Глава 9: Макрофаги — уборщики, которые живут в лёгких

В твоих лёгких кто-то живёт

Прямо сейчас глубоко в твоей груди что-то движется. Это не сердце и не дыхание. Это что-то гораздо меньше. В крошечных воздушных мешочках лёгких по стенкам медленно ползают живые клетки: они вытягиваются, поворачиваются и что-то ищут. Они ищут всё, чему там не место. А когда что-то находят, проглатывают это.

Эти занятые клетки называются макрофагами. Одна такая клетка — это макрофаг. Название происходит от очень древних слов, которые означают «большой едок», и это хорошее название. Есть — вот что макрофаги умеют лучше всего. Они едят пыль, едят микробов и едят изношенные частички твоего собственного тела, которые нужно убрать.

В прошлой главе ты узнал, что у альвеол — сотен миллионов крошечных шариков на концах дыхательных путей — очень тонкие стенки. На них нет ковра из ресничек и толстого одеяла слизи, потому что они мешали бы кислороду. Поэтому альвеолам нужны стражи другого рода. Макрофаги и есть эти стражи. Они живут прямо внутри альвеол и день за днём держат в чистоте самую глубокую часть лёгких.

Можно представить макрофаг как маленькую машину для уборки, которая сама ездит по дому. Она переезжает из комнаты в комнату, натыкается на предметы и по пути собирает крошки и пыль. Но макрофаг гораздо умнее любой машины. Он живой. Он может отличить безвредную пылинку от опасного микроба и может позвать на помощь, когда ему это нужно.

Люди впервые узнали о таких клетках больше ста лет назад. Один учёный изучал маленькую морскую звезду, такую крошечную и прозрачную, что под микроскопом её было видно насквозь. Он осторожно воткнул в её тело несколько крошечных шипов и стал ждать. На следующее утро он увидел, что вокруг шипов собралось много подвижных клеток и они пытаются их проглотить. Он понял, что в телах есть клетки, чья работа — съедать то, чему там не место, и дал им название, которое означает «большой едок».

Семья защитников

Макрофаги принадлежат к большой семье защитников, которые называются белыми клетками крови; впервые ты встретился с ними в миндалинах в главе 4. В крови полно красных клеток крови, которые переносят кислород и делают кровь красной. Но среди них перемешаны белые клетки крови, которые защищают тело от микробов. Белых клеток крови гораздо меньше, чем красных, — примерно одна белая клетка на несколько сотен красных. И всё же белые клетки крови — это армия твоего тела, и они очень хорошо делают свою работу.

Белые клетки крови образуются в мягкой губчатой середине некоторых костей, в части, которая называется костным мозгом. Костный мозг всё время делает новые клетки крови, и красные, и белые. Некоторые белые клетки крови живут всего день или два, а другие живут много лет. Новые клетки появляются постоянно, поэтому у тела всегда наготове свежие защитники.

Есть несколько видов белых клеток крови, и у каждого вида свои особые таланты. Одни — быстрые спасатели, которые мчатся на место, как только находят микробов. Они называются нейтрофилами. Другие — те, кто планирует и запоминает. Они учатся узнавать определённых микробов, а некоторые из них делают антитела — особые белки, которые прилипают к микробам и помечают их для уничтожения. Они называются лимфоцитами.

А ещё есть большие едоки — макрофаги. Макрофаги живут во многих частях тела, а не только в лёгких. Макрофаги есть в коже, в печени, в кишечнике и во многих других местах. Каждая группа приспособлена к тому месту, где живёт. Макрофаги, которые живут в альвеолах, особенно хорошо справляются со своей работой в лёгких: ползают по тонким влажным стенкам воздушных мешочков и держат их чистыми.

Откуда берутся макрофаги лёгких? Многие из них поселились в лёгких очень рано, ещё до твоего рождения, и при необходимости делают новых макрофагов из себя, немного похоже на семью, которая живёт в одном и том же районе много поколений. Когда нужна дополнительная помощь, другие белые клетки крови, которые называются моноцитами, могут перейти из крови в лёгкие. Добравшись туда, моноциты тоже могут превратиться в макрофагов.

Макрофаг маленький, но по сравнению с микробом он великан. Один макрофаг примерно в десять раз шире обычной бактерии, а то и больше, и во много-много раз шире вируса. И всё же, чтобы увидеть макрофаг, нужен микроскоп. Четыре или пять макрофагов рядом составят в ширину примерно один волос на твоей голове.

