Однако не все так плохо. Оказалось, что регулярная физическая нагрузка способна отсрочить не только физическую, но и иммунологическую дряхлость. Иммунный профиль людей, регулярно занимающихся спортом и ведущих активный образ жизни, по многим параметрам выглядит лет на 10–20 моложе, чем у их малоподвижных сверстников.
Контроль веса также положительно влияет на иммунное здоровье. В последние десятилетия стал ясно, что жировая ткань вовсе не является пассивным депо для хранения питательных веществ, как считалось раньше. Она весьма активно синтезирует целый ряд биологически активных веществ, в том числе и некоторые цитокины. Ожирение, кроме всего прочего, ведет к тому, что в организме развивается картина, похожая на хроническое воспаление, что крайне неполезно с точки зрения противостояния инфекциям и злокачественным опухолям.
Чудо-таблеток для укрепления иммунитета не существует, но большинство рекомендаций по здоровому образу жизни – достаточный сон, разнообразное, но не чрезмерное питание, физическая активность – позволяют на несколько десятилетий отдалить неизбежное старение иммунитета. А мало ли какие прорывы в медицинской и биологической науке могут произойти за эти десятилетия… Так что берегите иммунитет смолоду – он вам еще пригодится!
ЗаключениеДень в истории
6 июля 1885 года. В этот день девятилетний Жозеф Мейстер, искусанный больной собакой, получил первую дозу вакцины против бешенства в лаборатории Луи Пастера. Никакая наука не появляется на свет за один день, но если уж ежегодно праздновать выделение из общего корпуса «наук о живом» дисциплины, изучающей защитные силы нашего организма, то эта дата подходит лучше всего.
Трогательная подробность: мальчик, конечно же, боялся уколов, а их предстояло много, но его согласия удалось добиться, разрешив ему сколько угодно играть с кроликами и мышами из лабораторного вивария. Следующие несколько недель Жозеф провел, забавляясь с лабораторными зверьками и получая инъекции препарата из мозга кроликов, зараженных бешенством. Ребенок, вероятно, не вполне осознавал грозящую ему опасность, но о ней не мог не думать Пастер. Великий ученый малодушно сбежал из Парижа, оставив Жозефа под опекой доктора Гранше. Пастер верил в свою вакцину… и все-таки не был уверен в ней до конца, ведь ее еще никогда не испытывали на людях. Он боялся, что мальчик умрет, но Жозеф Мейстер выжил и стал первым человеком, спасенным от бешенства своевременной вакцинацией.
Когда мы смотрим на это событие с позиции сегодняшнего знания, нам трудно в полной мере оценить поразительное научное везение, которое сопутствовало великому инфекционисту в его борьбе со смертельным недугом. Пастер не имел ни малейшего представления о природе возбудителя бешенства, кроме того, что он очень мал. Вирусы будут открыты десятилетие спустя, а до описания молекулярных механизмов, благодаря которым они поражают клетки, оставалось еще почти 100 лет. Ученый полагал, что его «тренированный вирус» из мозга кроликов угнетает своего дикого собрата, подобно тому как плесень угнетает культуру бактерий в чашке Петри. Он ошибался, что неудивительно, ведь до открытия антител оставалось еще несколько лет.
Сегодня мы знаем, что, хотя вакцинация способна предотвратить развитие множества страшных болезней, лишь немногие из них она способна вылечить. Прививка, сделанная после заражения, как правило, бесполезна. Бешенство в этом смысле в ряду вирусных инфекций является скорее исключением, чем правилом. Можно сказать, что Пастеру просто повезло, но не будем забывать о годах напряженного научного труда, предшествовавших этому везению.
Труда не только упорного, но и смертельно опасного! До того как стало известно, что вирусом бешенства можно заражать безобидных кроликов, сотрудники Пастера работали с бешеными собаками. В виварий они приходили с заряженным револьвером, и пуля в нем предназначалась не для животного. Зная, какие муки ожидают того, кто будет укушен или порежется при вскрытии бешеного животного, друзья договорились пустить раненому пулю в голову и оставить пистолет рядом с мертвым телом, чтобы имитировать самоубийство. К счастью, к этой крайней мере прибегать не пришлось.
