В Говалло - Парадоксы иммунологии

Плацента регулирует обмен веществ между матерью и плодом, пропускает к плоду белки и минеральные вещества, задерживает токсические, вредные продукты. Через плаценту могут переходить от матери и защитные антитела, вот почему новорожденный имеет временную защиту против некоторых инфекций, с которыми он ещё не встречался, но встречалась его мать (дифтерия, скарлатина, оспа, полиомиелит). Но плацента не только пассивный фильтр, она является активно работающей железой, оберегающей своими гормонами развитие зародыша от лимфоцитов матери.

А сейчас, когда мы рассмотрели эволюцию защитных приспособлений при беременности, обратим внимание на одно совпадение". В филогенезе, истории биологических видов, разделение живых особей на половых и бесполых происходит у беспозвоночных кишечнополостных. У них же впервые в эволюционном ряду появляются специализированные клетки иммунитета — лимфоциты, здесь же отмечаются наиболее ранние реакции иммунологического отторжения трансплантатов. У первых представителей позвоночных — круглоротых (миксины) размножение начинает закономерно происходить половым путём, на этом же этапе у живых форм возникает тимус и система Т-лимфоцитов. По мере усложнения позвоночных их потомство количественно становилось всё малочисленное, но в эволюции позвоночных от рыб к млекопитающим отмечалось всё более сложное строение иммунной системы, а вместе с этим и способов защиты зародышей. Таким образом, отчётливая дифференцировка иммунной системы, появление тимуса и производных от него клеток, совпадает в эволюционном плане с появлением полового способа размножения, дифференцированный иммунный ответ присущ именно млекопитающим с продолжительным внутриутробным развитием потомства.

Иммунитет способствовал выживанию видов, но и эволюция животного мира способствовала совершенствованию иммунной системы. В удивительном парадоксе — чем дольше внутриутробное развитие, тем изощрённее иммунитет — не будет противоречия только в том случае, если иммунитет рассматривать как фактор способствующий, а не препятствующий беременности. Возможно, что именно совершенствование механизмов размножения способствовало развитию иммунитета, а первоочередное его биологическое назначение — продолжение жизни на Земле.

Случайно ли, что у человека — венца развития биологической жизни беременность длится девять месяцев, а иммунитет представлен самой сложной системой с прямыми и обратными связями. У крыс и мышей беременность длится 3 недели, у кроликов — 4 недели, у кошек — почти 2 месяца, у зайцев — 2,5 месяца, коров и львов — 4 месяца, у лошадей около 5 месяцев, у человекообразных обезьян — до 8 месяцев. Образно пишет академик АМН СССР А. Г. Кнорре: "Девять долгих и трудных месяцев вынашивает мать будущего человека в своём организме, обеспечивая ему все необходимые условия для развития, прежде чем младенец станет способным вести существование вне её организма, и то лишь при условии нескольких месяцев кормления, длящегося годами заботливого ухода. А эти девять месяцев внутриутробного развития в свою очередь отражают в себе сотни миллионов лет эволюции органического мира, поскольку, естественно, такой сложный процесс, как формирование человеческого организма, мог возникнуть в природе лишь как результат длинного ряда последовательных этапов филогенетической истории".

Индивидуальное развитие организма начинается с момента оплодотворения материнской яйцеклетки сперматозоидом, открытым впервые А. Левенгуком в 1677 г. А в 1881 г. бельгийский биолог Эдуард ван Беденен обнаружил поразительный факт: половые клетки содержат вдвое меньше хромосом, чем иные клетки тела. Даже самая твёрдая клетка нашего тела — клетка зубной эмали имеет диплоидный (двойной) набор хромосом, а гаметы гаплоидны, т. е. несут половину хромосом. Сливаясь в акте взаимного оплодотворения, они снова дают диплоидную клетку — зиготу (от греч. zyqota — спаренная колесница), из которой и развивается зародыш со всем своим будущим клеточным обилием. Но именно потому, что зародыш поровну наследует генетический фонд родителей, он не является в генетическом отношении идентичным ни матери, ни отцу. Значит, зародыш всегда генетически наполовину чужд материнской колыбели.

Техника сегодняшних экспериментов позволяет уловить антигены тканевой совместимости на уровне одной-единственной клетки или её делящихся потомков. Таким микроиммунологическим анализом антигены тканевой совместимости были обнаружены на сперматозоидах и яйцеклетке, ещё не вступивших в контакт. Но вот что особенно интересно, что наиболее полноценное оплодотворение наступало тогда, когда пять букв таких антигенов на яйцеклетке полностью отличались от пяти букв сперматозоида, т. е. имела место, как говорят генетики, полная гетерозиготность. Если в искусственных условиях соединить яйцеклетку с разными в генетическом отношении сперматозоидами, но полученными от представителей одного с нею биологического вида, то преимущество в оплодотворении будет иметь та мужская гамета, которая наименее совместима с женской по тканевым антигенам. Возможно, что имеет место не чисто количественная несовместимость, а различие по строго определённым антигенам, тогда потомство будет обладать тем, что биологи называют гибридной силой. Но деталей этого объединения мы пока не знаем. В дальнейшем на стадии 16-32 клеток у дробящейся зиготы (это клеточное содружество называют бластоцистой) обнаруживают и материнские, и отцовские антигены совместимости.

Свойство к объединению сходных по биохимическому строению, но противоположных по пространственной конфигурации веществ называют комплементарностью. Антитела, например, комплементарны к антигену. Молекула ДНК, впервые описанная в 1953 г. Д. Уотсоном и Ф. Криком, содержит две комплементарные цепочки, состоящие из отдельных нуклеотидов. Каждая пара нуклеотидов из соответствующего звена двойной спирали соединена комплементарностью пуриновых и пиримидиновых оснований. Отдельные аминокислоты цепочек имеют также сродство друг к другу — аденин (А) с тимином (Т), а гуанин (Г) с цитозином (Ц). Цепь с последовательностью нуклеотидов ТЦЦГТА соединяется с цепю АГГЦАТ; этот механизм, основанный на комплементарности, позволяет клетке синтезировать точные копии молекул ДНК, несмотря на сколь угодно большое число клеточных делений. У учёных сегодня складывается впечатление, что всё живое на Земле своим возникновением обязано комплементарности, которая изначально была присуща составным частям нуклеотидов, способных образовывать пары друг с другом.

Не так ли обстоят дела и в том, что касается слияния половых гамет? Для полноценного зачатия мужские и женские гаметы должны принадлежать представителям одного вида (уже хотя бы потому, что число хромосом в клетках представителей разных видов неодинаково), но в то же время они должны существенно отличаться друг от друга по "кирпичикам" индивидуальности, т. е. белкам тканевой совместимости. Когда в редких случаях межвидовое оплодотворение всё же происходит, то их потомство оказывается неспособным размножаться.