Наука о живом. Современные концепции в биологии - Медавар Питер (книги онлайн бесплатно без регистрации полностью TXT) 📗
Иммунная реакция — это адаптивный ответ организма, вызывающий разрушение, нейтрализацию, отторжение или уничтожение результатов вторжения некоторых чужеродных факторов, таких, как бактерии, вирусы, паразитические простейшие, пересаженная от других особей ткань, а также, очень возможно, и злокачественные новообразования (см. гл. 14). Вещества, вызывающие иммунную реакцию, называются антигенетическими или — употребляя имя существительное — антигенами. Отличительной характеристикой антигена является его чужеродность, т. е, то, что он «не свой». Однако даже свои компоненты могут иногда вызвать иммунную реакцию, поскольку чужеродность, как характерное свойство, определяющее антиген, означает только его чужеродность для реагирующей системы, и, если некоторые части организма были на протяжении значительной части его жизни изолированы, их высвобождение в результате какого-либо повреждения или дегенеративного процесса дает им возможность проявить свои антигенные свойства. Реакция против таких своих компонентов! называется аутоиммунной. Компоненты организма, измененные химическим воздействием или вирусной инфекцией, также могут вызвать аутоиммунную реакцию.
Общая форма иммунной реакции, которую принято считать (скорее всего, неправильно) типичной (или даже прототипичной), заключается в том, что антиген вызывает образование антитела*. Антитело — это циркулирующий в крови белок, чье строение точно комплементарно (т. е. дополнительно) строению антигена или, вернее говоря, строению той части антигена, которая придает ему его антигенные свойства. Когда антиген и антитело встречаются, может произойти одна из целого ряда различных реакций: агглютинация, или склеивание, если антигены являются клетками; иногда разрыв клеточных оболочек, совместное осаждение, если антиген тоже растворимый белок, или же детоксикация, если антиген представляет собой ядовитое вещество (токсин), вырабатываемое {114} бактерией. Конечным результатом в случае успешной иммунной реакции будет разрушение антигена или уничтожение его действия. Телеологическое правило «чужой — плохой» оказалось очень надежным — ведь теперь известно, что иммунная активность чрезвычайно важна для жизни: некоторые дети рождаются без способности вырабатывать антитела и их удается сохранять живыми только с помощью антибиотиков или массированных переливаний нормальной крови или ее составных частей, содержащих антитела.
С участием антител идут две важнейшие иммунные реакций: лизис, т. е. механическое разрушение антигенных клеток и высвобождение их содержимого в окружающую среду, и фагоцитоз — процесс, при котором антигенные частицы активно захватываются и поглощаются, часто перевариваются и в любом случае обезвреживаются макрофагами, или полиморфами (см. гл. 16). Процесс лизиса осуществляется очень сложным и неустойчивым компонентом крови, так называемым комплементом, который действует, только когда его активирует специфическое антитело; процесс фагоцитоза очень облегчается и ускоряется, если частицы, которые должны быть поглощены фагоцитами, облепляются особыми антителами, предназначенными для борьбы с ними. «Стимулируйте фагоциты!» — этот клич сэра Коленсо Риджена в пьесе Бернарда Шоу «Врач перед дилеммой» в. значительной степени означает призыв стимулировать образование специфических антител.
Клеточный иммунитет. Долгие годы антигены и антитела настолько полно владели умами иммунологов, что исключали даже самую смелую мысль о возможности других иммунных ответов, но теперь известно, что имеется совершенно иной вид иммунной реакции, осуществляемой путем воздействия не антител, а лимфоцитов, которые враждебны антигенам и носителям антигенов и вызывают их разрушение. Иммунная реакция, осуществляемая фагоцитами, так же специфична, как и реакция, осуществляемая циркулирующими в крови антителами. Именно клеточный иммунитет вызывает отторжение пересаженной ткани, разрушает внутриклеточных паразитов, обеспечивает невосприимчивость к туберкулезу, {115} а возможно, и противоопухолевый иммунитет (см. гл. 14); с другой стороны, гуморальный, т. е. осуществляемый антителами, иммунитет, по-видимому, защищает нас от большинства обычных бактериальных и вирусных инфекций.
