14. Te-ai întrebat vreodată de ce corpul suportă prezenţa unor cantităţi enorme de cerneală sub piele? Pentru că, de regulă, sistemului tău imunitar nu-i convine ca nimic străin, sau care n-a primit o permisiune specială, să-şi facă de cap în interiorul corpului. Şi totuşi, folosind un ac cu mişcare rapidă poţi introduce cerneală în cel de-al doilea strat al pielii tale, unde va rămâne chiar şi câţiva ani. Deşi corpului tău nu-i place deloc să aibă cerneală sub piele, dacă persoana care îţi mâzgăleşte pielea cu artă de calitate îşi cunoaşte meseria, acest lucru nu va provoca vreo daună serioasă. Dar chiar şi aşa, sistemului imunitar nu-i este pe plac această invazie. În consecinţă, pielea ta se umflă şi unele dintre particulele de cerneală sunt îndepărtate. Majoritatea rămân însă în ţesut – dar nu pentru că macrofagele n-ar încerca să le înghită. Cele mai multe particule de cerneală metalică sunt prea mari pentru a fi înghiţite, aşa că rămân acolo unde se află. Dar cele care sunt suficient de mici pentru a putea fi mâncate vor suferi această soartă. Cu toate că macrofagele se pricep să fragmenteze bacteriile şi diferite tipuri de resturi celulare, ele nu sunt capabile să distrugă cerneala. Prin urmare ele pur şi simplu o ţin în interiorul lor şi o depozitează. Dacă ai un tatuaj, când te uiţi la el aminteşte-ţi că parte din el este captiv în sistemul tău imunitar. Din nefericire, dacă după câţiva ani te hotărăşti că aceste caractere chinezeşti despre care tocmai ai aflat că înseamnă „supă“ nu sunt chiar de cel mai bun gust şi vrei să scapi de ele, vei descoperi că sistemul imunitar îţi îngreunează tentativa de a te descotorosi de tatuaj. În metoda cea mai obişnuită de înlăturare a unui tatuaj se foloseşte un laser special care-ţi pătrunde în piele şi încălzeşte puternic particulele de cerneală pe o parte a acestora, generând o tensiune care le fragmentează în bucăţi mai mici. Unele sunt se îndepărtează prin difuzie, altele sunt înghiţite de macrofage. Acest lucru poate îngreuna serios procesul de înlăturare a tatuajului, pentru că deşi macrofagele bătrâne umplute cu cerneală vor muri la un moment dat, vor sosi imediat întăriri proaspete care vor înghiţi rămăşiţele predecesoarelor lor, inclusiv cerneala pe care o conţineau. Nici ele nu pot distruge cerneala, aşa că o depozitează şi uită de ea. Din acest motiv tatuajele rămân vizibile ani de zile. În timp, cu fiecare ciclu de înlocuire a celulelor, o parte din cerneală se pierde prin difuzie, sau unele dintre noile macrofage se îndepărtează cu încărcătura lor cu tot. Prin urmare tatuajul tău se va estompa, iar marginile sale vor părea din ce în ce mai neclare.
15. De fapt produci în fiecare zi cam un miliard de neutrofile pentru fiecare kilogram al corpului tău; poţi calcula singur ce înseamnă asta pentru tine.
16. Într-adevăr, neutrofilele sunt atât de nepăsătoare în a provoca daune colaterale încât sunt cazuri în care macrofagele încearcă să ascundă de ele celulele rănite ale corpului tău! În fiecare zi, din diferite motive, în organele tale sunt celule care mor din cauze nenaturale, de exemplu atunci când ai mers pe stradă uitându-te la telefon şi ai dat peste un semn de circulaţie. Adesea, daunele provocate de un astfel de incident sunt minore şi nu necesită o reacţie intensă din partea sistemului tău imunitar. Dar, aşa cum vom învăţa ceva mai târziu, celulele moarte atrag neutrofilele, şi, dacă acestea întâlnesc o singură celulă moartă, vor agrava situaţia şi vor provoca mai multe daune decât ar fi necesar. Prin urmare, pentru a preveni acest lucru, macrofagele pot înconjura o celulă moartă cu corpul lor pentru a o ascunde efectiv de neutrofile, iar acestea, păcălite, îşi vor vedea de drum.
