В Говалло - Парадоксы иммунологии

Интересными были и наблюдения за судьбой тимуса у развивающегося плода. Процессы клеточных превращений оказались в нем необычайно интенсивными: хотя масса тимуса составляет малую часть лимфоидной ткани, именно она становится источником 4/5 всех новообразованных лимфоцитов. Лимфоциты в тимусе делятся каждые 4-6 часов, быстрее, чем в каком-либо ином участке тела, за каждые 4-6 суток происходит почти полный обмен клеточной массы тимуса. Но, как это ни парадоксально, в тимусе наряду с массовым рождением происходит и тотальная (до 70-90%) гибель лимфоцитов. Лишь небольшая часть Т-лимфоцитов выходит из тимуса, но именно эти выходцы обеспечивают первооснову иммунологических функций всего организма.

Какова же биологическая целесообразность массовой гибели столь ценных клеток? По этому поводу существуют лишь предположения. Первое из них состоит в том, что погибающие клетки снабжают своих собратьев запасами полезных веществ, без которых клеткам самой быстро обновляющейся и восстанавливающейся лимфоидной ткани трудно работать с повышенной отдачей. Казалось бы, неоправданно громоздкая работа, но нет, ничего лишнего и неоправданного природа не допускает. Уцелевшие клетки, расселяющиеся в особых участках лимфоидной системы организма (Т-зависимые зоны) и составляющие 70% циркулирующих в крови лимфоцитов, сохраняют в течение всей дальнейшей жизни состояние рабочей сверхактивности, а некоторые из этих клеток (клетки иммунологической памяти) живут не один десяток лет.

Второе объяснение массовой гибели тимоцитов исходит из предположения об отборе наиболее приспособленных для неутомимой деятельности клеточных форм. Тут уместно провести аналогию с результатами опытов английского биолога С. Роуса, изучавшего механизмы саморегуляции численности организмов в популяции. Им было отмечено, что после того, как некоторые головастики в аквариуме достигают определенных размеров, в воде появляются какие-то растворимые продукты, останавливающие развитие их "менее полноценных" собратьев. Этот сигнал в среде обитания имеет биологически важное значение, так как он прекращает полное развитие иных живых форм в условиях, когда жизненных условий для выживания всех особей недостаточно.

И, наконец, третье объяснение исходит из предположения о том, что массовая гибель тимоцитов необходима для того, чтобы именно при становлении иммунных клеток местно создать переизбыток антигенов собственного тела, высвобождающихся из всех компонентов разрушенных клеток. Оставшиеся лимфоциты на всю жизнь утрачивают способность отвечать на них иммунологической реакцией, чем и объясняется их пожизненная ареактивность (толерантность) к собственным белкам.

Тимус, эта маленькая железа, размещающаяся под нижним участком грудины, имеет свой цикл развития, не согласующийся с динамикой роста остального тела. Мы уже говорили о "пожаре обмена" в тимусе, причем происходит это у раннего эмбриона, а не у родившегося в мир, кишащего микробами организма. Отношение веса тимуса к весу остального тела у эмбриона неуклонно нарастает в течение первых двух третей периода внутриутробного развития, но незадолго до рождения рост тимуса замедляется, начинается его 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 он меньше 0,01%. Процессы клеточных дифференцировок в тимусе с возрастом также резко замедляются. Наблюдается как бы постепенное угасание функциональной активности этого главного иммунологического органа, старение важнейшей железы у еще не родившегося организма [1] Тимус не является единственным органом тела, стареющим еще до рождения. К числу таких органов относится и глаз. Чем старше человек, тем хуже хрусталик глаза пропускает фиолетовые и голубые лучи. Этот непрерывный и необратимый процесс начинается уже на 7 месяце внутриутробной жизни человеческого плода и происходит он из-за того, что артерия, питающая хрусталик глаза, начинает непрерывно сужаться . В чем же здесь дело?

Если считать главной функцией иммунитета невосприимчивость организма к микробам, как это рассматривалось в совсем недавние времена, то непонятно, почему тимус достигает своего расцвета в эмбриональном периоде. Ведь в утробе своей матери эмбрион не сталкивается с микробами, а следовательно, эта функция тимуса не является для него жизненно важной. Наоборот, уже после рождения с первым глотком воздуха младенец заглатывает миллиарды микроорганизмов, которые потенциально враждебны ему и могут стать причиной инфекционного заболевания, тогда та инструктирующая функция тимуса и оказалась бы для ребёнка наиболее физиологически важной. Но нет, "Мавр сделал своё дело", и он (тимус) не воскресает вновь, не обновляется. Значит, его эволюционное предназначение в другом, не в создании противоинфекционной защиты.

Если допустить, что младенец рождается в этот мир иммунологически инертным и обучение иммунным реакциям происходит под влиянием факторов внешней среды, то кривая развития главного органа иммунитета — тимуса, наиболее высокая амплитуда которой достигается задолго до рождения, выглядит очевидным парадоксом.

Анатомический рост и функциональное созревание отдельных органов и всего тела в целом — это хорошо пригнанные друг к другу стороны развития живого организма, их целесообразный порядок регулируется целым рядом вовремя включающихся, всё контролирующих генов-регуляторов. Случайных совпадений здесь быть не может.

Последовательность смены фаз развития человеческого зародыша такова. Оплодотворённая яйцеклетка — зигота, в ядре которой смешался материнский и отцовский наследственный материал, очень медленно дробясь, на 6-7-й день попадает из яйцевода в матку. Здесь она прикрепляется к слизистой оболочке матки и постепенно проникает в её глубь. На первом этапе, продолжающемся около месяца, наиболее активно развиваются внезародышевые оболочки и полости, обеспечивающие механическую и биологическую защиту эмбриона, формирующие его независимость, но одновременно и тесную связь с материнским организмом. Лишь после этого подготовительного этапа начинает развиваться собственно зародыш, который на первых порах даже отдалённо не напоминает прообраза человека. Так, лишь на третьем месяце внутриутробной жизни у зародыша человека отпадает наружный хвост (от него остаются только позвонки копчика), зарастают жаберные щели, становится четырёхкамерным сердце, головной конец начинает преобладать над туловищем. Второй этап — это активный органогенез, когда активно размножаются все клетки, формируются органы, придавая эмбриону всё более человеческий облик. На рубеже между развитием внезародышевых образований и ростом самого зародыша и появляется тимус и его производные Т-лимфоциты. Появление тимуса предшествует и сопровождает чрезвычайно активный темп клеточного размножения, ведь за девять месяцев внутриутробной жизни новый организм проходит дистанцию от одной клетки-зиготы до двух биллионов клеток у новорожденного. Ничего подобного по скорости приобретения клеточной массы в последующей своей жизни организм не испытывает.