Господин Свещаров Биология за всички

Освен развитие на остра или хронична форма на лъчева болест — резултат от въздействие с йонизираща радиация — в облъчения организъм може да започне процес на бързо превръщане на нормалните клетки в злокачествено изродени. Канцерогенните свойства на лъчевата енергия при външни и вътрешни облъчвания отдавна е доказана при експерименти с животни, а също и в клиниката с хора. Като пример могат да се посочат левкозните заболявания сред рентгенолозите, професионалният рак и пр.

До този момент учените не могат да дадат задоволително обяснение на въпроса, защо имунната система на организма е толкова лесно уязвима от йонизиращите лъчения. Изследванията в тази насока се извършват интензивно в много научноизследователски лаборатории по света. Те са особено актуални сега, когато учените се стремят да преодолеят имунните бариери на организма, за да могат безпрепятствено да подменят тежко болни органи или тъкани. Не е безинтересно да се знае и какви ваксини и методи на ваксиниране трябва да се прилагат в случай на ядрен конфликт. Същевременно специалистите по космическа биология и медицина съвместно с инженерите и конструкторите на космически кораби полагат изключителни грижи за постигане максимално обезопасяване на космическите кораби от огромните дози радиация, съществуваща в междупланетното пространство. Защото и най-малкият пропуск в това отношение може да се окаже фатален за здравето и живота на смелите космонавти, които ще полетят в безбрежните простори на Слънчевата система за изследване на най-близките и по-далечните планети.

Радиационната имунология вече излезе от тесните рамки на инфекциозната имунология. Сега тя е най-тясно свързана с проблемите на общата имунология, имунохимията, онкологията и генетиката.

Имунната система — универсално „лекарство“ срещу всички болести?

— Та какво от това? — може да запита някой наш читател. Нали все пак животът на тези хора е бил спасен и те продължават да се радват на сравнително добро здравословно състояние?

Цялата неприятност идва от това, че имуносупресорите подтискат много силно най-важната защитна система на човешкия организъм — имунната. По този начин те дават възможност на всевъзможните причинители на редица инфекциозни болести почти безпрепятствено да атакуват и сериозно да застрашават здравето на хората с присадени органи. В действителност всеки втори пациент, успешно понесъл тежката операция по присаждане на сърце, умираше от инфекциозна болест (най-често тежко възпаление на белите дробове или грип) независимо от извънредно строгите предпазни мерки, които лекарите вземаха срещу инфекциозните агенти.

За да не се остане с погрешното убеждение, че имунната система играе роля само при трансплантацията на тъкани и органи, трябва веднага да отбележим, че тя е най-важната бариера срещу различните инфекциозни болести, предизвикани от множеството патогенни болестотворни бактерии, вируси или рикетсии. Още през XVIII в. английският лекар Едуард Дженер без да има дори понятие за съществуващата в човешкия организъм имунна система, успял да предизвика имунитет у 8-годишно момче срещу едра шарка и да го спаси от явна смърт. В онези далечни времена Дженер е действувал повече интуитивно. Той само знаел, че членовете на семейства, които са били в близост до преболедували едра шарка говеда, никога не боледуват от тази смъртоносна болест. През XIX в. редица велики учени, като Луи Пастьор и Роберт Кох, вече широко започнали да използуват серуми за създаване на имунитет срещу някои болести, но за истинско развитие на имунологията може да се говори едва след годините на Втората световна война, когато тази наука започва да достига своя апогей.

Какво представлява имунната система
Имунната система на човека тежи едва 1 кг и притежава около 1 трилион клетки, наречени лимфоцити, които за броени минути могат да произведат над 100 милиона трилиона антитела. Още по-поразително от невъобразимо големия брой на молекулите-антитела е това, че те не са еднакви. Това огромно разнообразие е предназначено да посрещне и разпознае милионите най-различни неканени гости. Към тях спадат големите белтъчни молекули, полизахаридите и другите съставни части на клетката. Всички тези пришълци са наречени антигени.

