Имя ему СПИД: Четвертый всадник Апокалипсиса - [26]
Однако в зависимости от типа клеток ВИЧ совершенно по-разному ведет себя в них. Например, проникая в макрофаг или нервную клетку, вирус практически не повреждает их оболочку, и поэтому такие зараженные клетки еще долгое время продолжают относительно нормально функционировать. По сути дела, вирус использует эти клетки как некие убежища. Клетки с длинным сроком жизни, такие как моноциты, макрофаги и дендритные клетки, могут долго хранить в себе большие количества вируса и при этом не погибать. Зараженные макрофаги являются одним их основных резервуаров инфекции. Это можно видеть на электронномикроскопической фотографии, представленной на рис. 10. Макрофаг буквально «нашпигован» вирусными частицами. ВИЧ в таких резервуарах неуязвим ни для иммунной системы, ни для лекарств. Однако и для макрофагов все это не проходит совершенно бесследно. Они выживают, но при этом сильно изменяются.
>Рис. 10. На электронномикроскопической фотографии макрофага, инфицированного ВИЧ-1, видны многочисленные вирусные частицы (2 темные области), которыми клетка буквально «нашпигована». (Фото любезно предоставлено профессором С. М. Клименко)
ВИЧ весьма коварен, патогенное действие его на иммунную систему осуществляется множеством разных изощренных способов. Проникая в разные типы клеток, вирус сильно влияет на обмен веществ (метаболизм) в них. По последним оценкам, около 2 тыс. генов изменяют характер своей работы при размножении ВИЧ в клетке. Под влиянием ВИЧ и лимфоциты, и макрофаги начинают производить нерегулируемое количество уже упоминавшихся специфических белков — цитокинов. Посредством цитокинов, которые являются своеобразным клеточным «языком», клетки способны общаться и взаимодействовать друг с другом, что и обеспечивает объединение их усилий на борьбу с «чужаком». B норме эти белки тонко регулируют работу иммунной системы. Но под действием ВИЧ ситуация резко меняется, что приводит к дезорганизации функций иммунных клеток и развитию разнообразных патологических симптомов. Таким образом, ВИЧ осуществляет крупномасштабное репрограммирование зараженных клеток. И такие измененные клетки уже по-иному взаимодействуют как друг с другом, так и с другими клетками организма. Так, с поверхности макрофагов исчезают белки иммунного ответа, без которых они становятся неспособными «представлять» лимфоцитам на уничтожение чужеродные белки-антигены. Все это ведет в конечном итоге к разрушению как гуморального, так и клеточного иммунитетов.
Инфицированные вирусом в слизистых оболочках макрофаги и дендритные клетки, как это им и положено по статусу, тащат вирус в места скопления лимфоцитов — в лимфоузлы. B результате этого уже на ранних стадиях инфекции ВИЧ проникает и активно размножается в лимфатических узлах и сходных органах, где в конечном итоге большие количества вируса скапливаются в сетях специализированных клеток с длинными, напоминающими щупальца отростками, живущими в лимфоузлах, — еще одним видом дендритных клеток, но которые, в отличие от упоминавшихся выше, не передвигаются. Эти клетки находятся в самых «горячих точках» лимфоузлов и действуют подобно липучке для мух, захватывая на своей поверхности вторгшийся в организм ВИЧ и удерживая его потом, как в холодильнике. На конечном этапе дендритные клетки лимфоузлов активируют B — лимфоциты, которые начинают свой иммунный ответ на вирус в виде синтеза антител. Туда же подходят С4-содержащие Т-клетки, которые спешат помочь B-лимфоцитам справиться с «интервентами». А ВИЧ только этого и ждет. С4-лимфоциты — его основная мишень, и он их успешно заражает. После этого инфицированные ВИЧ Т-лимфоциты могут выходить из лимфоузла и инфицировать другие Т-клетки-хелперы, которые собираются вокруг них. На протяжении нескольких лет, даже когда в крови обнаруживается очень мало вируса, значительное количество вируса накапливается как внутри инфицированных клеток в макрофагах и в лимфоузлах, так и связанными с дендритными клетками. B конечном счете накопившийся ВИЧ «взламывает» сети дендритных клеток, а Т-хелперы «на своих плечах» выносят его в кровоток.
Проникнув в свою главную мишень — Т-лимфоцит, вирус становится там полным хозяином и паразитирует до тех пор, пока клетка жива. Т-хелперы очень чувствительны к вирусу и при инфицировании в конечном итоге неизбежно погибают. Размножаясь в Т-клетках, ВИЧ разрушает их изнутри, используя все их силы для своего самоподдержания.
Обычно после появления провируса в клетке он быстро «пробуждается», активируется и начинает направлять синтез различных вирусных компонентов. Но у определенного процента клеток провирус долгое время остается неактивным, пока клетка-хозяин не будет активирована соответствующими сигналами от иммунной системы. Такие латентные инфицированные клетки служат в качестве еще одного долговременного резервуара инфекции, который оказывается защищенным как от иммунной системы, так и от действия антивирусных препаратов.
