Как работает врождённый иммунитет: первая линия защиты организма

Как работает врождённый иммунитет? Это быстрая, неспецифическая система защиты организма, которая активируется в первые минуты после встречи с инфекцией, ещё до того как более точный адаптивный иммунитет успеет «настроиться» на конкретного врага. Врождённый иммунитет есть у всех позвоночных и у большинства беспозвоночных: он появился в эволюции на сотни миллионов лет раньше, чем антитела.

Клетки-стражи: кто стоит на передовой

Главные действующие лица врождённого иммунитета — фагоциты: нейтрофилы, макрофаги и дендритные клетки. Нейтрофилы составляют около 60% всех лейкоцитов крови и первыми добираются до места инфекции. Они «заглатывают» бактерии и уничтожают их с помощью ферментов и активных форм кислорода; этот процесс называется фагоцитозом. Макрофаги работают медленнее, зато живут дольше и выполняют ещё одну роль: они «показывают» фрагменты уничтоженного патогена клеткам адаптивного иммунитета, запуская следующую волну защиты. Дендритные клетки являются главными «курьерами» иммунной системы: захватив антиген, они мигрируют в лимфатические узлы и передают информацию Т-лимфоцитам.

Распознавание «чужого»: рецепторы-детекторы

Врождённый иммунитет не запоминает конкретных возбудителей, он распознаёт общие молекулярные узоры, характерные для целых классов патогенов. За это отвечают паттерн-распознающие рецепторы. Наиболее изученные из них: toll-подобные рецепторы, открытые в конце 1990-х годов. Они реагируют на липополисахариды бактериальных клеточных стенок, флагеллин (белок жгутиков бактерий), фрагменты вирусной РНК и другие молекулярные «метки» микробной жизни. Как только рецептор распознаёт угрозу, клетка запускает каскад сигналов, приводящий к синтезу воспалительных медиаторов, цитокинов. Именно они вызывают покраснение, жар и отёк в очаге инфекции: это не побочный эффект, а целенаправленная стратегия борьбы.

Воспаление и интерфероны: оружие широкого действия

Цитокины — молекулы-сигналы, которые управляют воспалением. Интерлейкин-1 и фактор некроза опухоли повышают температуру тела: при 38–39 °C большинство бактерий размножаются медленнее, тогда как иммунные клетки работают активнее. Интерфероны первого типа вырабатываются в ответ на вирусы: они блокируют синтез вирусных белков в заражённых клетках и предупреждают соседние клетки об опасности. Именно интерферон-альфа используется в клинической медицине России с 1980-х годов при лечении гепатита В и С. Параллельно активируется система комплемента: каскад из более чем 30 белков плазмы крови, которые могут напрямую разрушать мембраны бактерий и помечать их для фагоцитоза.

Связь с адаптивным иммунитетом и значение для здоровья

Врождённый иммунитет не существует в изоляции. Он формирует «воспалительный контекст», без которого адаптивный иммунитет не может запустить полноценный ответ. Дендритные клетки, активированные через toll-подобные рецепторы, выделяют сигналы, необходимые для созревания Т- и В-лимфоцитов. Понимание этих механизмов изменило подход к разработке вакцин: современные адъюванты (вспомогательные компоненты вакцин) целенаправленно активируют рецепторы врождённого иммунитета, чтобы усилить иммунный ответ. Сбои в работе врождённого иммунитета лежат в основе аутовоспалительных заболеваний, например периодической болезни, которая чаще встречается у народов Кавказа и Средиземноморья. Исследования в этой области ведут несколько российских институтов, в том числе Институт иммунологии в Москве.