Намиращите се в кръвта на човека антитела са защитни белтъци, които незабавно реагират на попадналите в организма чужди опасни елементи. Най-същественото им свойство е това, че те притежават изумителна избирателна способност. Например антителата, реагиращи срещу вирусите на полиомиелита от тип 2, в никакъв случай не реагират срещу полиомиелитни вируси от типа 1 или 3, въпреки че разликата между трите типа вируси е съвършено незначителна от биохимична гледна точка. Именно тази изключително висока избирателна способност определя и важното място на антителата в имунната система. Открити са всичко 5 основни типа антитела. Три от тях влизат в състава на имуноглобулин Г, който е главният защитник на организма от микроорганизми и други чужди белтъци. Имуноглобулин А се намира най-много в слизестата обвивка на носа, храносмилателния канал и в някои органи, където осигурява локална (местна) защита от чужда инвазия. Имуноглобулинът М може да се оприличи на най-преден защитен пост, който се „нахвърля“ веднага срещу всичко, което се стреми да се вмъкне в организма ни (фиг. 16).

{img:biologija_za_vsichki_f16_kletki_na_imunnata_sistema.jpg|#Фиг.16. Елементи на имунната система.}

Нашите спасители — макрофагите

Много голяма заслуга за откриването на макрофагите има руският учен и виден последовател на Пастьор Иля Мечников. Той пръв наблюдава и описа явлението фагоцитоза, при което определени клетки поглъщат и смилат безполезни или вредни за организма частици. Най-важна роля при фагоцитозата изпълняват макрофагите, които се образуват при диференциацията на клетките от костния мозък (моноцитите), а понякога и от лимфоцитите. Тези важни за организма ни „стражи“ живеят от 20 до 50 дни. При възникване на възпалителен процес в някоя част на организма те веднага се струпват на болното място. Голямо количество макрофаги може да се открие в алвеолите на белите дробове, където те поглъщат прашинките, навлизащи в белите дробове чрез вдишвания въздух. Пряко или косвено те участвуват във всички места, нуждаещи се от защита, защото имат способността лесно да се придвижват и прилепват към „неканените“ гости. Щом „разпознае“ вредна за организма частица (вирус, бактерия или прашинка), макрофагът здраво прилепва към нея, обгръща я плътно и след като я вкара във вътрешността на клетката си, по-нататък останалата работа свършват ензимите му — те разграждат пришълеца на безвредни съставки, част от които макрофагът включва в собствената си обмяна на веществата.

Погълнатите от макрофага частици въглищен прах, силициеви кристали, азбестови прашинки и други подобни остават включени в него до края на живота му. Има микроби и вируси, които са в състояние да живеят продължително време в макрофага като същински пленници. Както може да се предположи, опасността от такива макрофаги за организма е голяма, тъй като те сигурно защищават болестотворните агенти от антителата и антибиотиците, които се разнасят в кръвта или в лимфата. Такива „пленници“ понякога предизвикват извънредно трудно лечими хронични заразни болести. Някои микроорганизми, като туберкулозният бацил, салмонелата, пневмококът и други, не само че живеят продължително време в макрофагите, но дори се и размножават в тях.

Колко силна е имунната система

Ясно е, че имунната система на нашия организъм е не само извънредно силна, но може да действува бурно и много бързо, понякога дори във вреда на човека. Прояви, подобни на анафилактичен шок, се наблюдават и при обикновените алергични заболявания.

В много случаи човешкият организъм реагира бурно срещу действието на някои вещества. Най-известната алергична реакция, която се среща при някои хора, е т.нар. „сенна хрема“. В интерес на истината трябва да се каже, че тя няма особено отношение към сеното, тъй като всъщност това е едно алергично състояние, което се предизвиква от цветния прашец на растенията. Има обаче значително по-опасни алергични реакции. Известни са редица тежки форми на хранителни алергии, непоносимост към вълна, кожа, пера, козина, някои лекарства и дори към къщен прах! Лечението на алергичните заболявания е извънредно трудно. Най-простият метод за облекчаване на болния е да се открие и отстрани самият алерген, но това съвсем не решава въпроса. По-надежден е методът, чрез който на болния прогресивно се инжектират дози от алергена, докато организмът му се приспособи към дразнещото го вещество. Понякога хората са алергични към няколко вещества, което изисква отделно лекуване на всяко едно от тях.

