Текст книги "Защищенный геном. Научно обоснованная программа активации 5 защитных функций организма. которая позволит избежать инфекций и поможет справиться с заболеваниями"

Такое заболевание, как оспа, когда-то было самым страшным убийцей на планете. Оно известно с древних времен. Следы оспы были обнаружены на телах египетских мумий, в том числе на черепе фараона Рамсеса V.

Оспа – это инфекция, вызванная вирусом variola (лат.). Он передается воздушно-капельным путем или через прикосновение. В течение недели вирус начинает заражать клетки организма. Возникают лихорадка, внутренние кровотечения и гнойные высыпания на коже. Исторически смертность от заболевания составляла 30 %. У людей, которые выживали, навсегда оставались уродующие шрамы, а те, у кого болезнь затрагивала глаза, полностью теряли зрение. Только в XX веке от оспы умерло более 300 миллионов человек по всему миру, это равносильно населению США. В 1980 году Всемирная организация здравоохранения (World Health Organization) сделала историческое заявление: оспа побеждена и больше не является угрозой (2). Это было достигнуто благодаря программе глобальной вакцинации против оспы, которая «научила» иммунные системы людей распознавать и уничтожать вирус, прежде чем он вызовет болезнь.

Идея использовать защитные силы организма, чтобы уберечься от оспы, родилась не в XX веке, а намного раньше. Во время правления Канси (1661–1722), императора последней китайской династии Цин, оспа практически уничтожила все население Китая. Тогда Канси решил уберечь членов семьи и армию, живших в Запретном городе, от смертельной эпидемии (3). Он приказал врачам императорского двора взять сухие оспенные болячки, истолочь их в порошок и всыпать в нос родственников и солдат. Под действием оспенных струпьев иммунная система включала защиту против вируса оспы, в результате у человека вырабатывался иммунитет к заболеванию. Этот грубый метод назывался «вариоляция» (от названия вируса variola), он стал первым шагом к появлению современной вакцинации (4). В 1796 году английский врач и хирург Эдвард Дженнер, которого называют отцом иммунологии, разработал первую в мире вакцину против оспы.

 Доказано, что поцелуй действует как прививка: в организме немедленно начинают вырабатываться антитела, воздействующие на микроорганизмы, проникающие извне.

В течение последующих двухсот лет медицинские исследователи смогли разработать эффективные вакцины против таких заболеваний, как полиомиелит, столбняк, бешенство, ветряная оспа, свинка, холера, дифтерия и гепатит, и смогли оградить общество от некогда смертельной угрозы. Во всех случаях прививка направляет силы иммунной системы против внешних захватчиков организма, в результате здоровье оказывается защищено, а болезнь блокирована.

В 2006 году была разработана вакцина гардасил (англ. Gardasil), которая препятствует развитию рака шейки у матки у женщин, имеющих вирус папилломы человека (ВПЧ). В 2010 году Управление по санитарному надзору за качеством продуктов и медикаментов (FDA) разрешило использовать первую вакцину противу рака PROVENGE (сипулеуцел-Т) для лечения злокачественных опухолей простаты. В том же году онкологическая иммунотерапия – ингибитор контрольных точек YERVOY (ипилимумаб) – была официально одобрена для лечения меланомы. Это дало толчок к созданию таких передовых иммуностимулирующих противораковых препаратов, как KEYTRUDA, который спас Джимми Картера и мою маму.

Не так давно стало возможным создать персонализированную вакцину от рака. Для этого врачи анализируют ДНК опухоли, выявляют мутации, а затем производят специальный белок, который вводят под кожу пациента. Введенный белок обучает иммунную систему выискивать и уничтожать рак. По сути, в рамках лечения пациент получает прививку против своего вида рака.

Несмотря на все эти достижения, большая часть из того, что мы знаем об иммунной системе сегодня, является результатом исследований последних пятидесяти лет. А теперь давайте выясним, как работает наш иммунитет и где именно в организме он расположен.

Мощь иммунной системы кроется в ее бойцовских качествах. Подобно армии, иммунитет имеет различные отряды и подразделения. У каждого формирования свой тип солдат, подготовка, оружие и тактика обороны. Центральное командование располагается на четырех участках организма: в костном мозге, тимусе, селезенке и лимфатических узлах и в кишечнике.

