей плохо работает адаптивная иммунная система, поэтому антитела они получают с молоком матери. (дети которых кормили грудью, меньше болеют).
После поцелуя в организм матери попадают патогены, которые есть у ребёнка. Иммунная система матери реагирует на них, memory B-cells активируются и вырабатывают большое количество нужных антител. Ребёнок сосёт молоко вместе с антителами и успешно борется с патогенами.
Так что, мамы, почаще целуйте своих детей, пока кормите их грудью. Ну и потом тоже можно, правда на здоровье ребёнка это уже вряд ли повлияет.
https://mdubakov.medium.com/immune-system-for-mere-mortals-74de44bdb733

 

Посетители
Архивы