Почему мы не похожи друг на друга

Очерки о биологической индивидуальности

Белки тканевой несовместимости отличают каждого из нас от окружающих и от всех живущих на планете людей. Чем же мы отличаемся друг от друга, в чем причина этой несхожести?

Этот сайт рассказывает о новейших исследованиях и намечающихся перспективах в расшифровке многих секретов биологической индивидуальности организмов.

 

Н-2 молекулы и распознавание

Фантастические возможности хирургической техники, вооруженной сосудосшивающими аппаратами, приборами для искусственного кровообращения, дыхания и гемодиализа, микроскопами для соединения нервных волокон и мелких артерий, иллюстрируют не только пересадки сердца, но и сердечно-легочного комплекса, печени, поджелудочной железы. Рядовыми стали операции по реплантации отрезанных конечностей. В мае 1989 г. весь мир облетело известие из города Феникса, где группе американских врачей во главе с доктором Спецлером удалось приживить почти полностью отрезанную голову 10-летнему мальчику, сбитому автомобилем. Голова была отделена от туловища, ее связывали с телом лишь шейные мышцы и сухожилия. Реальностью становится вымысел писателя-фантаста А. Беляева «Голова профессора Доуэля».

Пересадка собственных тканей - аутотрансплантация издавна широко применялась в практике для проведения всякого рода заместительных операций. Пользовались врачи и некоторыми видами аллотрансплантации, когда ткань не была богата белками ТС. Академик В. П. Филатов предложил использовать для пересадки роговицу глаза от трупа; ортопеды широко применяли пересадки консервированной кости, клетки которой медленно рассасывались, уступая место собственной костной ткани. Пересадка донорской кожи обожженным людям тоже давала лечебный эффект, так как за короткий срок приживления эта биологическая повязка спасала организм от обезвоживания и инфекции. Более сложные вмешательства требовали решения иммунологических проблем, но история изучения факторов тканевой несовместимости не вышла еще из детского возраста.

В 1912 г. Дженнингс впервые математически рассчитал, что при длительном внутрисемейном скрещивании (детей с родителями или братьев с сестрами) у потомства все более отчетливо будет проявляться генетическое единообразие, а для достижения полного белкового сходства нужно скрестить не менее 90 поколений. Селекционеры начали проводить такую работу на мелких лабораторных животных. При инбредном (родственном) скрещивании исключалась генетическая изменчивость, характерная черта полового размножения в естественных условиях. С каждым новым поколением потомки все меньше отличались от родителей. Наибольшую удачу сулили опыты на мышах, у которых за один год можно получить несколько поколений животных. Все мыши чистой линии были полными генетическими копиями, как однояйцевые близнецы у людей. Именно выведение инбредных животных позволило биологическому эксперименту достигнуть почти математической точности, оно оказало большое влияние на исследования белковой несовместимости и всей биологии млекопитающих.

Самый критический момент в процессе иммунного ответа - это узнавание химического маркера, свойственного чужой молекуле. Исследование белков ТС у мышей (Н-2) поначалу преследовало задачу выявись конкретные продукты, ответственные за отторжение пересаженной ткани. Первым замечательным успехом было то, что гены белков ТС у мышей все-таки были расшифрованы и среди них выделены две группы, названные прописными английскими буквами К и С. Эти гены заведовали продукцией белков ТС соответственно Н-2К и Н-20. Их отнесли к белкам ТС первого класса.

Открытие материального субстрата биологического «я» резко стимулировало соответствующие исследования. Перед экспериментаторами встало множество вопросов, главными из которых являлись дальнейшгя расшифровка белков ТС, попытка понять их биологическое значение, объяснить механизмы распознавания их клетками тела. Сюжет иммунологического «детектива» становился сложным и многоплановым.

В 1969 г. американец И. Ройт сформулировал представления о двух клеточных эшелонах: тимуезависимом, связанном с Т-лимфоцитами, и тимуснезависимом, представленном Б-лимфоцитами (вспомним открытый у птиц орган - бурзу). В близкой позиции к обоим типам клеток находится фагоцит, крупный вариант которого называют макрофагом. Эта клетка подносит «чертеж» строения чужеродного белка Т- и Б-лимфоцитам. Последним, чтобы начать ответную иммунную реакцию, не требуется весь антиген, целая его молекула, достаточно небольшой ее части - эпитопа с самыми характерными составными частями - блоком аминокислот или простых сахаров. Так, опытному дактилоскописту не нужно иметь портрет преступника, достаточно отпечатка его пальца.

В ответ на антигенный сигнал Б-лимфоциты мобилизуют свой внутриклеточный белковый конвейер, который начинает производство антител. Поскольку они имеют глобулиновую природу, антитела называют иммуноглобулинами. Мы уже знаем: не обладай иммунная система таким приспособлением, смерть от любой инфекции была бы неизбежной. Но иммуноглобулины вырабатываются не только к микробам, а и ко всем фрагментам клеток животных. Они удивительно специфичны: одни антитела вырабатываются к оболочке микроба или животной клетке, другие - к митохондриям, ДНК и т. п. Это «боевые ракеты» с точно заданной траекторией полета и адресом цели. Но сколько же видов их может выработать организм? Миллионы! В этом тоже раскрывается удивительное разнообразие нашего внутреннего мира, иммунные клетки способны изобрести столько антител, что их белковую формулу не запомнит ни один ученый.