Как ест большой едок

У макрофага нет ни рта, ни зубов. Как же он ест? Он использует всё своё тело. Макрофаг мягкий и может менять форму. Когда он находит что-то съедобное, он вытягивает части себя, немного похоже на то, как протягивают две руки. Эти мягкие руки обтекают пылинку или микроб, пока не встретятся с другой стороны.

Представь, что ты держишь мягкое одеяло и заворачиваешь в него мяч, пока мяч не скроется целиком. Макрофаг делает что-то похожее. Когда его руки полностью обхватывают микроб, микроб оказывается внутри макрофага, запечатанный в маленьком пузырьке. Учёные называют такое проглатывание поглощением, или фагоцитозом. Теперь микроб в ловушке и не может сбежать.

Потом макрофаг начинает разрушать микроб. Внутри макрофага есть другие маленькие пузырьки, наполненные сильными веществами. Эти пузырьки соединяются с пузырьком, в котором находится микроб, и сильные вещества вливаются внутрь. Вещества разбивают микроб на крошечные кусочки, примерно так же, как соки в желудке расщепляют еду. В каком-то смысле у каждого макрофага внутри есть свой маленький желудок.

Как макрофаг узнаёт, куда идти? Он следует за сигналами. Микробы и повреждённые клетки выделяют крошечные следы веществ, и макрофаг может их почувствовать. Он движется туда, где сигнал сильнее всего, так же как ты можешь пойти на запах тёплого хлеба, чтобы найти кухню. А ещё на поверхности макрофагов есть особые участки, которые могут узнавать наружные оболочки многих распространённых микробов. Когда эти участки касаются микроба, макрофаг понимает, что нашёл что-то съедобное.

Макрофагу нужно знать и то, чего нельзя есть. Было бы настоящей бедой, если бы он начал есть здоровые клетки твоих собственных лёгких. К счастью, у здоровых клеток на поверхности есть особые метки, которые работают как табличка: «Я здесь свой. Пожалуйста, не ешь меня». Макрофаг проверяет такие таблички и не трогает здоровые клетки. Изношенные или повреждённые клетки теряют свои таблички и вместо них показывают другие, которые говорят макрофагу, что пора их убрать.

Один макрофаг может съесть много микробов, одного за другим, и может работать долгое время. Некоторые макрофаги лёгких остаются на посту месяцами или даже дольше. Они снова и снова обходят один и тот же участок, поэтому альвеолы проверяются снова и снова. Чаще всего они находят лишь несколько безвредных пылинок, которые нужно убрать, и делают это так тихо, что ты совсем ничего не чувствуешь.

У макрофагов в альвеолах есть ещё одна ежедневная работа по уборке. Помнишь сурфактант — похожую на мыло жидкость, которая не даёт крошечным воздушным мешочкам слипаться? Лёгкие вырабатывают его всё время, и старый сурфактант нужно убирать, чтобы его место занял свежий. Макрофаги помогают, съедая использованный сурфактант. Так они поддерживают оболочку альвеол свежей и в хорошем рабочем состоянии.

Пыль, дым и другие частички

Не всё, что ест макрофаг, — это микробы. Каждый день ты вдыхаешь тысячи литров воздуха, а этот воздух несёт крошечные частички пыли, сажи и пыльцы. Нос, трахея и бронхи ловят большую часть этих частичек. Но несколько самых крошечных частичек опускаются до самых альвеол. Макрофаги съедают и эти частички, чтобы они не накапливались в лёгких.

Пыльца — ещё одна частичка, с которой макрофаги часто встречаются. Для большинства людей несколько крупинок пыльцы совсем не беда, и макрофаги просто их убирают. Но у некоторых людей есть аллергия. В их теле другие части системы защиты принимают безвредную пыльцу за опасного микроба. Вот почему некоторые люди чихают, у них чешутся глаза или течёт из носа в то время года, когда растения выпускают много пыльцы.

Некоторые частички макрофагу разрушить легко, а другие нет. Крошечный кусочек сажи или минеральной пыли нельзя переварить так, как микроб. Поэтому макрофаг просто держит его у себя, завёрнутым и убранным с дороги. А потом у макрофага есть несколько разных способов вынести частичку из альвеол.