През 1959 г. бе открит ензимът хиалуронидаза, който започна да се използува срещу алергични заболявания, примесен със специфичен антиген. Малко по-късно бе открито, че заедно с хиалуронидазата се открива присъствието на различни количества от други ензими, включително и на бета-глюкоронидаза. Оказало се, че най-благоприятен противоалергичен ефект има именно този ензим. Опитите върху животни доказали, че тези два ензима позволяват да се получи по-продължителен и по-стабилен имунитет при участието на съвсем малки количества антиген. При клинично изпитване върху боледуващи от сенна хрема пациенти съдържащата двата ензима ваксина дала много добри резултати, като 75% от лекуваните 173 болни почувствували съществено подобрение на състоянието си.

Атаки срещу неизлечимите болести
В наши дни специалистите се стремят да победят всички болести, които поставят лекарите в безизходно положение. Ревматоидният артрит например е една болест, от която в света боледуват десетки милиони хора и която засега практически не се поддава на нито един вид лекуване. На много места по света обаче се извършват изследвания, които имат за цел да проверят предположението, че за възникването на ревматоидните възпаления на ставите са виновни белите кръвни клетки от типа Т, които се образуват в тимусната жлеза, и лимфоцитите от типа Б, образуващи се в костния мозък. Бил направен следният опит. Инжектирали в кръвта на здрави плъхове лимфоцити, взети от болни от артрит техни събратя. Здравите животни скоро заболели. Установило се, че телцата Т се струпват около ставите и започват да унищожават съвсем здрави и нормални клетки. Ясно е, че се касае за грешка в разпознаване на „противника“. В резултат се появява възпаление и болки в ставите. В следващия опит отделили част от лимфоцитите на болните животни. Състоянието им веднага се подобрило и близо една година те явно се чувствували добре. Това, разбира се, не е метод за лекуване, но дава надежда за интересни и резултатни бъдещи имунологични проучвания.

Друга опасна болест, която имунолозите се стараят да победят, е т.нар. „разсеяна склероза“. Тя поразява много хора в разцвета на творческите им сили. Вече е установено, че страдащите от тази болест имат унаследено някакво нарушение в имунната система, което пречи на организма им да се бори срещу нахлуването на определен тип вируси.

При друга тежка болест — проказата — се наблюдава сериозен недостиг на лимфоцити от типа Т. Организмът на заразените се стреми да компенсира тази липса, като хвърля срещу агресора лимфоцитите от типа Б, които отделят срещу микробите на проказата милиони антитела. Бактериите на проказата обаче, както казахме вече, умело се „замаскирват“ в някои лимфоцитни клетки и успяват да избягнат атаките на лекарствата и защитните сили. За да се внесе обрат в лекуването на болестта, на 14 болни въвели в кръвта допълнителни количества лимфоцити от типа Т. Получили се доста насърчителни резултати — изчезнали язвите по кожата на болните. Този метод не е получил още масово приложение, защото сега внимателно се проучват резултатите от клиничното му прилагане и се правят сериозни оценки.

Имунологията срещу злокачествено изродените клетки

Преди няколко години специалистът от Националния раков институт на САЩ Робърт Рей постигна сравнително добри резултати, като инжектира противотуберкулозна ваксина БЦЖ направо в тумора на морско свинче. При 60-70% от болните опитни животни туморите изчезнали. Резултатите били обнародвани в печата с „малкия“ пропуск, че опитите са проведени върху животни. Мнозина болни помислили, че чудодейното лекарство срещу рака най-после е открито и дълги редици от обнадеждени хора се проточили пред лабораторията на Рей, където слисаните му помощници дълго време сконфузено обяснявали на тълпата, че се касае за журналистически пропуск.

