Айзек Азимов - Кровь: река жизни. От древних легенд до научных открытий
Иногда можно воспользоваться тем, что специфичность антител не идеальна. Например, Эдвард Дженнер придумал вакцинацию против оспы, намеренно вводя в организм людей вирус более слабой коровьей оспы. Препарат вируса, вызывающего коровью оспу, называли вакциной (от латинского слова «корова»). Этот вирус почти не причиняет человеку вреда, хотя его структура настолько близка к вирусу человеческой оспы, что антитела действуют против обоих типов вирусов. Поэтому у людей, перенесших коровью оспу, вырабатывается иммунитет и к более опасной оспе человека.
Но не у каждой болезни есть такой удобный «младший брат». Хорошо бы научиться самим создавать их.
Представьте себе вирус с участком на поверхности, к которому прикрепляется антитело. Допустим, на его поверхности вируса есть также и другой участок, который определяет степень опасности вируса («участок опасности»). У вируса оспы человека и коровы могут быть одинаковые участки для связывания антитела, но разные «участки опасности».
Если мы возьмем вирус оспы человека и подвергнем его химической обработке, в результате изменится участок опасности, но сохранится участок связывания антитела. В результате мы создадим вирус оспы коровы из вируса оспы человека.
Это может быть сделано более или менее наугад. То есть вирус обрабатывается химическим веществом в течение разного периода времени и при разных условиях. Каждый модифицированный вирус затем вводится в организм животного. Если животное не заболевает, значит, «участок опасности» удалось убрать. Но возникает другой вопрос: исчез ли вместе с ним и участок связывания антитела? Чтобы ответить на него, животному надо ввести исходный вирус. Если оно опять не заболеет, значит, у него выработался иммунитет, и участок антитела не был поврежден.
В результате подобных экспериментов Джонас Залк создал модифицированный вирус, который не вызывает полиомиелит, по инициирует выработку антител, эффективных против природного вируса полиомиелита. Таким образом, вакцина Залка (модифицированные вирусы всегда по традиции называются вакциной) способна предотвратить заболевание полиомиелитом так же, как коровья вакцина практически уничтожила оспу.
Токсин, вырабатываемый столбнячной палочкой, можно преобразовать в неядовитый, сохранив его способность стимулировать выработку антител против столбнячной палочки. Такие модифицированные токсины называются токсоидами.
Кажется, что образование антител в организме — очень полезный процесс. Однако организм использует их в борьбе с чужеродными белками, которые могут не представлять столь серьезной опасности, как вирусы или бактерии. Иногда защитные силы организма могут быть намного опаснее чужеродного белка.
Если чужеродный белок (сам по себе безобидный) ввести в кровь животного, у него образуются антитела к этому белку. Животное становится гиперчувствительным к этому белку, или, как говорят, сенситизированным. При определенных условиях вторая инъекция того же белка может вызвать бурную реакцию или даже гибель животного (анафилактический шок).
Иногда анафилактический шок развивается у людей, которые получают инъекции сыворотки животных (об этом я говорил, описывая способ получения дифтерийного антитоксина). В такой сыворотке содержатся белки, чуждые организму, и, хотя некоторые из них могут помочь и даже спасти жизнь, организм автоматически начинает обороняться. Если у него вырабатывается гиперчувствительность к этим белкам, следующая инъекция может вызвать лихорадку, сыпь, зуд, отеки. Это сывороточная болезнь.
К счастью, инсулин является плохим антигеном. Обычно он не стимулирует выработку антител. Хотя в очень редких случаях у больных могут выработаться антитела и развиться гиперчувствительность к инсулину. Это серьезно, потому что инсулин необходим для поддержания здоровья. Решением обычно является переход от инсулина, выработанного из поджелудочной железы коровы, к инсулину свиньи. Эти два вида инсулина несколько отличаются друг от друга, и, хотя оба с равным успехом борются с диабетом, антитела одного из них не действуют на другой.
Подобные неприятности из-за слишком усердной работы защитного механизма еще можно считать незначительными. Относительно небольшому количеству людей необходимо постоянно вводить одно и то же чужеродное вещество. В этом смысле все остальные находятся в безопасности.