Костный мозг – губчатое вещество во внутренней полости костей (как вы помните из главы 2, он служит источником стволовых клеток). Используя гемопоэтические стволовые клетки, костный мозг вырабатывает почти все иммунные клетки нашего организма.

Тимус – железа, расположенная за грудиной. Это «дом» для особых иммунных клеток, которые называются Т-клетками. Именно здесь происходит созревание Т-клеток, рождающихся в костном мозге. Орган активен в период с рождения и до конца пубертатного возраста – как раз на этом этапе жизни человека Т-клетки иммунной системы вырабатываются и накапливаются. С возрастом орган атрофируется и заменяется жировыми клетками (5).

Селезенка – губчатый мешок размером с кулак, расположенный позади желудка с левой стороны брюшной полости. Она хранит и фильтрует кровь. Будучи частью иммунной системы, селезенка выступает в роли гигантского лимфатического узла, где особые клетки – В-клетки – вырабатывают антитела, распознающие бактерии и вирусы, которые вторгаются в организм. Болезнь может привести к увеличению селезенки, а серьезная травма – к ее разрыву, в таких случаях орган удаляют хирургическим путем. Люди с удаленной селезенкой сильнее подвержены инфекциям и слабо реагируют на вакцинацию, так как их организм не в силах вырабатывать достаточное количество антител.

Местоположение четвертого «командного штаба», то есть нашего кишечника, позволяет проследить связь между диетой и иммунитетом. Кишечник – дом для микробиома, который, как вы уже знаете из главы 3, влияет на иммунную систему. Ученые лишь недавно по-настоящему оценили важную роль кишечника в укреплении иммунитета и поддержании нашего здоровья. Когда я учился в медицинской школе, научный мир упорно игнорировал его иммунный потенциал. На уроках гистологии нас учили, что в кишечнике располагаются крошечные пятнышки, так называемые пейеровы бляшки, которые выполняют иммунную функцию. Изучая образцы тканей кишечника под микроскопом, мы с трудом могли разглядеть их. А еще наши преподаватели говорили, что аппендикс, возможно, тоже имел некое значение, но сейчас это рудиментарный, то есть никому не нужный орган. Вот такой уровень знаний – и недооценка.

Сегодня мы знаем, что кишечник от начала до конца – это иммунный орган, поверхность которого охватывает два парковочных места (32 квадратных метра)! Добропорядочные иммунные клетки координируют иммунную защиту, а кишечник позволяет живущим в нем полезным бактериям подавать этим иммунным клеткам сигналы в любую точку организма. Остальные иммунные командные центры располагаются в миндалинах, лимфатических сосудах и лимфоузлах.

Подобно другим защитным системам организма, о которых я рассказывал ранее, иммунитет – это командная работа целого ряда участников, выполняющих каждый свою функцию. Давайте рассмотрим самые главные клетки и их обязанности. Это поможет нам лучше оценить и понять связь между питанием и иммунитетом, о которой пойдет речь во второй части книги.

Клетки иммунной системы – это белые клетки крови, или лейкоциты (leuko в переводе с греческого значит «белый»). Существует пять видов лейкоцитов, имеющих свой список должностных функций: нейтрофилы, лимфоциты, моноциты, эозинофилы и базофилы. Я расставил их в порядке численности по убыванию, то есть начиная с тех, которые больше всего изобилуют в крови. Запомнить их студентам-медикам помогает мнемоническая фраза: never let monkeys eat bananas (англ. «никогда не позволяйте обезьянам есть бананы»), по первым буквам названий: neutrophils, lymphocytes, monocytes, eosinophils, and basophils.

Лимфоциты – это группа нескольких типов иммунных клеток. Три главных типа лимфоцитов: Т-клетки, В-клетки и естественные киллеры (NK-клетки). Т-клетки имеют три подтипа: T-хелперы, T-киллеры и Т-супрессоры. Также к иммунным клеткам относятся макрофаги, тучные клетки и дендритные клетки. Все это иммунные агенты, которые стоят на страже вашего здоровья.

