ХИМИЧЕСКИЙ ЗАЩИТНЫЙ МЕХАНИЗМ
Тело бактерий построено в основном из тех же химических веществ, что и тела других растений и животных. Поэтому, когда мы говорим, что фагоциты переваривают бактерии, необходимо помнить о сложных химических процессах, происходящих в пищеварительном тракте при переваривании пищи. Поскольку решающую роль в пищеварении играют ферменты, очевидно, что клетки, способные к фагоцитозу, должны либо обладать ими, либо образовывать в своих крошечных телах все необходимые пищеварительные ферменты.
Далее известно, что большинство ферментов строго специфично, то есть каждый действует на совершенно определенную группу веществ. Различные же виды бактерий отличаются друг от друга белками, из которых построено их тело. По-видимому, фагоциты обладают небольшим набором энзимов средней степени специфичности, но могут в дополнение вырабатывать большие количества высоко специфичных энзимов специально для того вида бактерий, на который они в данный момент действуют.
Аутокатализ. Отсюда приходится предположить, что клетка, которая должна переварить белок В, синтезирует для этого внутри себя протеиноВлитический фермент.
Звучит это несколько парадоксально, подобно тому, например, как возможность поднять себя за ушки сапог, и однако это лишь обычный случай аутокатализа.
А разве весь процесс роста и воспроизведения не служит примером того же самого? Один стафилококк, помещенный в раствор нереаги рующих между собой химических веществ, вызывает химические реакции (его собственные метаболические реакции), приводящие к образованию среди множества других веществ также и самих стафилококков.
Белки и ферменты первой бактериальной клетки катализируют образование больших количеств этих же веществ в ее потомках, а с увеличением числа бактерий возрастает и количество катализаторов и все быстрее и быстрее разрастается культура бактерий.
Антитела. При всяком инфицировании в организме скоро появляются химические вещества, способные разрушать проникшие вредоносные бактерии. Эти «антитела» образуются ретикулоэндотелиальными клетками и представляют собой как бы следствие их высокой переваривающей способности. Избыток «антител» выделяется фагоцитами.
Многие химические реакции протекают крайне медленно, ход их можно ускорить добавлением некоторых веществ, не вступающих непосредственно в реакцию и остающихся в результате ее неизменными. Так, например, железо не соединяется с кислородом (не образует ржавчины) до появления хотя бы ничтожного количества воды.
Это явление ускорения реакции одним только присутствием какого-либо третьего, не участвующего в реакции вещества или агента, носит название катализа, а сами вещества, вызывающие ускорение, называются катализаторами. Тепло, свет и различные кислоты — пример обычных катализаторов. Ферменты— это особый класс содержащих белок катализаторов, образуемых живыми клетками и обладающих чрезвычайной специфичностью и эффективностью действия.
Определенные виды катализаторов ускоряют реакции, в результате которых среди других конечных продуктов находятся большие количества и самого катализатора.
Такие вещества называются аутокатализаторами. Особая важность их заключается в том, что по мере протекания реакции прогрессивно увеличивается количество каталитического агента, а следовательно, очень быстро возрастает скорость и самой реакции. Обычным примером такой реакции может служить взрыв.
При взрыве тепло служит первичным ускорителем реакции. При его участии начинается цепь химических реакций, продуцирующих значительное количество тепла, которое вызывает еще более сильное ускорение реакции, дающей в свою очередь еще большее количество тепла. Эта аутокаталитическая реакция достигает таких скоростей, что вызывает взрыв.
Можно вызвать резкое увеличение концентрации антител в плазме крови стимуляцией фагоцитарных процессов в ретикулоэндотелиальных клетках,— такая стимуляция вызывается, например, введением в кровеносное русло частичек поглощаемого клетками углерода. Остановимся теперь несколько подробнее на самих антителах.
Если кровь или сыворотку крови нормального человека смешать с тифозными бактериями, не произойдет ничего особенного. Но если проделать то же самое с сывороткой, взятой от больного тифом или выздоровевшего от этой болезни человека, результат будет резко отличен. Прежде всего, в подобной смеси происходит слипание, или агглютинация, бактерий; затем в образовавшемся комке отдельные бактерии теряют очертания, начинают расплываться и в конце концов совершенно растворяются. В других случаях можно видеть, как белые кровяные клетки приближаются к комку бактерий и жадно уничтожают его. Из описанного следует, что, по-видимому, во второй сыворотке имеются какие-то вещества, отсутствующие в первой и вызывающие агглютинацию и последующее уничтожение бактерий. Посредством нагревания, разрушающего белки и инактивирующего ферменты, мы можем выяснить, не являются ли эти вещества веществами ферментной природы. Оказалось, что нагретая сыворотка крови тифозного больного теряет все свои особые свойства.
Следовательно, в тифозной сыворотке содержатся ферментоподобные антитела, способные разрушать тифозные бактерии.
В настоящее время существует мнение, что в этом процессе участвует одно антитело (хотя с ним могут соединяться разнообразные вещества); в то время, когда это открытие было сделано, антитела определялись только по их действию и получали множество различных названий. Вещество, вызывающее слипание бактерий, было названо агглютинином, растворяющее их — бактериолизином, помогающее лейкоцитам уничтожать комок — опсонином (что означает поставщик провизии). Были также открыты антитела, разрушающие бактериальные и другие белки, а именно — гемолизины, растворяющие кровяные клетки, и преци питины, вызывающие свертывание растворенных белков. Последние оказались чрезвычайно удобными тестами
на различные вещества и заболевания, ибо антитело, образовавшееся под влиянием какоголибо белка, действует строго специфично именно на этот белок. Даже родственные белки остаются почти без изменений в присутствии данного антитела.
