Обучение армии
Обучение армии
Мы познакомились с бойцами иммунологической армии клеток и их грозным оружием. А теперь расскажем, как готовится и обучается эта армия.
Чтобы научиться оказывать сопротивление врагу, наши войска обязательно должны познакомиться с ним и его вооружением. Причем в иммунологических «сражениях», как правило, важна первая битва, первая победа. Ведь если это будет не победа — это будет последней битвой. Второе нападение не страшно. При некоторых болезнях первое столкновение с микробом является такой хорошей школой, что солдаты армии иммунитета выходят из нее обученными и действительно непобедимыми на всю жизнь. Человек, перенесший оспу один раз, никогда уже больше не заболеет ею. То же самое относится к брюшному тифу, дифтерии, кори, сыпному тифу, чуме и ко многим другим инфекционным болезням. Повторных заболеваний не бывает. Первая болезнь дает такую «подготовку» иммунологической армии, что она становится для этих микробов непобедимой.
Мало сказать непобедимой. Последующее попадание этих микробов в организм проходит незаметно для человека. Нет даже никакой реакции, нет сражения. Каждый микроб или его токсин обезвреживается, уничтожается, прежде чем весь организм ощутимо отреагирует на это. Ведь болезнь — это сражение. Сила проявления болезни говорит о масштабах войны внутри. Победа — человек жив. Поражение — смерть. А при повторном попадании — нет болезни. То есть первые же части вторгающегося противника еще на границе уничтожаются когда-то во время прежней болезни хорошо подготовленными и специально обученными войсками.
Конечно, едва ли кто-нибудь захочет, чтобы его иммунологическую армию обучали таким безжалостным способом. Люди потому и обращаются к врачу, что не хотят болеть тифом. И хоть медицина гарантирует от повторных заболеваний, никому не хочется болеть и первый раз…
Легко говорить о мире после войны. А важно, чтоб войны совсем не было.
Это желание естественно и законно. Армию клеток можно обучить с помощью «учебников». Вакцины и есть эти «учебники». Чтобы создать невосприимчивость к брюшному тифу, то есть чтобы человек не мог заболеть сибирской язвой, его иммунизируют, то есть вводят в него неполноценные, ослабленные возбудители болезни — сибиреязвенную вакцину. Чтобы создать иммунитет против брюшного тифа, делают прививки брюшнотифозной вакцины. И так далее. То есть создают легкие пограничные инциденты.
Чему же обучаются клетки? Ведь они и так умеют фагоцитировать и вырабатывать антитела. И даже разные антитела. Одни — агглютинины — склеивают микробов и лишают их способности к движению. Другие — бактериолизины — растворяют. Третьи — антитоксины — нейтрализуют микробные яды, обезоруживают врага. Чему ж тут учиться? Нечему! Ведь все известно от рождения. Это как безусловный рефлекс. Известно все и без учебы. Но…
Микробы не ждут, когда фагоциты захватят и переварят их. Они размножаются, размножаются без конца… Скорость их размножения необычайна. Их становится все больше и больше. И победителем часто выходит тот, кто проворнее. Если фагоциты пожирают возбудителей быстрее, чем те размножаются, инфекция как бы затухает — болезнь не состоялась, а если размножение микробов обгоняет аппетит фагоцитов — болезнь развивается.
Итак, первое, чему надо учиться, — скорости.
Причем микробам не надо учиться — они изначально, природно размножаются чрезвычайно быстро. А вот быстро пожирать — это не так просто. Этому надо учиться.
Но ведь микробы не просто и не только размножаются: они выделяют яды — токсины. У каждого микроба есть свои специфические яды, отравляющие вещества, пока еще неизвестные организму, на который напали микробы. Таким образом, микробы, никогда раньше не бывавшие на этой территории, в этой крови, в этих тканях — невиданные ранее враги, — пользуются незнакомым для организма «секретным» оружием.
Набор токсинов у разных возбудителей инфекций очень велик. Тут есть и нейротоксины, парализующие нервную систему, и энтеротоксины, поражающие кишечник, и тетанотоксины, вызывающие судороги, и гематоксины, разрушающие кровь, и много, много других. Некоторые микробы-возбудители вооружены еще так называемыми агрессинами (от слова «агрессия»), парализующими действие фагоцитов. Это уже оружие не против всего организма, а непосредственно против защитников.
Представьте себе такую картину. Вот с быстротой цепной реакции (хоть быстрота не такова, как при атомном взрыве) размножаются микробы в крови и тканях. В волнах токсинов задыхается организм. Он пытается как можно скорее расшифровать, раскрыть секреты микробного оружия и создать противодействующие средства — антитела. Необходимо время.
Да это и понятно, время нужно для получения информации о качестве микробов и его токсинов. Получив информацию, организм начинает создавать ответное оружие. На это нужно время. Может создаться впечатление, будто организм отвечает инстинктивно, интуитивно, без точных знаний, с кем и чем бороться. Однако это не так. Все, что происходит, подтверждает известное правило: «Информация — мать интуиции». Организм отлично распознает «чужое».