 При физических нагрузках в утренние часы уровень иммуноглобулинов класса А уменьшается, и возрастает риск инфекционных заболеваний. Поэтому тренироваться лучше вечером.

Все иммунные клетки происходят из стволовых клеток костного мозга, которые называются гемопоэтическими. Вот почему химиотерапия и схожие с ней формы лечения ослабляют иммунитет. Они поражают клетки костного мозга, а значит, и циркулирующие в кровотоке лейкоциты. Вместе с тем повлиять на выработку иммунных клеток в костном мозге можно с помощью диеты. Ученые из Южно-Калифорнийского университета (University of Southern California) выяснили, что периодическое голодание позволяет обновить иммунную систему. Голодание в течение двух-четырех дней подряд переводит организм в режим рециркуляции, при котором он избавляется от старых, изношенных иммунных клеток. Когда человек снова начинает есть, пища активирует гемопоэтические клетки в костном мозге, и они начинают регенерировать свежие иммунные клетки. В результате обновляется вся иммунная система (6).

По сути, наш иммунитет состоит из двух отдельных иммунных систем, которые по-разному защищают организм от внешних захватчиков, будь то бактерии, вирусы, паразиты или раковые клетки. Первая – это система быстрого реагирования. Она атакует врага мгновенно, но вместе с тем запрограммирована каждый раз использовать одно и то же оружие. Речь идет о врожденном иммунитете. При возникновении аллергической реакции или воспаления именно наш врожденный иммунитет включается в работу. У 90 % животных на планете есть только такой тип иммунного ответа (7).

Вторая иммунная система медленная, но более утонченная. Ей требуется примерно неделя, чтобы собрать оборонительные силы, но, собрав их, она способна выполнить целевые задания по ликвидации угрозы. Это приобретенный иммунитет. Он использует две основных тактики: защищает организм с помощью специальных клеток-убийц или вырабатывает антитела, которые, словно рой шершней, окружают и атакуют врага. Обе системы лежат в основе нашего здоровья. О том, как поддержать функционирование каждой из них с помощью диеты, я расскажу чуть позже.

Помните, как сразу после пореза возникает местное покраснение кожи. Это результат работы врожденного иммунитета. Врожденная система первой реагирует на любое вторжение в организм. Она, как сторожевой пес, готовый броситься на незнакомца, который шагнул в ваш огород. Это неизбирательная система, она просто блокирует и хватает все на своем пути. Частью врожденной защиты являются физические, химические и клеточные компоненты. Наша кожа – это физический барьер против вторжений. Выделения в ротовой полости, носу и дыхательных путях содержат ферменты, «обученные» вести химическую войну с «захватчиками», которые мы вдыхаем и берем в рот, а если проглотить микроб, желудочный сок сразу же растворит его. Чихание и кашель с силой выталкивают «врага», проникшего в ноздри и легкие.

Клетки врожденного иммунитета создают воспаления, которые являются ответом организма на повреждение тканей или «вторжение захватчика». Воспаление заставляет особые иммунные клетки прийти к месту травмы, чтобы брать «врагов» в кольцо, убивать их, а затем избавляться от «трупов». Специальные клетки, которые спешат к нам на помощь, – это фагоциты (phago в переводе с греческого значит «пожирать»; сюда входят нейтрофилы, моноциты, макрофаги и тучные клетки). Они удаляют потенциально опасные частицы и микробы, пожирая их. Кроме того, фагоциты едят клеточные «трупы» и остатки поврежденных тканей, образуют гной в инфицированных ранах и направляют другие иммунные клетки к проблемной зоне.

Отечность, боль, краснота и повышение температуры – главные признаки воспалительных процессов. Первый тип фагоцитов – тучные клетки. Включаясь в работу, они выделяют гистамин. Это химическое соединение вызывает расширение кровеносных сосудов, в результате место повреждения краснеет и становится теплым на ощупь. Одновременно высвобождаются химические сигналы, которые увеличивают проницаемость расширенных сосудов. Жидкость и белки выходят из «дырявых» сосудов прямо в «горячую точку», провоцируя отек тканей. Если вы когда-нибудь страдали от аллергии, знайте, что именно этот процесс вызывает покраснение глаз и насморк (после приема антигистаминных средств все проходит). Белки, выходящие из сосудов, помогают образовать сгусток и остановить кровотечение. Но воспаление и химические сигналы раздражают нервы, вызывая боль. Схожая воспалительная реакция наблюдается в дыхательных путях при приступе астмы и в кишечнике при пищевой аллергии.