В истории науки изучение какого-либо объекта или явления, как правило, предшествует его практическому использованию. Десятилетия невидимой миру исследовательской работы предваряют появление новых технологий. С иммунологией все вышло с точностью до наоборот. Потребовалось столетие напряженных исследований, чтобы объяснить поразительные эффекты, обнаруженные великими естествоиспытателями конца XIX – начала XX века. И до сих пор некоторые из этих эффектов не имеют полноценного научного обоснования, хотя активно применяются в медицинской практике. Иммунология при своем рождении получила поразительно щедрый аванс и отработала его сполна. Сегодня наука о защитных силах нашего организма – одна из наиболее динамично развивающихся дисциплин. Более десятка Нобелевских премий по физиологии и медицине вручено за открытия, так или иначе связанные с иммунологией. Ее достижения изменили не только медицину, но и фундаментальную науку. Иммунологические методы позволили совершить множество открытий в самых разных областях молекулярной и клеточной биологии, и начало всему этому научному изобилию было положено в июле 1885 года, когда заплаканная женщина и испуганный забинтованный мальчик поднялись по ступенькам парижской Эколь Нормаль в лабораторию Луи Пастера.
Приложение
Клетки и неклеточные формы жизни
Элементарной самодостаточной единицей живого являются клетки. В контексте данной книги нас будут интересовать два основных типа клеток – эукариотические (ядерные) и прокариотические (безъядерные).
Все многоклеточные организмы, включая как самого человека, так и некоторых его паразитов (например, гельминтов), состоят из эукариотических клеток. Все бактерии – прокариоты. И прокариотические, и эукариотические клетки имеют общий план строения и состоят из плазматической мембраны, отделяющей клетку от внешнего мира, и цитоплазмы – внутренней среды, в которой происходят разнообразные биохимические реакции и молекулярные превращения. В цитоплазме присутствуют сложные структуры – органеллы, обеспечивающие выполнение тех или иных функций. Мембрана, определяющая границы клетки, представляет собой двойной слой липидов, в котором «заякориваются» многочисленные мембранные белки.
Основным видимым различием между прокариотическими и эукариотическими клетками является наличие/отсутствие ядра, которое у эукариот отвечает за хранение генетической информации. Кроме того, эти два типа клеток различаются размерами. Клетки человека в несколько раз крупнее клеток бактерий. Одна иммунная клетка – макрофаг – больше десятка вместе взятых бактериальных клеток. В то же время относительно простое строение и небольшой размер позволяют бактериальным клеткам размножаться куда быстрее, чем это могут делать клетки эукариот.
Клетки имеют сложное химическое строение. Два основных класса биомолекул, которые обеспечивают химическое своеобразие живых организмов, – белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). Эти соединения являются полимерами – длинными линейными молекулами, состоящими из повторяющихся элементов – мономеров. Мономерами белков являются аминокислоты, мономерами нуклеиновых кислот – нуклеотиды.
Белки отвечают за все те сложные функции клеток, которые мы привыкли ассоциировать с самим понятием «жизнь». Благодаря белкам и их взаимодействиям клетка питается, растет, двигается, размножается. В живой клетке в каждый момент времени присутствуют тысячи различных белков, обеспечивающих ее жизнедеятельность. У этих замечательных молекул имеется, однако же, один неустранимый недостаток: белки не способны к самовоспроизведению – обязательному атрибуту живого. Эту функцию – хранение и воспроизведение генетической информации берут на себя нуклеиновые кислоты. И ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), и РНК (рибонуклеиновая кислота) способны записывать «рецепты» для синтеза различных белков в виде последовательности нуклеотидов. Каждый такой «рецепт» мы называем геном. Как опечатка в рецепте может радикально изменить вид и вкус итогового блюда, так изменения генов (мутации) приводят к изменениям в белках, которые они кодируют.
Наборы белков в клетках прокариот и эукариот сильно различаются, что делает возможным существование антибиотиков – лекарств, блокирующих определенные бактериальные белки, но при этом (почти) не влияющих на наши собственные.
Общая схема реализации генетической информации в клетках человека выглядит так: ДНК→РНК→БЕЛОК. Эта схема, предложенная для описания основ клеточной жизнедеятельности в середине XX века, с легкой руки великого ученого Френсиса Крика получила название «центральная догма молекулярной биологии». Дальнейшие исследования обнаружили отдельные отступления от этой догмы (например, у ретровирусов, способных синтезировать ДНК на основе РНК). В целом же клеточный мир удивительно единообразен и догматичен в следовании этому принципу.
Единственное важным уточнением к центральной догме молекулярной биологии было осознание того факта, что далеко не все РНК кодируют белки. Многие из них выполняют в клетках другие важные функции (например, транспортные РНК и рибосомальные РНК, необходимые для синтеза белков на специальных молекулярных машинах – рибосомах). Таким образом, уточняя сказанное выше, гены в клетке можно разделить на две группы: кодирующие белки и кодирующие функциональные РНК. Однако к мутациям чувствительны и те и другие.
ДНК стабильнее, чем РНК, поэтому во всех клетках именно она отвечает за долговременное хранение генетической информации. Однако среди вирусов встречаются и те, у которых эту функцию выполняет РНК. К таким РНК-вирусам относятся, например, печально известные коронавирусы.