Первый способ — ползти. Макрофаг с грузом пыли может переползти из альвеолы вверх, в самые мелкие дыхательные пути. Там он добирается до нижнего конца движущейся лестницы из слизи и ресничек, о которой ты узнал в главе о трахее. Макрофаг забирается на неё, и эскалатор везёт его вместе с грузом до самого горла. Потом его проглатывают, и он навсегда покидает лёгкие.

Второй способ — отправиться в крошечные дренажные каналы лимфатической системы. Эти каналы уносят жидкость из лёгких к лимфатическим узлам — маленьким сторожевым станциям в форме фасолинок, с которыми ты познакомился на шее и рядом с бронхами. Некоторые макрофаги относят туда свой груз пыли. У взрослых, которые много лет дышали пыльным или дымным воздухом, эти лимфатические узлы могут постепенно темнеть из-за всех частичек, которые в них хранятся.

Макрофаги — трудолюбивые работники, но их можно перегрузить. Когда человек каждый день вдыхает дым, например табачный, макрофагам в лёгких приходится съедать огромное количество крошечных частичек дыма. Они набиваются тёмными частичками, могут устать и хуже бороться с микробами. Это одна из причин, почему курящие люди чаще болеют инфекциями грудной клетки. Если воздух вокруг тебя чистый, работа макрофагов становится гораздо легче.

Поднять тревогу

В большинство дней макрофаги в лёгких работают в одиночку. Они съедают то пылинку, то микроб, и этого достаточно. Но иногда много микробов приходит сразу. Может быть, кто-то рядом чихнул, и ты вдохнул облачко микробов простуды. Когда макрофаг находит больше микробов, чем может одолеть сам, он не просто продолжает есть. Он зовёт на помощь.

Макрофаг зовёт на помощь, выпуская вещества-сообщения. Эти вещества расходятся от макрофага, как звук тревожного звонка разносится по зданию. Сообщение доходит до ближайших кровеносных сосудов и до других белых клеток крови. Оно как бы говорит: «Здесь микробы. Скорее сюда».

Быстрые спасатели, нейтрофилы, откликаются одними из первых. Они протискиваются из ближайших кровеносных сосудов и мчатся туда, где звенит тревога. Там они вместе с макрофагами поедают микробов. Ближайшие кровеносные сосуды тоже немного меняются. Они расширяются и начинают слегка пропускать жидкость, чтобы больше защитников и больше полезной жидкости могло попасть туда, где идёт борьба.

Весь этот ответ называется воспалением. Ты, наверное, видел воспаление на коже. Когда ты обдираешь коленку, вокруг ссадины кожа может покраснеть, стать тёплой, немного опухнуть и болеть. Это тело посылает дополнительную кровь и дополнительных защитников, чтобы защитить ранку. Что-то похожее может происходить в дыхательных путях, когда ты простужен. Отёк и лишняя слизь — признаки того, что защитники заняты работой.

Некоторые вещества-сообщения уходят ещё дальше. Они могут дойти до мозга и сообщить ему, что тело борется с микробами. Тогда мозг может поднять температуру тела — это и есть жар. Эти сообщения могут ещё и вызывать усталость и сонливость, чтобы ты отдыхал и берёг силы для борьбы. Подробнее о высокой температуре и отдыхе ты узнаешь в одной из следующих глав.

Макрофаги ещё и помогают учить других защитников. Разбив микроб на кусочки, макрофаг может выставить некоторые из этих кусочков на своей наружной поверхности, немного похоже на то, как показывают портрет разыскиваемого нарушителя. Лимфоциты, проходящие мимо, могут посмотреть на эти кусочки и узнать, как выглядит микроб. Потом некоторые лимфоциты делают антитела, которые точно подходят к этому микробу, а некоторые надолго запоминают микроб. Если тот же микроб когда-нибудь вернётся, тело сможет его узнать и справиться с ним быстрее.

Не каждый микроб легко сдаётся. У некоторых микробов есть приёмы, чтобы прятаться от макрофагов, а некоторые могут даже какое-то время выживать после того, как их проглотили. Вот почему тело не полагается только на один вид стражей. Макрофаги, нейтрофилы, лимфоциты, антитела, слизь и реснички работают вместе, так что если микроб проскользнёт мимо одного стража, его будет ждать другой. Много слоёв защиты делают тело гораздо безопаснее, чем мог бы сделать любой страж в одиночку.