А микробы между тем размножаются… Нужно побольше фагоцитов, максимум их способностей, напряжения всех их сил, чтобы сдерживать полчища врагов до создания специализированных противодействующих средств.
Помните тех кроликов, которых мы заражали холерными вибрионами? Первые антитела в очень малых количествах, явно недостаточных для серьезного сопротивления, появлялись у них в крови только через три дня. Через пять-семь дней их становилось больше, и лишь через две недели количество антител достигает максимума — вернее, нужного нам минимума. Потом уровень антител постепенно снижается, и в небольших количествах они будут циркулировать в крови еще очень долго. При некоторых болезнях после выздоровления антитела обнаруживаются в крови всю жизнь. Учеба не пропала даром. Во-первых, теперь всегда наготове есть некоторое количество антител. Во-вторых, организм познал вражеские секреты и научился создавать противоядия. Создавать быстро и в огромном количестве.
Змея и рука с ножницами
Если мы теперь повторно заразим кролика холерой, количество антител в его крови высоко подскочит на следующий же день. А через три дня их станет больше, чем через две недели прошлый раз, то есть больше необходимого минимума.
Вот чему обучается иммунологическая армия при иммунизации. Вот почему иногда прививки повторяют несколько раз и вакцинация считается законченной после второго или третьего введения ослабленной микробной культуры. После прививки ей уже не приходится распознавать тайны врага и вооружаться в ходе борьбы. У нее уже будет оружие и, главное, умение делать его быстро и много. Армия эта сможет с ходу, так сказать, не перестраивая боевых порядков, ударить по врагу. На вооружении будут и антитела-антиагрессины, которые снимают подавление микробами фагоцитоза, и антитела-опсонины, которые усиливает фагоцитоз. Гранаты и бомбы, пушки и ружья, танки и самолеты. Велико вооружение армии. А солдаты остаются теми же. Вооруженные антителами, эти солдаты-клетки смогут фагоцитировать быстрее и больше. А антитела противомикробные, антитоксины будут склеивать или растворять бактерии, обезвреживать их токсины, то есть ликвидировать их оружие — оружие агрессора. В результате каждый обученный и вооруженный солдат-фагоцит может захватить и переварить в 5—10 раз больше микробов, чем до обучения.
Итак, чтобы врага победить, надо учиться.
Все современные вакцины-учебники должны строго соблюдать принцип: обучить, но не убить и даже не допустить сколько-нибудь серьезного заболевания. Но клетки-солдаты могут обучиться, только познакомившись с врагом. Стало быть, нужно гарантировать безопасность знакомства. Учиться ловить змей лучше всего на змее без жала. Вакцины-учебники — это и есть микробы с «выдернутым жалом».
Какую же фантастическую голову надо, иметь, чтобы там могла поселиться мысль об использовании микробов для борьбы с этими же микробами!
Великий Пастер изобрел принцип создания вакцин. Счастливец Пастер увидел, что ослабленный возбудитель болезни подобен змее без жала. Пастер понял, что змея без жала — хорошая модель для обучения. Микроб «без жала» — это благодатный препарат, при помощи которого иммунологическая армия обучается науке побеждать и в состоянии уничтожить полноценного возбудителя данной болезни со всеми его «жалами». Пастер долго выращивал живых возбудителей сибирской язвы при температуре 42—43°С. Выращивал до полной потери способности вызывать сибирскую язву. И получил сибиреязвенную вакцину.
Температура не является универсальным методом создания ослабленных микробов. Для каждого заразного микроба ученые отыскивают свои, наиболее удобные в каждом конкретном случае способы. Поиски обычно трудны и продолжительны.
В науке, к сожалению, а может, к счастью, не все увенчано успехом; равно как и не все, что увенчано успехом — истина. Успех прежде всего зависит от труда и от яркости мысли.
По путям Пастера идут сотни ученых. Их упорство и ум побеждают — вакцинные разновидности микробов, или, как их называют, вакцинные штаммы, создаются.
Вакцину против бешенства Пастер получил, много раз проведя одну и ту же культуру, один и тот же штамм возбудителя через организм кроликов. Для этого кашицу из мозга одного зараженного кролика вводили в мозг другому, а от него третьему и т. д. В результате был получен вакцинный штамм, так называемый фиксированный вирус.
Противочумная вакцина — тоже ослабленный микроб. Наиболее известный вакцинный штамм ЕВ получен французами Жираром и Робиком после длительного содержания чумной палочки при пониженной температуре.
Туляремийная вакцина получена русским ученым Райским путем «состаривания» культуры возбудителя туляремии. (Помните куриную холеру и работу Пастера?)
Для получения вакцины против туберкулеза (общеизвестная вакцина БЦЖ) Кальметт и Герен — французские бактериологи — 13 лет культивировали возбудителя туберкулеза на неблагоприятной среде, содержащей желчь. 13 лет культивировать и пересеивать культуру туберкулезной палочки со старой желчи на свежую желчь! Терпеливо заниматься этим 13 лет, абсолютно не зная, добьются ли они хоть какого-либо малейшего успеха! А не повторяют ли они труд Сизифа? Но мы уже говорили с вами о решимости ученых.