Лимфатическая система. Клетки, распознающие антиген и реагирующие на него тем или иным образом, принадлежат к лимфатической системе — системе клеток, типичным членом которой является лимфоцит.
Распознавание антигена. Даже когда речь шла об образовании антител (процессе, в своей основе гораздо более простом, чем иммунный ответ клеток), решение информационной проблемы — каким образом распознается антиген и каким образом синтезируется точно комплементарная к нему структура — было далеко не очевидным. Проблема эта была бы не столь сложной, если бы разнообразие антигенов было ограниченным и требовало образования того или иного антитела из ограниченного числа возможных вариантов, но трудность заключается в том, что антигены столь же разнообразны, как разнообразны сами живые организмы, а организм способен вырабатывать антитела даже против прежде не существовавших антигенов — например, против синтезированных органических соединений, которые каждый год производятся во все большем изобилии и способны придавать антигенные свойства любой макромолекуле, стоит им к ней прикрепиться. До возникновения молекулярной биологии проблема не представлялась такой уж головокружительно сложной — тогда предполагалось, что антиген может сам сообщать структуру необходимого антитела, т. е. что он способен сам давать информацию, управляющую синтезом молекулы антитела, и что молекула антитела может строиться вокруг антигена и непосредственно на его поверхности, получая, таким образом, точно комплементарную к нему структуру. Крупнейший американский химик-теоретик Лайнус Полинг одно время считал такой процесс вполне возможным и придумал остроумную модель того, как молекулы антител в присутствии антигена сами меняют свою форму. Это было инструктивной, или «ламаркистской», интерпретацией всего процесса, весьма согласной со здравым смыслом, но когда {116} стало ясно, что информация не может передаваться от белка к белку, а передается только от нуклеиновой кислоты к белку, пришлось искать какое-то другое объяснение. Одна из возможностей такова: в процессе своего развития лимфоидные клетки случайным образом становятся столь разнообразными, что каждому возможному антигену уже соответствует какая-то лимфоидная клетка, а следовательно, и потенциальный «клон», т. е. целый ряд поколений лимфоидных клеток, способных вырабатывать комплементарные к этому антигену антитела. Такое разнообразие может возникнуть путем мутаций в линии клеток, ведущей от оплодотворенного яйца к миллиардам лимфоцитов взрослого организма, или же путем мутаций в каком-то более мелком, чем ядро, компоненте клетки. В любом случае такой предполагаемый процесс означает, что лимфоидные клетки, обладающие колоссальным количеством потенциально возможных реакций, уже имеются в наличии и только ждут встречи с антигеном, чтобы полностью развернуть свою активность. Это объяснение несомненно дарвинистское, т. е. оно опирается на случайные изменения и на отбор, и весьма показательно, что одна из самых первых научных статей по этому вопросу, вышедшая из-под пера Нильса К. Ерне, была озаглавлена: «Теория естественного отбора в образовании антител». Однако предположение о случайных вариациях в линии клеток, возникающих из зиготы и порождающих взрослые лимфоидные клетки, — не единственная возможность; вполне вероятно, что вся информация, необходимая для того, чтобы обеспечить выработку антител, уже содержится в оплодотворенном яйце и затем поровну распределяется во всех происходящих от него лимфоидных клетках. На первый взгляд это кажется, пожалуй, чересчур сложным, но только До тех пор, пока мы не вспомним о колоссальном разнообразии и тонкости информации, закодированной в ядре зиготы, — например, о том, что все сложности женского поведения (в той мере, в какой они запрограммированы) заложены в коде мужской зиготы (и наоборот) и ожидают момента, когда они будут высвобождены и активизированы соответствующим внешним стимулом, или же о тех почти невероятно тонких нюансах процесса развития, которые позволяют {117} сказать, что нос у младенца точь-в-точь мамин, а улыбка совсем как у дядюшки. Если такое предположение верно, из него следует, что антиген воздействует на лимфоидную клетку почти точно таким же способом, каким действует зародышевый индуктор (см. гл. 9), и так же, как последний, пробуждает в реагирующей на него клетке ту или иную из заложенных в ней возможностей.
