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.

 

Развитие белков ТС

Как в чем-то едина, но одновременно разнообразна живая природа, так и белки ТС по-своему объединяют и отличают всех представителей животного царства. Надо думать что появились они уже у первых клеток, иначе бы эти клетки не могли объединиться в первичные сообщества. Уже на этой стадии, называемой часто физическим термином «адгезия», проявилось примитивное распознавание «своего» и «чужого». Вспомним школьный пример с расчлененными клетками губок - одних из самых простейших животных: будучи распластанными на предметном стекле в смешанной куче, клетки губок - синей, зеленой, фиолетовой - постепенно расползаются и объединяются в исходный организм. И это не случайно, контакт между отдельными клетками в колонии им нужен для синтеза ДНК.

Губки не менее интересны своими клетками-мусорщиками, самыми ранними известными нам примитивными фагоцитами. Хотя сама функция фагоцитоза присуща и простейшим, именно путем фагоцитоза питается амеба, которая по причине крайней простоты строения тела объединяет пищевую и защитную функции. Губки же занимают ключевую позицию как первая многоклеточная группа животных, и именно здесь уже происходит сортировка компонентов на свои и не-свои.

Можно было бы считать, что в данном случае действуют не законы тканевой совместимости, а какие-то более элементарные. Однако проведенные недавно опыты с пересадкой части тела у губок между разными колониями показали наличие у них простейших распознающих молекул. Опыты проводились в условиях естественного обитания этих организмов, пересадку осуществляли как между родственными особями из одной колонии, так и между представителями далеких колоний, проживающих в разных океанах. У родственных особей перенесенный участок другой губки приживал, у неродственных губок трансплантат постепенно отграничивался от тела нового хозяина бесклеточным цементоподобным слоем и далее отторгался. Реакция отторжения усиливалась при пересадке ткани от губок, доставленных из другой среды обитания. Если после отторжения ткани пересадку повторяли, то вторично пересаженный участок изолировался цементным слоем еще быстрее (19 дней в первом случае и 11 - во втором). А это уже указывало на наличие у первых многоклеточных организмов своеобразной клеточной памяти. И хотя у этих простейших такая память была кратковременной и сохранялась всего 2-3 недели, но принцип «нетерпения чужого» и остаточная защитная реакция, столь отчетливо развитая у высших организмов, проявились уже на заре развития животного мира.

Поскольку окаменелости ничего не могут рассказать нам о работающей иммунной системе, простой методический прием ее изучения с помощью техники пересадки тканей оказался наиболее иллюстративным. Среди кишечнополостных животных различают множество видов, которые стоят на более высокой эволюционной лестнице по сравнению с губками. При пересадках кусочков ткани между представителями одного вида трансплантаты прочно приживают, что свидетельствует об относительной однородности белков ТС. По межвидовые пересадки у кишечнополостных неизбежно ведут к гибели чужой ткани, которую вызывают многочисленные фагоцитирующие клетки, передвигающиеся к незнакомому объекту. Не случайно эти блуждающие клетки называют амебоцитами, они и впрямь напоминают амебы, разыскивающие пищевые частицы. Такие амебоциты можно выделить из организма, они не реагируют на клетки собственного тела, но фагоцитируют эритроциты животных и человека.

У кишечнополостных (медузы, гидры, коралловые полипы) впервые в эволюционном ряду возникают две принципиально важные структуры - нервные клетки и клетки иммунитета, прообразы будущих важнейших командных систем. На этом же этапе эволюции происходит отчетливое разделение на мужские и женские особи, а некоторые разновидности (медузы) даже начинают размножаться половым путем. Эта одновременность появления в ряду развивающихся организмов нервных и защитных элементов, как и дифференцировка на половые особи, представляется весьма многозначительной.

Известный специалист в области эволюционной иммунологии В. Хилдеманн с сотрудниками провел серию изящных экспериментов по обменным пересадкам у ветвистого коралла, живущего в заливах вокруг острова Магнетик-Айленд около Австралии. Ветви донорского коралла можно обломить и использовать как трансплантаты, погрузив их в мягкие ткани реципиента. В случаях, когда донор и реципиент происходили из одной и той же колонии, имела место полная совместимость в течение всего периода наблюдений, длившегося до 300 дней. При 25 °С срастание мягких и скелетных тканей происходило за неделю, как и в естественных условиях после случайных поломок. Этот механизм срастания очень важен для поддержания структурной целостности всей колонии, подвергающейся разрушающему действию волн.