17. Un alt mic detaliu simpatic cu privire la neutrofile este că atunci când vânează un agent patogen, adesea formează roiuri care respectă aceleaşi reguli matematice ca roiurile de insecte. Imaginează-ţi deci că eşti hăituit de o grămadă de viespi de mărimea unor vaci şi vei avea o idee despre experienţa stresantă prin care trec multe bacterii în ultimele clipe ale vieţii lor.
9. Inflamaţia: Jocul cu focul
Probabil că nu te-ai gândit prea mult până acum la inflamaţie, pentru că e ceva destul de banal. Te-ai lovit şi rana s-a umflat şi s-a înroşit puţin, ce mare lucru? Dar de fapt inflamaţia are o importanţă crucială pentru supravieţuirea şi sănătatea ta, permiţând sistemului tău imunitar să reacţioneze rapid în faţa leziunilor şi infecţiilor subite.
Inflamaţia este răspunsul universal al sistemului tău imunitar la orice tip de invazie, vătămare sau traumă. Ea apare indiferent dacă te arzi, te tai sau capeţi o vânătaie. Sau dacă bacteriile sau virusurile îţi infectează nasul, plămânii ori intestinele. Dacă o tumoră apărută recent îţi ucide câteva celule civile privându-le de nutrienţi sau dacă ai o reacţie alergică la un produs alimentar. În toate aceste cazuri, răspunsul corpului este inflamaţia. Distrugerea sau pericolul – reale sau anticipate – produc inflamaţie.
Inflamaţia constă în umflătura roşie şi mâncărimea produse de înţepătura unei insecte, sau în durerea de gât asociată cu o răceală.
Pe scurt, rolul ei este să limiteze infecţia la o anumită regiune şi s-o împiedice să se răspândească, să contribuie la îndepărtarea celulelor lezate şi a ţesutului mort şi să servească drept cale de acces pentru celulele şi proteinele tale imune direct către locul infecţiei!18
În mod paradoxal, atunci când devine cronică, inflamaţia este unul dintre lucrurile cele mai nesănătoase care ţi se pot întâmpla. Conform unor descoperiri ştiinţifice destul de recente, inflamaţia cronică joacă un rol important în mai mult de jumătate din toate decesele survenite în fiecare an, deoarece este implicată într-un mare număr de boli, de la diferite forme de cancer la atacuri vasculare şi blocaj hepatic. Da, ai citit corect – inflamaţia cronică a stat la baza bolii care a ucis cincizeci la sută din persoanele care au murit azi. În pofida faptului că inflamaţia cronică este atât de nocivă pentru corp, inflamaţia „normală“ este indispensabilă pentru sistemul tău de apărare.
Inflamaţia este un efort de echipă, un răspuns biologic complex prin care sistemul tău imunitar declanşează o apărare rapidă în faţa leziunilor sau a infecţiilor. Pe scurt, inflamaţia este un proces în care celulele vaselor de sânge îşi schimbă forma, astfel încât plasma, partea lichidă a sângelui tău, să se poată infiltra într-un ţesut lezat sau infectat. Poţi efectiv să-ţi imaginezi acest lucru ca pe deschiderea porţilor unui baraj, în urma căreia un tsunami de apă sărată, plină de tot felul de proteine speciale cu rol defensiv, inundă rapid spaţiile dintre celulele tale, iar ţesutul se umflă ca un balon. De câte ori celulele tale suspectează că se întâmplă ceva ciudat, ele declanşează un răspuns rapid dramatic, sub forma inflamaţiei.19
Îţi poţi da seama dacă ai o inflamaţie după cinci semne: înroşire, încălzire, umflare, durere şi pierdere de funcţie. De exemplu, în povestea noastră în care ai călcat pe un cui ascuţit, degetul lezat a fost inundat cu fluid şi s-a umflat, dar s-a şi înroşit din cauza excesului de sânge din ţesuturi.