 Иммунная система борется с инфекциями с помощью лейкоцитов, в одной капле крови до 25000 ее белых телец

Белые кровяные клетки высвобождают химические сигналы под названием «цитокины», которые контролируют интенсивность воспалительного ответа. Одним из самых важных сигналов является интерферон (происходит от англ. глагола interfere, что значит «мешать»). Это химическое соединение встает на пути вирусной инфекции и призывает остальные клетки иммунитета, в том числе естественных киллеров (NK), тоже выйти на бой. Естественные киллеры умеют отличать нормальные клетки от аномальных. При обнаружении последних NK-клетки объединяются со специализированными белками, чтобы обезвредить и убить их. Миссия выполнена. Команда фагоцитов-уборщиков может подъесть оставшийся мусор.

В обычных условиях ответ врожденного иммунитета краткосрочен и быстро угасает. Если пришло время ослабить воспалительную реакцию, иммунная система высвобождает сигнал под названием интерлейкин-10, который сворачивает боевые действия и возвращает защитные силы обратно в состояние здорового баланса. Однако если воспаление не проходит, иммунный ответ может перейти в хроническую форму, что вызовет повреждение нормальных клеток.

Теперь вы видите, как воспаления помогают нам уберечься от бактериальных захватчиков. Это очень важно. Когда вы в следующий раз услышите о так называемой противовоспалительной диете, помните, что при обычных условиях не стоит полностью блокировать способность организма усиливать воспалительные процессы.

Другое дело – хронические воспаления. Это уже серьезная проблема. Если «захватчики» не уходят или аутоиммунная реакция натравливает организм на самого себя, устойчивая воспалительная реакция ведет к разрушительным последствиям. Хронические воспаления – это костер, который нельзя потушить и который уже перекинулся на деревья и грозит перерасти в крупный пожар. Чуть позже мы еще вернемся к этой теме.

Когда вам делают прививку от полиомиелита или любого другого заболевания, за формирование защиты отвечает ваш приобретенный иммунитет. Приобретенная, или адаптивная, иммунная система очень умно и сложно устроена. В отличие от врожденного иммунитета, который действует всегда одинаково, адаптивная система разборчива в своих врагах. Она никогда не забывает тех, кого уничтожает. Хорошая память позволяет иммунной системе быстро обезвредить «захватчика» – будь то бактерия, вирус или рак, – если он вдруг нагрянет снова. Вы можете сказать спасибо своему приобретенному иммунитету за то, что переболели ветрянкой всего один раз или при наличии прививки не болели вовсе. Адаптивная иммунная система единожды учится бороться с болезнью, чтобы потом защищать вас от нее всю жизнь.

Приобретенный иммунитет имеет в запасе две стратегии. Первая: он использует клетки, чтобы убивать «захватчиков». Это называется клеточный иммунитет. Вторая: он атакует «врагов» с помощью антител и ставит на них «метки смерти». Чтобы выработать антитела после выявления вторжения, требуется от семи до десяти дней, поэтому адаптивный иммунитет считается медленным.

Функционирование приобретенного иммунитета опирается на Т-клетки и В-клетки. И те и другие образуются в костном мозге из гемопоэтических стволовых клеток. В-клетки созревают в костном мозге, а созрев, покидают его и переходят в органы лимфатической системы, такие как селезенка, кишечник и миндалины. Здесь они находятся на действительной службе, ожидая вторжение врага. Если это случается, требуется иммунная защита, В-клетки покидают органы лимфатической системы, достигают места вторжения и защищают организм.

 Эдвард Дженнер в 1797 году заметил, что крестьяне, работающие с коровами, зараженными коровьей оспой, не болеют черной оспой, и провел первый в Европе эксперимент по вакцинации.