Голямо значение се отдава на лекуването на раковите болести чрез т.нар. „специфична имунотерапия“. Един от вариантите на тази терапия е опитът да се изработи имунитет у даден пациент чрез инжектиране на лимфоцити, взети от болен, чийто злокачествен тумор е бил ликвидиран или е престанал да расте. Резултатите от клиничното изпитване на този метод дава засега обнадеждаващи резултати. Това, разбира се, засега са първоначални изследвания, които ще претърпят сериозна проверка, преди да бъде доказано, че могат да се прилагат широко в терапията на раковите болести.

И най-после трябва да отдадем заслуженото на имунолозите за усилията, които те полагат по един друг не по-маловажен практически въпрос — за осигуряване на дълъг и спокоен живот на хората. Защото една от станалите модерни теории в последно време твърди, че остаряването на човешкия организъм има пряка връзка с отслабването на имунната система. Когато тя стане неспособна да открива и унищожава появяващите се в хода на растежа на организма дефектни клетки, тяхното количество започва постепенно застрашително да се увеличава. Те започват да изместват нормалните клетки от тъканите, докато организмът от млад, силен и здрав се превърне в грохнала старческа развалина, която нито може да се защитава от собствените си дефектни клетки и автоимунни реакции, нито пък да се справя с яростно напиращите отвън патогенни микроорганизми.

Атаки срещу имунологичната теория на Бърнет
Австралийският изследовател Ф. Бърнет получи в началото на 60-те години от нашия век Нобелова награда за създадената от него стройна и стабилна имунологична теория. Но ето че няколко години след като Х. Темин (вече също лауреат на Нобелова награда!) успя да „разклати“ устоите на централната догма на молекулната биология*, през 1974 г. друг австралийски учен — биологът А. Кънингхям — подложи на сериозна критика и съмнение някои постулати от имунологичната теория на именития си сънародник. Най-напред Кънингхям изказа съмнение в истинността на централната догма на имунологичната теория на Бърнет, която гласи „цялото огромно разнообразие от антитела, което организмът може да произведе при контакт с чужди белтъци-антигени е предварително генетично предопределено“. Това означава, че е достатъчно една защитна клетка да влезе в допир с чужд антиген, за да започне моментално бурно размножаване на нейни потомци, които произвеждат само необходимите за случая антитела, но никога някакви други.

[* Според централната догма на молекулната биология информацията тече по посока ДНК → РНК → белтък и никога обратно. Темин доказа, че тя може да върви по посока РНК → ДНК (бел.авт.).]

При провеждане на опит ин витро (извън организма) с миши червени кръвни клетки опонентът на Бърнет е констатирал, че на 30 клетъчни деления с една и съща имунна специфичност едно е давало поколение с нова специфичност, което ще рече, че се е раждал нов имунен клон. Разбира се, резултатите от опитите на Кънингхям ще бъдат подложени на най-щателни изследвания и анализ, а опитът му вече се повтаря вероятно в хиляди имунологични лаборатории по света, за да се докаже или отхвърли правотата му. Ако Кънингхям се окаже прав, то в имунологичните познания на специалистите трябва да се внесе поврат в смисъл, че съдбата на имунните клетки не е предопределена и че генетичната система на лимфоцитите може бързо и лесно да реагира при промяна на условията в обкръжаващата ги среда.

През 1975 г. Кънингхям подложи на атака още един постулат в теорията на Бърнет — този за имунната толерантност. Според постулата, „ако в организма се появи лимфоцит, способен да изработва антитела срещу тъкани от собствения си организъм, то този лимфоцит или веднага бива унищожаван от излишъка на антигени в собствения му организъм, или загубва способността си да изработва антитела и се превръща в неактивен, толерантен“. Въз основа на редица опити Кънингхям твърди, че имунната толерантност е активен, а не пасивен процес. Според него имунната система е готова всеки момент да се „нахвърли“ върху собствените си антигени. За да не възникне такава свръхопасна ситуация, се „грижи“ тимусната жлеза, където специализирани клетки-депресори въздържат самоубийствения имунен отговор спрямо собствените тъкани.