Degetul rănit se şi încălzeşte, deoarece sângele aduce cu el din căldura internă a corpului. Această încălzire îţi este de folos: celor mai multe microorganisme nu le place căldura – prin urmare, încălzirea rănii le încetineşte şi le provoacă stres. Şi chiar îţi doreşti ca patogenii din corpul tău să fie cât mai stresaţi posibil. Dimpotrivă, celulelor tale civile responsabile cu repararea ţesutului le place foarte mult creşterea temperaturii, deoarece le intensifică metabolismul şi accelerează vindecarea rănii.
Apoi avem durerea. Unele dintre substanţele chimice eliberate în inflamaţie îţi fac terminaţiile nervoase mai sensibile la durere, iar umflarea ţesutului pune presiune pe celulele nervoase dotate cu receptori pentru durere, determinându-le să trimită către creier semnale de protest. Durerea este un puternic motivator, în sensul că ne motivează s-o evităm.
În sfârşit, avem de-a face cu pierderea de funcţie. Partea asta e destul de simplă – dacă te arzi la o mână şi inflamaţia o face să se umfle şi să te doară, atunci n-o vei putea folosi cum trebuie. La fel şi atunci când calci pe un cui – piciorul tău este profund nefericit în urma acestui eveniment. Împreună cu durerea, această pierdere de funcţie se asigură că te odihneşti şi nu împovărezi sau pui presiune pe partea lezată a corpului tău. Te obligă să-ţi acorzi timpul necesar să te vindeci. Acestea sunt cele cinci semne caracteristice ale inflamaţiei.
Aşa cum vom vedea de mai multe ori în această carte, inflamaţia este foarte aspră cu corpul nostru, deoarece produce stres în ţesuturile afectate şi aduce la locul faptei celule imune agitate cum ar fi neutrofilele care provoacă daune, şi prin urmare există nişte mecanisme automate al căror rol este să o atenueze. De exemplu, mesajele chimice care produc inflamaţia se epuizează destul de repede. Inflamaţia trebuie aşadar să fie permanent solicitată de celulele tale imune; altfel, ea se stinge de la sine. În acest punct al discuţiei ţi-ai putea pune întrebarea: ce anume declanşează inflamaţia? Ei bine, răspunsul este: o diversitate de mecanisme.
Primul mod în care începe inflamaţia se datorează celulelor aflate pe moarte. În mod uimitor, corpul tău a dezvoltat un mecanism prin care îşi poate da seama dacă o celulă a murit de moarte naturală, sau de una violentă. Sistemul imunitar trebuie să pornească de la premisa că moartea violentă a unor celule înseamnă un pericol major şi prin urmare acest tip de moarte celulară este un semnal care declanşează inflamaţia.
În mod normal, atunci când o celulă a ajuns la capătul vieţii, ea se sinucide prin apoptoză, proces pe care l-am întâlnit mai devreme. Apoptoza este un fel de sinucidere calmă, în care conţinutul celulei este manevrat într-un mod curat şi organizat. Dar atunci când celulele mor de moarte nenaturală, de exemplu când sunt sfâşiate de un cui ascuţit, arse de o tigaie încinsă sau otrăvite de produşii toxici ai unei infecţii bacteriene, conţinutul celulelor tale civile se împrăştie peste tot. Anumite părţi din acest conţinut, cum ar fi ADN-ul sau ARN-ul, sunt declanşatoare extrem de eficiente ale sistemului tău imunitar şi dau naştere rapid inflamaţiei.20
Acesta este un moment bun să introducem un tip special de celulă pe care s-ar putea să-l urăşti mai târziu, când vei învăţa mai multe despre el – dacă ai avut vreodată o reacţie alergică severă, în care corpul tău s-a umflat exploziv, cel mai probabil această celulă a fost de vină: mastocita. Mastocitele sunt celule mari, umflate, pline cu mici bombe care conţin substanţe chimice extrem de agresive şi care produc o inflamaţie locală rapidă şi masivă. De exemplu, mâncărimea pe care ai simţit-o după o înţepătură de ţânţar a fost probabil indusă de substanţe chimice eliberate de Mastocite. Cel mai adesea ele stau sub pielea ta şi îşi văd de treabă, adică nu fac mare lucru, din fericire. Dar dacă te răneşti şi sunt distruse ţesuturi şi dacă mastocitele sunt ucise sau devin extrem de agitate, ele îşi eliberează agenţii chimici inflamatori superactivi şi accelerează dramatic procesul de inflamaţie.