Уборка и успокоение

Когда борьба окончена, нужно убрать много беспорядка. Повсюду обломки микробов, изношенные нейтрофилы, которые закончили свою работу, и повреждённые клетки. Макрофаги берутся и за эту работу. Они съедают оставшиеся кусочки и очищают альвеолы, чтобы воздух снова мог как следует их наполнять.

Макрофаги помогают ещё и выключить тревогу. Когда микробов больше нет, они выпускают другие вещества-сообщения, которые говорят телу успокоиться. Отёк спадает, дополнительные защитники уходят или их убирают, и оболочка лёгких начинает заживать. Выключить тревогу вовремя так же важно, как её включить. Сигнализация, которая продолжала бы звенеть ещё долго после того, как опасность миновала, сама создавала бы неприятности.

На самом деле макрофаги лёгких обычно спокойные, уравновешенные работники. Каждый день они встречают много безвредных пылинок и крупинок пыльцы и не поднимают тревогу из-за каждой. Иначе лёгкие всё время были бы отёчными и воспалёнными. Вместо этого макрофаги тихо съедают безвредные частички и приберегают тревогу для настоящей опасности. Такое тщательное равновесие помогает лёгким оставаться здоровыми и спокойными.

Работу по уборке можно заметить после простуды. Самое тяжёлое позади, силы возвращаются, и ты снова начинаешь чувствовать себя собой. Но небольшой кашель может остаться ещё на какое-то время, иногда на неделю или дольше. Часто это потому, что оболочка дыхательных путей ещё заживает, а уборщики всё ещё наводят порядок. Если кашель длится долго или кажется, что он усиливается, взрослому нужно поговорить с врачом.

Тебе не нужно делать ничего особенного, чтобы помочь макрофагам. Они работают сами, и тебе не надо о них думать. Но те же полезные привычки, которые помогают остальному телу, помогают и этим уборщикам. Достаточный сон, разнообразная полезная еда, вода и подвижные игры помогают защитникам тела оставаться сильными. А если дышать чистым воздухом, подальше от дыма, у макрофагов будет меньше работы.

В следующий раз, когда будешь делать глубокий вдох, подумай о макрофагах в альвеолах. Они ползают, ищут, едят и наводят порядок, и всё это без единого звука. Они делают это с тех пор, как ты себя помнишь, и даже раньше, и будут делать это всю твою жизнь. Это одни из самых верных стражей твоего тела.

Но макрофаги — не единственные путешественники в лёгких. Вспомни моноциты, которые могут прийти из крови и стать новыми макрофагами, и нейтрофилы, которые мчатся на помощь, когда звенит тревога. Все они путешествуют по телу в крови. Кровь ещё и несёт кислород, который собирают альвеолы, и доставляет его каждой клетке от головы до пяток. В следующей главе ты прокатишься вместе с кровью — красным поездом, который никогда не останавливается.

Ключевые слова

Макрофаг: большая белая клетка крови, которая поедает микробов, пыль и изношенные клетки. Её название означает «большой едок».

Белые клетки крови: клетки крови, которые защищают тело от микробов. Их ещё называют лейкоцитами. Есть несколько видов, и у каждого своя работа.

Поглощение: то, как ест макрофаг: он обволакивает своим мягким телом микроб или частичку, пока они не окажутся запечатанными внутри него.

Нейтрофилы: быстро движущиеся белые клетки крови, которые мчатся туда, где нашли микробов, и помогают их уничтожить.

Лимфоциты: белые клетки крови, которые учатся узнавать определённых микробов. Некоторые из них делают антитела, а некоторые надолго запоминают микробов.

Моноциты: белые клетки крови, которые путешествуют в крови и могут превращаться в макрофагов, когда переходят в ткани тела.

Антитела: особые белки, которые прилипают к микробам и помечают их, чтобы другие защитники могли их найти и уничтожить.

Воспаление: ответ тела на микробов или травму, когда к какому-то месту приходит дополнительная кровь и защитники; часто при этом появляются покраснение, тепло и отёк.

Аллергия: реакция, при которой защитники тела принимают что-то безвредное, например пыльцу, за опасного микроба. Она может вызывать чихание, зуд в глазах или насморк.