Естественно предположить, превращение смертоносного возбудителя в живую вакцину — задача весьма трудная. И тем не менее, несмотря на все трудности, работа ученых принесла замечательные плоды.
Вспомните прививку против бешенства — она эффективна даже после того, как человека искусают больные животные.
А сколь совершенна прививка против страшной болезни детей, заканчивавшейся смертью или параличом, — полиомиелита! Вы даете ребенку таблетки из живых «учебников» против возбудителей этой болезни — и полиомиелит отступает. Эта вакцина была создана в 1957 году американским ученым, выходцем из России, Альбертом Сэбином, но путевку в жизнь ей дали советские ученые Анатолий Александрович Смородинцев и Михаил Петрович Чумаков.
В 1957 году они освоили и усовершенствовали производство вакцины, проверили ее безвредность и провели грандиозный эпидемиологический эксперимент — 42 тысячи детей были привиты и оказались защищенными от смерти и от параличей.
Как просто звучит: проверили ее безвредность! Знаете ли вы, что это значит? Сначала Смородинцев со своими сотрудниками и сыном Сашей Смородинцевым решились испытать этот ослабленный вирус на внучке — Сашиной дочери, маленькой Леночке. Достаточно ли он ослаблен, чтобы не принести вред ребенку? И испытали!
Вот что такое «проверили безвредность». Это мужество ученых. Это вера в препарат. Это решимость уверенности.
Вакцина против полиомиелита совсем недавнее изобретение. Сотни тысяч детей во всех странах, и особенно в Америке (почему-то там эта болезнь была распространена больше всего), пали жертвами вируса полиомиелита. Но пришло время, и страна — родина этой вакцины — на 5 минут приостановила всякое движение, приветствуя это новое оборонительное оружие человечества и его создателей.
Помимо живых вакцин, против некоторых болезней используются и так называемые убитые вакцины. «Жало» микроба удалили вместе с головой. Например, холерная и брюшнотифозная вакцины, которые представляют собой взвесь микробов, убитых нагреванием или формалином. Это обучение на трупах своих врагов. Иммунологическая армия расшифровывает их устройство, образует антитела, способные склеивать и парализовать живые бактерии. Но на трупах не всегда хорошо учиться, даже если это труп врага. Если живой враг страшен не собой, а той пулей, что он выпускает, то изучение трупа ничего не дает.
Убитые микробы не всегда являются хорошими «учебниками». При таких инфекционных болезнях, как столбняк, газовая гангрена, дифтерия, основное зло причиняют не сами микробы, а их токсины, их ядовитое «жало» — смертоносные вещества, которые выделяются микробами. Поэтому в качестве «учебников» против этих болезней используются не сами микробы, а специальным образом обезвреженные токсины их. Стараются, не повредив структуры токсинов, лишить их ядовитости. Называются такие препараты анатоксинами или токсоидами, то есть ядоподобными. В ответ на их введение вырабатывается большое количество антител против «микробного жала» — антитоксинов. Создается невосприимчивость к дифтерии, столбняку или газовой гангрене.
Невосприимчивость, которая возникает после вакцинации, связана, как мы видели, с активным обучением иммунологической армии. Этот вид невосприимчивости называют активным иммунитетом. У него большая защитная сила и продолжительность действия, но появляется он через несколько дней или недель после прививки. На обучение нужно время. Антитела, как вы помните, впервые появляются через 3—5 дней, а необходимый нам минимум их — лишь через 1—2 недели.
Но вот другая ситуация. Микробы уже проникли в организм, и учиться некогда. Токсины, например, дифтерии, уже отравляют ребенка, и он вот-вот может погибнуть. Надо помочь готовым оружием, готовыми антителами. Можно и так. Солдаты иммунологической армии ценят помощь и умело ею пользуются. Кроме создания своих ракет, можно одолжить ракеты-перехватчики. И конечно, солдаты этой армии примут и используют их.
Введение готовых антител спасает ребенка, умирающего от дифтерии, спасает раненого от газовой гангрены, столбняка. Уже готовые антитела, пусть чужие, одолженные, хоть и безвозвратно, перехватят яды на пути и ликвидируют кризис.
Противодифтерийные, противостолбнячные, противогангренозные сыворотки готовят в иммунологических лабораториях посредством иммунизации лошадей или других животных. Им вводят токсины искомых антитоксинов и по прошествии необходимого срока, когда образуются антитела, берут эту уже антитоксическую кровь. Из крови выделяют сыворотку, в которой эти антитела и содержатся. Сыворотки эти называют иммунными или антитоксическими, а невосприимчивость, возникающая в результате их применения, получила название пассивного иммунитета. Ведь он возникает пассивно, как следствие введения готовых антител. Он не столь выражен, как активный, и действует он всего несколько недель, но зато он возникает сразу после введения сыворотки. Организм получает готовое вооружение против агрессоров, ему не надо тратить время на изучение врага и производство оружия. Пассивный иммунитет быстр, эффективен, но скоропроходящ. Кроме того, он не оставляет после себя никаких остатков иммунитета, никаких антител. Он, как добрый джинн, приходит, выполняет требование и уходит.