În acest fel, ţesuturile de sub pielea ta posedă un buton pentru declanşarea de urgenţă a inflamaţiei. Aici ar fi un loc bun să amintim că unii imunologi sunt de părere că mastocitele ar juca un rol mult mai direct şi mai central în activitatea sistemului imunitar, o ipoteză care încă n-a ajuns să fie prezentată în manuale. Partea minunată a ştiinţei este aceea că prin înlăturarea ideilor acceptate toată lumea câştigă, aşa că probabil vom afla peste câţiva ani dacă mastocitele merită mai multă dragoste din partea noastră.
Următorul mod de producere a inflamaţiei presupune mai curând o decizie activă. Macrofagele şi neutrofilele dau ordinul de declanşare a inflamaţiei atunci când sunt angajate în luptă. În acest fel, atâta timp cât bătălia continuă, ele eliberează mesaje chimice care menţin câmpul de luptă inundat şi gata să primească trupe de întărire proaspete. Dar tot acesta este şi motivul pentru care o bătălie care se desfăşoară încontinuu în corpul tău e un lucru rău.
De exemplu, dacă ai o infecţie pulmonară cum ar fi o pneumonie sau COVID-19, inflamaţia rezultată şi fluidul care se acumulează în ţesutul pulmonar pot produce dificultăţi de respiraţie şi senzaţia de înec. Această senzaţie este oribil de îndreptăţită în acest caz, deoarece te îneci literalmente în excesul de fluid, care însă provine nu din afară ci din interiorul tău.
Destul despre inflamaţie pentru moment, dar să rezumăm: dacă celulele tale mor de moarte nenaturală, dacă distrugi sau superi o mastocită de sub piele sau dacă sistemul tău imunitar se luptă cu duşmanii, se eliberează mesageri chimici care produc inflamaţie. Rezultatul este un potop de fluide şi tot felul de substanţe chimice care irită duşmanii, atrag întăriri şi le facilitează accesul către ţesutul infectat: toate acestea contribuie la apărarea câmpului de luptă. Dar inflamaţia are efecte nefaste asupra corpului şi în multe situaţii prezintă un real pericol pentru sănătatea organismului.
18. Modul în care inflamaţia ajută celulele imune să ajungă pe câmpul de luptă este în acelaşi timp straniu şi fascinant. Ceea ce se întâmplă este că semnalele chimice produse de inflamaţie declanşează o schimbare atât în vasele tale de sânge din apropierea locului de unde provin mesajele inflamatorii, dar şi în celulele tale imune activate de aceleaşi semnale. Ambele componente afişează o mulţime de mici molecule speciale de adeziune, care funcţionează într-un mod asemănător cu ariciul sau scaiul de pe anumite materiale. Celulele imune care în mod normal înoată cu viteză prin fluxul sangvin pot acum să se lipească de celulele care căptuşesc vasele de sânge şi să încetinească pe măsură ce se apropie de locul infecţiei. Pe lângă asta, inflamaţia face ca vasele de sânge să fie mai poroase, astfel încât celulele tale imune se strecoară mai uşor prin aceste mici spaţii din peretele vaselor, îndreptându-se către câmpul de luptă.
19. Orice lucru legat de sistemul imunitar prezintă şi o excepţie. Există câteva regiuni ale corpului tău care sunt excluse de la această regulă a inflamaţiei, cum ar fi creierul, măduva spinării, anumite părţi ale ochilor şi testiculele (asta dacă se întâmplă să ai aşa ceva). Toate acestea sunt regiuni extrem de sensibile, în care inflamaţia ar putea produce distrugeri rapide şi ireversibile, astfel încât ele fac parte dintre aşa numitele regiuni privilegiate imunitar, de unde celulele imune sunt excluse cu ajutorul unor bariere sânge-ţesut – iar cele cărora li se permite totuşi accesul, se află sub ordine stricte să se poarte cât mai frumos.