Однако такая безопасность кажущаяся. Каждый рискует выработать чувствительность к какому-либо чужеродному протеину. Почему это происходит, пока неясно.
Существует мнение, что иногда почти полностью непереработанным протеинам удается пройти сквозь слизистую оболочку рта и кишечника и попасть в кровь. Тогда весьма вероятно, что против них начнут вырабатываться антитела. Возможно, у некоторых людей антитела вырабатываются быстрее, чем у других, поэтому, если молочные белки в мизерных количествах попадут в кровь, у одного человека могут появиться к ним антитела, у другого — нет.
В любом случае те несчастные, в организме которых вырабатываются антитела на любой совершенно безобидный белок, случайно попавший туда пусть даже и в ничтожном количестве, страдают от ряда неприятных симптомов, впоследствии сталкиваясь с этим белком. У них появляется насморк, зуд, развиваются затрудненность дыхания, отеки, возникает крапивница и так далее. Разные люди реагируют по-разному, а описанные симптомы являются симптомами аллергии.
Одной из самых распространенных форм аллергии является аллергия на пыльцу некоторых растений, которая во время цветения попадает в атмосферу. Обычно эта разновидность аллергии называется сенной лихорадкой. Аллергия на некоторые белки вынуждает страдальцев особенно тщательно следить за своим питанием. Возможна аллергия на кошачью шерсть, тогда человек не может находиться рядом с кошкой, зато он безошибочно отличит норковую шубу от шубы из кошки, крашенной под норку.
Первым шагом в лечении аллергии является точное выяснение, что именно ее вызывает, а иногда это сделать весьма нелегко.
Хотя организм миллионы раз демонстрирует свою способность действовать очень «целесообразно», аллергия является одним из драматических доказательств того, что он способен ошибаться в определении цели действия. И за эти ошибки расплачивается дорогой ценой.
Глава 14
«Твердая» кровь
Кровь уникальна тем, что это жидкая ткань. Это дает ей ряд преимуществ, которые уже обсуждались ранее. Однако у жидкости есть и один большой недостаток. Она может проливаться.
Это становится ясно, если повреждается большой кровеносный сосуд, особенно артерия. Кровь не просто вытекает из артерии, а выбрасывается с огромной силой. Чтобы остановить кровотечение, необходимо пережать артерию, например при помощи жгута, до тех пор пока организм не исправит повреждение.
То, что организм в состоянии исправить повреждение, очевидно. Мы постоянно режем, царапаем, ударяем и наносим сотни других повреждений своей коже, в результате чего мелкие сосуды разрываются и начинается кровотечение. Обычно оно не доставляет нам неприятностей. Мы промываем рану, наносим антисептическое средство, чтобы избежать заражения, но совершенно не думаем о потере крови. По опыту мы знаем, что вскоре кровь перестанет течь и свернется, место повреждения покроется корочкой, которая со временем отпадет, и под ней будет новая, неповрежденная кожа.
Что происходит после повреждения сосудов?
Они сначала расширяются, чтобы кровь могла проходить по ним свободнее. Начинается активное кровотечение. Это совсем не так страшно и даже полезно, поскольку кровь вымывает грязь и микроорганизмы, которые могли попасть в ткани через царапину или порез.
Через короткое время сосуды вновь сокращаются, и кровотечение уменьшается. Начинает образовываться сгусток крови.
Примерно через тридцать минут — два часа сосуды снова расширяются, поэтому к поврежденному участку кожи приливает больше крови, и начинается восстановление ткани. (В этом процессе могут участвовать некоторые виды белых клеток крови.) Расширение сосудов не означает, что кровотечение возобновится вновь, поскольку к этому времени сгусток крови перекрывает повреждение в стенке сосуда.
Кровяной сгусток состоит в основном из элементов крови, объединенных сетью белковых волокон. Волокна составляют всего 1 % сгустка, но роль их велика. Не будь белковых волокон, кровь бы текла постоянно.
Белок, из которого состоят волокна, носит название фибрин. Очевидно, что в циркулирующей крови фибрина нет. Если бы он был, красные клетки запутались бы в нем, и кровообращение, а следовательно, жизнь стали бы невозможны. Но в крови должно быть какое-то вещество, которое при контакте с воздухом или при повреждении кровеносного сосуда становится фибрином.