Ясно е, че в тази толкова важна за човечеството научна област вече има сериозни постижения и че всяко следващо откритие придобива особено значение. Вярно е и това, че предстоят още твърде много научни дирения, свързани с доизясняването на такива въпроси, като каква е химичната структура на антителата, къде е мястото на образуването им, как точно става свързването им с антигените, кои части от молекулата им представляват техните „сетива“, с които определят дали белтъчното тяло е враг или е свое и много други. Заставайки в редиците на оптимистите, нека изкажем увереността, че няма да минат много години и биолозите и медиците ще започнат да управляват имунната система на организма във възможно най-благоприятната за него посока. Тогава специалистите съзнателно и активно могат да ръководят процесите за свързване на антителата, като ги отклоняват от присадения чужд орган или ги активират за разпознаването и реагирането им срещу раковите тъкани. Когато настъпи това време, за лекарите няма да има нелечими болести, а продължителността на човешкия живот може би ще бъде чувствително увеличена. Ние вече имаме всички основания да се надяваме, че имунната система може и трябва да се превърне в универсално „лекарство“ срещу всички болести.

Зеленото богатство на планетата

Растителните организми имат уникалното свойство да синтезират хранителни вещества, като с помощта на хлорофила от зелените органоиди (хлоропластите) и на слънчевата енергия преобразуват водата и въглеродния двуокис от въздуха в органична материя. По този начин в процеса на хилядолетната еволюция те са успели да хвърлят един огромен „зелен“ мост на енергията от Слънцето към Земята. Затова се и казва, че всички ние сме храненици на мълчаливия свят на зелените растения. Те са тези, които докарват Слънцето на човешката трапеза.

Днес растенията хранят и обличат четиримилиардното население на земята. Те пречистват въздуха, който човечеството в последните години все повече замърсява с отделящите се при индустриалните производства отровни газове. От растенията се добива дървен материал за отопление и за изработване на мебели, от други видове се получават лекарствени препарати и т.н. Всички растения, като се започне от микроскопичните представители на растителния планктон в Световния океан, от огромните кафяви водорасли, от цветята и тревите по ливадите и се стигне до гигантските дървовидни секвои, евкалипти и баобаби, са тясно свързани с нашето ежедневно съществуване и играят еднакво важна роля за запазване на общото равновесие в живата природа.

Човекът и растенията са били неразделни спътници още от появата на Хомо сапиенс. Няма съмнение, че нашите най-далечни прадеди са се появили в горите и по силата на съществуващите тогава обстоятелства са се хранили предимно с растителна храна. С течение на времето първобитните хора завладявали все по-големи площи от земята и включвали в ежедневното си меню нови и разнообразни растения. От първобитния човек ние сме наследили зърнените култури, овощарството и лозарството. Учените са намерили неоспорими доказателства, че за пръв път нашите далечни прадеди са поставили наченките на съзнателно отглеждане и развъждане на културните растителни видове в планинските райони. Хилядолетия по-късно са се появили добре познатите на всички ни от историята културни земеделски селища, оформили се в долината на големите реки Тигър, Ефрат, Нил, Ганг, Жълтата река и др. Хората от тези цивилизации са могли вече да се похвалят с много добре развито земеделие.

Интересно е да се знае, че най-много културни растителни видове, които днес се употребяват за храна от хората, са дошли от Азия, Африка и Америка. Европа е дала на човечеството два или може би най-много четири вида. Особено бедна на полезни растения е флората на Австралия, където до идването на белите заселници и внасянето от тях на културни сортове растения местното население въобще не е познавало земеделието и наред с месната храна е консумирало само корени, листа, грудки и семена от някои диворастящи видове.