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.

 

Тимус

После открытия явления аутотолерантности лимфоцитов к собственным белкам ТС со всей остротой встал вопрос: где эти клетки учатся распознавать «свое» и «чужое». Очевидным было лишь то, что это удивительное «привыкание» лимфоцитов не их исходное свойство, а качество, которое они приобретают.

Судьбе было угодно распорядиться, чтобы первый ответ на этот вопрос был дан сотрудником все того же австралийского исследовательского центра, которым руководил Бернет. Его ученик Джек Миллер поехал в Англию с поручением уточнить функции таинственной вилочковой железы, или тимуса, расположенной под грудиной на перекрестке всех кровеносных магистралей тела. Как ни странно, но до 1960 г. эта железа была «белым пятном» в биологическом атласе, о ее значении в деятельности организма никем не было сказано ничего определенного. Бернет мог только догадываться, что этот орган сродни иммунитету, так как клетки его очень напоминали лимфоциты крови, а пик его развития приходился на эмбриональный период.

Миллер начал с того, что разработал миниатюрную операцию удаления тимуса у крошечных мышиных эмбрионов с помощью вакуумного насоса. Дальнейшее наблюдение животных, лишенных после рождения тимуса, показало их резкое отставание в развитии по сравнению с неоперированными мышами. Удаление тимуса вело к исчезновению сопротивляемости к микробам, развитию смертельных инфекционных болезней, ослаблению реакций отторжения донорских трансплантатов, общему истощению и гибели животных. Миллер попробовал пересадить таким увечным животным тимус от однолинейных мышей и убедился в том, что все нарушенные функции волшебным образом восстанавливаются. Все это было настолько наглядно и очевидно, что Миллер тут же написал статью «Иммунологическая функция тимуса», которая была опубликована в журнале «Ланцет» в 1961 г.

Все описанные изменения отмечались только тогда, когда тимус удаляли у новорожденных мышей, тимэктомия взрослых животных никак не отражалась на их самочувствии. Восстанавливающим эффектом обладал не только целый орган, возвращенный на свое место, но и жидкости, которые он вырабатывал при заточении его в капсулу, подсаживаемую под кожу ослабленным мышам. Оба этих факта потом приобрели особую важность.

Работы Миллера имели большие последствия. В иммунологии начался тимусный «бум»: лимфоциты тимусного подчинения обозначили Т-лимфоцитами, а места их сосредоточения - Т-зонами; клеточные защитные реакции получили общее название Т-иммунитета. Исследование жидкостей, продуцируемых этой железой, привело к открытию гормонов тимуса, обладающих свойством стимулировать иммунитет у людей и животных. Препараты этих гормонов - тимозин, тактивин, тималин, тимостимулин и пр. стали использовать в лечебных целях при разнообразных по вызвавшей их причине иммунологических дефектах. Остававшийся до того в тени, этот орган теперь был объявлен центральным регулятором иммунитета.

Уже много лет биологи всех специальностей дотошно исследуют строение органа и его деятельность, но далеко не все еще удалось выяснить. Известно, что незрелые лимфоциты попадают в тимус из костного мозга, эти клетки не имеют никаких опознавательных знаков и не способны осуществлять защиту. Все характеристики Т-лимфоцитов они получают в тимусе, сначала в его корковом слое, а потом - в мозговом. Кора тимуса пронизана отростками особых клеток, на которых четко выражены белки ТС. Их называют «клетками-кормилицами», потому что под их покровительством лимфоциты заимствуют не только белки ТС, но и все другие молекулы, необходимые для их последующей деятельности. Здесь же происходит массовая гибель новобранцев, возможно, что при этом выбраковываются все потенциально опасные аутореактивные клетки, а оставшиеся используют запасы питательных веществ, без которых их дрейф не получил бы завершения.

Нескорый процесс созревания Т-лимфоцитов сопровождается «включением» определенных генов этих клеток, которые обеспечивают плотность молекул белков ТС на клеточной мембране, способность к челночному движению между кровью и тканями, дальнейшую специализацию их в защитных реакциях. Мы не знаем, однородны ли поступающие в тимус незрелые лимфоциты или уже исходно, генетически они предопределены для разных «ратных дел». Какие-то лимфоциты станут потом продуцентами иммунологических гормонов, другие - убивающими клетками, третьи - лимфоцитами обратной связи, супрессорами.

Проходя через контрольные пункты из коркового в мозговой слой, созревающие Т-лимфоциты как бы демонстрируют отсутствие у них агрессивных по отношению к собственному организму намерений. Они минуют «кладбища» своих собратьев, обеспечивших «пожар обмена» в тимусе, где лимфоциты делятся быстрее, чем в каком-либо ином участке тела. В мозговом слое, следующем «классе генеральной академии иммунитета», происходят заключительные этапы выбраковки и созревания этих уникальных распознающих клеток. Часть лимфоцитов остается в тимусе, но подавляющее большинство «подходящих клонов» получает «выходную визу» и вместе с ней право покинуть тимусную крепость. Теперь эти зрелые Т-лимфоциты могут лишь узнавать свои белки ТС, а по отношению к «чужому», угрожающему этим белкам, Т-клетки непримиримо враждебны. Несмотря на столь жесткую селекцию и внутритимусное их разрушение, выселившиеся Т-лимфоциты составляютдо 70% всех лимфоцитов крови, цифра их абсолютного содержания в организме человека достигает 107-108.

Маленькая вилочковая железа, размещающаяся под нижним участком грудины, имеет свой цикл развития, не согласующийся с динамикой роста остального тела. Отношение веса тимуса к весу остального тела у эмбриона неуклонно нарастает в течение двух первых третей беременности, но незадолго до рождения рост тимуса замедляется, а далее начинается его все более заметное отставание в относительном весе: у человеческого плода последней трети беременности вес тимуса составляет 1,5-2% от веса тела, у новорожденного - 0,5%, а после 40 лет - меньше 0,01%. Процессы размножения и деления клеток в тимусе с возрастом также замедляются. Наблюдается как бы постепенное угасание функциональной активности этого главного иммунологического органа. Полнокровная железа у новорожденного - и белесоватый «рудимент» у половозрелого юноши. Многие ученые пытались понять смысл такого раннего увядания.

Нет, тимус не исчезает у взрослых безвозвратно, как, скажем, хвост у раннего эмбриона или молочные зубы ребенка. Определенные его структуры остаются, недаром имеются наблюдения о временной его атрофии у беременных или при прогрессирующем раке. Но все же при хирургическом удалении тимуса у взрослых драматических последствий не наступает. Следовательно, или Т-лимфоцитами организм смолоду обеспечен на все последующие десятилетия, или тимус со временем частично уступает свои функции другим тканям.