В процессе активации провируса участвует множество разнообразных факторов. Наиболее известные из них — общее состояние иммунной системы до заражения ВИЧ, возраст, генетические особенности организма, образ жизни, а также другие вирусы, которые успели проникнуть в организм еще до появления в нем ВИЧ. Активирующими факторами могут выступать различные белки самой клетки, которые, продолжая выполнять свои основные функции в клетке, одновременно, сами того не понимая, «будят» притаившегося в них зверя. Эти белки носят различное название (антигены, цитокины, факторы транскрипции, трансактиваторы и др.), и в норме они участвуют в регуляции работы собственных генов, определяющих правильное функционирование клетки, ее размножение и гибель. Да, да, и гибель! Дело в том, что гибель клеток также часто запрограммирована в нашем геноме. Такая запрограммированная смерть получила красивое название — апоптоз. При этом клетка гибнет не от руки какого-нибудь постороннего убийцы, а сама приносит себя в жертву во имя блага всего организма. Как это ни странно, апоптоз не менее необходим клетке, чем ее деление и рост. Так, он является причиной того, что в крови в норме происходит ежедневно гибель многих миллионов клеток: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и др. Они свое отработали в организме, и на их место приходят новые клетки, которые образуются в специальных кроветворных органах: костном мозге, селезенке, тимусе. В результате четкого баланса между гибелью старых и образованием новых клеток содержание и соотношение разных клеток крови сохраняется строго постоянным. Существуют специальные белки, которые как способствуют, так и препятствуют процессу апоптоза. Эти белки подобны членам судейской коллегии. Они могут либо одобрить смертный приговор, либо его отменить или приостановить исполнение. Некоторые из этих белков — «ястребы» — обычно «голосуют» за смертный приговор. Другие — «голуби» — за помилование. В ряде случаев решение принимается простым большинством голосов. Вмешательство ВИЧ приводит к существенному нарушению сложившегося баланса.
26 июня 2000 года произошло очень знаменательное событие, о котором много писалось в прессе. На пресс-конференции с участием президента США и премьер-министра Великобритании представители двух исследовательских коллективов — международного консорциума Human Genome Project и компании Celera Genomics — торжественно объявили о том, что в результате многолетних усилий большого числа ученых и огромного финансирования закончена расшифровка генома человека (точнее, определена полная структура ДНК). Был успешно реализован не имеющий аналогов по масштабам Проект века.
26 июня 2000 года произошло очень знаменательное событие, о котором много писалось в прессе. На пресс-конференции с участием президента США и премьер-министра Великобритании представители двух исследовательских коллективов — международного консорциума Human Genome Project и компании Celera Genomics — торжественно объявили о том, что в результате многолетних усилий большого числа ученых и огромного финансирования закончена расшифровка генома человека (точнее, определена полная структура ДНК). Был успешно реализован не имеющий аналогов по масштабам Проект века.
Книга посвящена жизни и творчеству выдающегося советского кристаллографа, основоположника и руководителя новейших направлений в отечественной науке о кристаллах, основателя и первого директора единственного в мире Института кристаллографии при Академии наук СССР академика Алексея Васильевича Шубникова (1887—1970). Классические труды ученого по симметрии, кристаллофизике, кристаллогенезису приобрели всемирную известность и открыли новые горизонты в науке. А. В. Шубников является основателем технической кристаллографии.
Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.
Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.
«Занимательное дождеведение» – первая книга об истории дождя.Вы узнаете, как большая буря и намерение вступить в брак привели к величайшей охоте на ведьм в мировой истории, в чем тайна рыбных и разноцветных дождей, как люди пытались подчинить себе дождь танцами и перемещением облаков, как дождь вдохновил Вуди Аллена, Рэя Брэдбери и Курта Кобейна, а Даниеля Дефо сделал первым в истории журналистом-синоптиком.Сплетая воедино научные и исторические факты, журналист-эколог Синтия Барнетт раскрывает удивительную связь между дождем, искусством, человеческой историей и нашим будущим.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.
Каждый, кто впервые знакомится с пчелами, попадает в поразительно интересный, диковинный, можно сказать, фантастический мир, великолепно организованный и бесконечно гибкий, простой в своем естественном совершенстве и в то же время беспредельно сложный. Читатель заглянет в их улей декабрьским днем, когда зима поворачивает на мороз, а солнце на лето и в сонном клубе пробуждается жизнь пчелиной семьи. Он увидит их в весенний полдень, когда сады одеты белой пеной и пронизаны гудением сборщиц, опыляющих цветы, и глубокой осенью, когда поля уже давно сжаты, а пчелиные гнезда убраны.