20. Probabil că ai învăţat la şcoală că mitocondriile, centralele energetice ale celulei, sunt urmaşele unor bacterii străvechi care s-au unit cu strămoşii celulelor tale, dând naştere unor organisme simbiotice. Astăzi ele sunt organite ale celulelor tale, cărora le furnizează energie utilă. Dar sistemul tău imunitar le consideră tot bacterii, invadatori care n-au de ce să se afle în afara celulelor. Aşadar, dacă celulele tale se sparg şi sistemul tău imunitar detectează mitocondrii plutind prin jur, celulele tale imune vor genera un semnal de alertă majoră.
10. Goale, oarbe şi înfricoşate: De unde ştiu celulele unde să se ducă?
Până în momentul de faţă am ignorat complet un detaliu destul de important: de unde ştiu celulele care este direcţia cea bună, încotro să se îndrepte şi unde e nevoie de ele? Atunci când comparăm celulele cu fiinţe umane şi realizăm că ele trebuie să patruleze un teritoriu cu o suprafaţa echivalentă cu cea a întregului continent european, una dintre primele întrebări pe care le-ai putea pune este cum e oare posibil să găsească drumul cel bun? De ce nu se rătăcesc tot timpul? Iar ca provocare suplimentară, ştim că celulele sunt oarbe, ceea ce nu e lipsit de sens dacă stai puţin să te gândeşti.
Procesul de a vedea ceva presupune ca undele de lumină să lovească suprafaţa unui obiect, să se reflecte pe acea suprafaţă şi să ajungă la un organ senzitiv cum este ochiul tău, unde câteva sute de milioane de celule specializate le transformă în semnale electrice care sunt propagate către creier pentru a fi interpretate. Aşa ceva pare să reprezinte o investiţie mult prea mare pentru o singură celulă.21
Chiar dacă celulele ar avea ochi, la scara lor nu le-ar fi prea de folos să „vadă“. Iar asta pentru că lumea lor este extrem, extrem de mică, şi pentru o singură celulă undele luminoase sunt gigantice şi nepractice. Dacă ai fi de mărimea unei celule, undele de lumină vizibilă s-ar întinde de la degetele de la picioare până la buric! Bacteriile sunt deja atât de mici încât abia se pot vedea cu microscopul optic, iar imaginile lor sunt destul de neclare. Iar virusurile sunt chiar mai mici, mult mai mici decât undele luminoase şi prin urmare invizibile în toate sensurile cuvântului „a vedea“, cu excepţia folosirii unor instrumente specializate cum ar fi microscopul electronic. Pe lângă asta, cele mai multe locuri din interiorul corpului tău sunt destul de întunecoase. Dacă interiorul tău este bine iluminat, înseamnă că ceva nu e deloc în regulă.
Acelaşi principiu este valabil şi pentru auz, care nu este altceva decât abilitatea de a detecta modificări în presiunea unor gaze sau fluide şi convertirea acestor diferenţe în informaţie. Şi pentru aşa ceva avem organe de simţ dedicate şi adaptate la mediul în care trăiesc oamenii, dar care sunt complet nepractice pentru celule. Bun, deci văzul şi auzul, cu care suntem noi obişnuiţi, nu constituie opţiuni prea bune în lumea microscopică. Dar totuşi cum trăiesc celulele experienţa lumii în care vieţuiesc? Cum o percep şi cum comunică între ele?