В свою очередь, Т-клетки вылетают из гнезда раньше. Они покидают костный мозг, не достигая зрелости, и переходят в тимус, который служит для них своего рода учебным лагерем. Здесь их учат отличать неродные клетки (внешних «захватчиков», или «плохих парней») от родных клеток («хороших парней»). Затем Т-клетки сдают экзамен. Те из них, которые сумеют распознать и убить неродные клетки, завершают учебу. Они мигрируют в периферическую лимфоидную ткань, где ждут призыва в армию. Во время обучения дружественный огонь не приветствуется, поэтому Т-клетка, которая случайно убьет родную клетку, проваливает экзамен и подлежит уничтожению. Таким образом, тимус покидают только хорошо натренированные Т-клетки, способные убить «врага», не повредив здоровые клетки.

Т-клетки и В-клетки – профессиональные разведчики. Они тщательно изучают «захватчика» и его поведение. Когда сбор информации завершен, данные записываются для будущего использования и происходит контрнаступление. В организме каждого из нас есть иммунный архив с делами всех бактерий и инфекций, воздействию которых мы подвергались. Специальные дендритные клетки ведут репортаж с линии фронта, сообщая иммунной системе о происходящем. Дендритные клетки записывают данные об уникальных белковых «отпечатках пальцев» бактерий, вирусов и раковых клеток. При необходимости они могут показать эти «отпечатки» соответствующим иммунным клеткам, чтобы те смогли найти, обозначить и убить «захватчика». Т-клетки и В-клетки корректируют защитную стратегию в зависимости от разведданных. Аналогия с военными действиями очень уместна, так как речь идет о миллионах клеток, которые воюют, защищая организм. Это похоже на оборону крепости. Если солдаты ленивые или слабые, враг доберется до замка. Если отсутствует дисциплина, координация и какие-либо ограничения, наступит хаос. А если солдаты нападут на своего командира, то в ходе бунта они погубят тех людей, которых были призваны защищать. К счастью, наши иммунные войска хорошо натренированы, отлично дисциплинированны и нацелены на поддержание мира.

Чтобы понять, как пища активирует иммунную систему, необходимо чуть подробнее разобраться с ее вертикалью управления. Разные продукты влияют на разные звенья иммунитета. Одни усиливают защиту, а другие, наоборот, ее ослабевают. Как правило, диета имеет непосредственное отношение к клеточному иммунитету и отвечающим за него Т-клеткам. Давайте вспомним три главных типа Т-клеток: Т-хелперы, Т-киллеры и Т-супрессоры.

 В переводе с латыни иммунитет означает «освобожденный». Считалось, что, обладая хорошим иммунитетом, человек просто не может заболеть, он освобождается от болезней.

У Т-хелперов особая работа: помогать (от англ. слова help – «помогать»). Они управляют иммунной атакой на «захватчиков», высвобождая сигнал, который служит инструкцией к действию для других клеток. Хелперы включаются в работу, когда остальные составляющие иммунной системы, уже воюющие на поле боя, начинают подавать сигнал тревоги (8). Пока одни химические сигналы, посылаемые Т-хелперами, призывают иммунные клетки к «авиационному» удару, другие инструктируют В-клетки синтезировать антитела для атаки на «захватчика». Т-клетки ведут клеточные войска на фронт и при необходимости могут доставить подкрепление и новую партию оружия.

Т-киллеры – непосредственные участники боевых действий, которые разрушают бактерии, инфицированные или раковые клетки. Они «марают руки», контактируя с «захватчиками» и уничтожая их. Словно зомби-охотники, Т-киллеры распознают и устраняют некогда здоровые клетки, которые были заражены и теперь представляют угрозу (9). Как вы увидите далее, некоторые продукты способны активировать и увеличивать численность Т-хелперов и Т-киллеров, циркулирующих в крови, что, в свою очередь, помогает укрепить иммунитет.

Т-супрессоры – еще один очень важный регулятор иммунитета. После окончания битвы эти клетки подавляют иммунную систему. Они высвобождают химический сигнал, который «выключает» хелперов и киллеров. В результате иммунная система приходит в норму, то есть возвращается в здоровое исходное состояние, при котором все ее участники находятся в резерве. Если не подавить иммунную систему, она останется слишком активной. Такое состояние называется аутоиммунным заболеванием. Ряд продуктов может увеличить количество Т-супрессоров в крови и тем самым предотвратить аутоиммунные вспышки.