Кровяные пробы. Кровь больного тифом способна агглютинировать тифозные бактерии, но не оказывает действия на родственные дизентерийные, а кровь больных дизентерией не вызывает агглютинации культуры тифозных бактерий.
Испытание на агглютинацию служит обычным вспомогательным тестом в диагносцировании этих и других инфекционных заболеваний.
Точно так же сыворотка крови кролика, которому была предварительно введена плазма лошади, вызывает преципитацию белков только лошадиной плазмы, не оказывая никакого действия, например, на кровь коровы. (При помощи такой сыворотки можно обнаружить, например, в мясном фарше даже не значительную примесь конины.) Сыворотка крови кролика, содержащая преципитины лошадиных белков, оказывает действие и на
плазму крови осла.
Из этого следует, что лошадь и осел имеют не только сходное строение, но и сходные белки крови. Очевидно, лошадь и осел — родственные формы, происшедшие недавно от общего предка. Определение источника кровяных пятен, постоянно фигурирующее в детективных романах, основано на совершенно аналогичном явлении. Кроликам инъицируется человеческая кровь, после чего по их сыворотке про
веряется неизвестный образец крови. Если образуется ясно выраженный осадок, можно быть уверенным, что подозреваемое пятно содержит белки человеческой крови.
Кровь человекообразной обезьяны дает слабую реакцию с преципитинами человека, подобно тому как кровь осла образует осадок в присутствии преципитинов лошади.
Это подтверждает существование кровного родства между человеком и обезьянами.
Иммунитет. Может быть, вы уже задумывались над вопросом, почему некоторые болезни никогда не повторяются у людей, переболевших ими. Мы говорим, что человек, болевший дифтерией, скарлатиной, оспой, тифом или какой нибудь другой болезнью, делается невосприимчивым — «иммунным» именно по отношению к этой болезни, так как почти никогда не заражается ею во второй раз. Секрет такого иммунитета заключается в антителах (и до некоторой степени в клеточном защитном механизме),
так как специфические антитела, которые разрушают вызывающие определенное заболевание бактерии, сохраняются в течение всей жизни в крови переболевшего этой болезнью человека.
И действительно, из крови иммунизированных таким образом людей можно выделить соответствующие антитела или, как они иначе называются, иммунные тела.
Дифтерийные бациллы гнездятся в горле человека, причем в то же время они рассылают по всему телу сильный белковый токсин, вызывающий болезни сердца и параличи.
В противовес опасному дифтерийному токсину организм начинает вырабатывать в больших количествах соответствующее, разрушающее токсин антитело, или антитоксин.
Если инъицировать лошади дифтерийный токсин и подождать некоторое время, пока в ее крови не образуется антитоксин, затем несколько очистить этот готовый разрушитель дифтерийного яда и ввести его ребенку, заболевшему тяжелой формой дифтерии, таким путем можно добиться замечательных терапевтических успехов и разрушить весь имеющийся в организме ребенка токсин. Инъекция мертвых тифозных бактерий вызывает образование в организме тифозного антитоксина, который может оказаться очень полезным, если впоследствии человек заболеет тифом. Вакцинация против оспы основана на том же самом явлении: в организме искусственно вызывается образование иммунных тел.
Отличие состоит только в том, что вместо мертвой культуры оспенного вируса «вакциной» служит близкородственный и совершенно безвредный вирус телячьей оспы.
Иногда иммунизация вызывает патологические явления, так как при очень быстром разрушении чужеродных белков организм может наводниться ядовитыми продуктами их распада.
Проявления подобных патологических состояний крайне разнообразны: от сенной лихорадки, крапивницы, астмы и других сходных форм аллергии до внезапной смерти, наступающей после введения чужеродной сыворотки. Эти примеры доказывают важность иммунологических реакций и связанных с ними явлений. Их изучением занимается специальная молодая ветвь медицинской науки — иммунология.
Синтетические бактерициды. После изучения специфических бактерицидных антител, вырабатываемых живым организмом, наука делает вполне естественный следующий шаг вперед и
пытается приготовить химические вещества с такими же ценными свойствами. Исследователи в области «хемотерапии» старались приготовить относительно простые вещества, которые обладали бы способностью разрушать патогенные бактерии, не повреждая при этом клеток человеческого тела. Поиски были трудны и часто проводились почти вслепую, потому что, во-первых, очень .немногое известно о составных частях протоплазмы различных организмов и, во-вторых, ни одно антитело нельзя приготовить искусственным путем
вне живого организма. Все же, несмотря на это, были достигнуты замечательные успехи, и синтетическими лекарствами были спасены тысячи жизней. Всем известны препарат 606, или сальварсан, посредством которого лечат, сифилис; сульфаниламид, употребляемый при заражении крови и других стрептококковых инфекциях; сульфапиридин, прописываемый при пневмонии. Над этими опасными заболеваниями путем иммунизации и хемотерапев тического лечения была одержана быстрая победа. Несколько Нобелевских премий было присуждено за выдающиеся успехи в области иммунологии и хемотерапии.
Интересное: эректильная дисфункция и её лечение