Ei bine, într-un fel, celulele îşi adulmecă drumul în viaţă. Pentru celule, informaţia constă în ceva fizic: citokinele. Pe scurt, citokinele sunt proteine de dimensiuni mici, care sunt folosite pentru a transmite informaţie. Există sute de citokine diferite şi ele sunt importante pentru aproape orice proces biologic care se petrece înăuntrul tău – de la dezvoltarea ta în uterul matern şi până la degradarea de care ai parte atunci când îmbătrâneşti. Dar domeniul în care sunt cel mai importante este imunitatea. Ele joacă un rol esenţial în desfăşurarea bolilor şi în modul în care celulele tale reacţionează în acest proces. Dintr-un anumit punct de vedere, citokinele alcătuiesc limba folosită de celulele tale imune. Le vom întâlni de mai multe ori în această carte, aşa că hai să ne facem o idee despre rolul lor.
Să zicem că o celulă macrofagă, plutind fără o direcţie anume, dă peste un inamic. Această descoperire trebuie să fie împărtăşită imediat cu alte celule imune aliate, şi prin urmare ea va elibera citokine care transmit mesajul „Pericol! Inamic detectat! Veniţi în ajutor!“ Aceste citokine se îndepărtează, fiind preluate de mişcarea aleatorie a particulelor care plutesc în fluidele corpului tău. Într-o regiune diferită, o altă celulă imună, poate o neutrofilă, va adulmeca aceste citokine, „recepţionând“ astfel informaţia. Cu cât culege mai multe citokine, cu atât va fi mai puternic răspunsul evocat de ele.
Prin urmare, când cuiul ruginit ţi-a pătruns în piele, provocând moarte şi distrugere pe scară largă, mii de celule au ţipat în cor şi au eliberat o cantitate mare de citokine de panică, transmiţând informaţia că s-a întâmplat ceva groaznic şi că este nevoie urgent de ajutor, ceea ce pune în mişcare mii de celule. Dar asta nu e tot, mirosul citokinelor funcţionează şi asemenea unui sistem de navigaţie.22
Cu cât se va afla mai aproape o celulă de sursa mirosului, cu atât mai multe citokine va culege. Măsurând concentraţia citokinelor în spaţiul din jurul său, celula poate localiza cu precizie de unde provine mesajul, îndreptându-se apoi în acea direcţie. E ca şi cum ar „adulmeca“ în ce direcţie mirosul este mai intens. Iar asta o va îndrepta spre câmpul de luptă.
Pentru a putea face acest lucru, celulele tale imune nu au un singur nas, ci milioane, dispuse în toate direcţiile, pe suprafaţa membranei celulare.
De ce atât de multe? Din două motive: în primul rând, fiind acoperite de nasuri, celulele vor poseda un sistem olfactiv care acoperă 360°, reuşind astfel să-şi dea seama cu precizie din ce direcţie vine o anumită citokină. În cazul anumitor celule, aceste nasuri sunt atât de sensibile, încât o diferenţă de doar 1% în intensitatea semnalului de citokine în spaţiul înconjurător (ceea ce e doar un mod mai pretenţios de a spune că sunt cu 1% mai multe molecule într-o anumită direcţie decât în celelalte) le va fi suficient pentru a şti încotro să se îndrepte. Această informaţie este folosită pentru a orienta celula în spaţiu şi a o determina să se deplaseze spre ţintă, urmând întotdeauna direcţia din care vin cele mai multe citokine. Celula face un pas şi apoi adulmecă. Apoi mai face un pas şi adulmecă din nou. Până când ajunge unde trebuie.
Celălalt motiv pentru care este util să ai milioane de nasuri este pentru a împiedica celulele să greşească. Deoarece celulele tale imune sunt oarbe, surde şi prostuţe, ele nu pot pune întrebări. Ele nu ştiu dacă un semnal este real sau dacă l-au interpretat în mod corect. De exemplu, o celulă neutrofilă ar putea să culeagă o citokină rămasă de pe urma unei bătălii deja câştigate. O eroare ar putea duce la risipă de resurse, sau ar putea distrage neutrofila de la ceva mai important. Soluţia este să nu depinzi de un singur nas ci de mai multe simultan. Adulmecarea unui miros de către un singur nas nu va produce nici o reacţie. Adulmecarea unui miros de către câteva zeci de nasuri va produce o activare moderată a celulei imune. Dar când sunt implicate sute sau mii de nasuri, acest lucru va irita celula destul de intens, făcând-o să reacţioneze cu violenţă!