В Дильман - Большие биологические часы
На определенном этапе эволюции возникла иммунная система, которая, как это принято сейчас говорить, "отличает свое от чужого".
Вначале считали, что иммунная система защищает организм от проникновения в него лишь микробов и вирусов. "Отличив" состав тела микроба от собственных белков, эта система способна использовать два механизма защиты. При одном из них белые кровяные шарики -- лимфоциты, или, как их часто теперь обозначают, иммуноциты, вырабатывают защитные белки--антитела, которые обладают "сродством" к чужеродным белкам микроба и благодаря этому нейтрализуют их. Лимфоциты, в которых вырабатываются антитела, обозначаются как Б-лимфоциты. Б-лимфоциты -- основные носители так называемого гуморального иммунитета, то есть иммунитета, как бы связанного с кровью (гумор -- жидкость). С током крови антитела, выработанные Б-лимфоцитами, разносятся по организму.
Второй механизм защиты -- клеточный иммунитет, то есть защита, осуществляемая непосредственно иммунными клетками -- тимусзависимыми лимфоцитами, или Т-лимфоцитами. В свою очередь, Т-лимфоциты подразделяются на несколько подгрупп: лимфоциты памяти, лимфоциты-помощники, лимфоциты, подавляющие активность Б-лимфоцитов (Т-супрессоры), и др.
Наконец, в этом кратком перечислении основных действующих факторов иммунной системы следует назвать А-клетки, или макрофаги, то есть клетки-пожиратели. Все три основные системы иммунитета,-- клеточная, гуморальная и А-клетки -- находятся в сложном взаимодействии, выделяя, в частности, особые вещества, которые координируют их работу.
Белки, образующие структурную и функциональную основу каждой клетки, хотя и сложены у всех живых существ из одних и тех же элементов, имеют, однако, различный количественный и качественный набор этих "строительных блоков". Именно эти различия и определяют как индивидуальность состава тела у тех или иных видов живых организмов, так и особые свойства каждого отдельного индивидуума одного и того же вида. Поэтому каждый организм по-своему уникален и неповторим. Одним из следствий этого является несовместимость тканей.
Оплодотворенная яйцеклетка включает в себя свойства (наследственность) материнского организма, то есть "свое", но в равной мере наследственность отцовского организма, то есть "чужое". Такая клетка является своеобразным чужеродным трансплантатом. Этот сплав "своего" и "чужого" распознается иммунной системой. В соответствии с законами клеточного, или трансплантационного, иммунитета плод, казалось бы, должен быть отторгнут материнским организмом. Почему же этого не происходит?
Есть несколько причин. В частности, лимфоциты памяти еще в эмбриональном периоде "запоминают" белки собственного тела, запоминают раз и навсегда, призывая их своими. И это свойство иммунологической системы, по существу, одно из важнейших способов сохранения постоянства внутренней среды организма. Направлена ли деятельность иммунной системы против микробов, вирусов, грибков, или против поврежденных тканей собственного тела, или, наконец, против измененных свойств своих же клеток (что происходит при их злокачественном превращении), во всех этих случаях ее цель -- сохранять постоянство состава тела. При этом защита от микробов и некоторых вирусов главным образом осуществляется гуморальным иммунитетом, или Б-лимфоцитами, тогда как чужие клетки удаляются с помощью клеточного, или трансплантационного, иммунитета (Т-лимфоцитов). В обоих случаях на разных стадиях иммунологической защиты работают также макрофаги.
Естественно, что для поддержания гомеостаза иммунная система должна находиться во взаимодействии с другими главными гомеостатическими системами, и прежде всего с адаптационной и энергетической. Мы уже говорили о том, как основной гормон защиту -- кортизол, продукция которого резко повышается в условиях стресса, не только создает антистрессорную защиту, но и вызывает угнетение иммунитета. С другой стороны, один из основных элементов энергетического гомеостата -- гормон роста в определенных условиях улучшает состояние иммунитета.
Влияние ряда гормонов на систему иммунитета известно уже более десяти лет. Однако лишь относительно недавно стало ясно, что и жир угнетает иммунитет.
Вначале рядом исследователей было обнаружено, что в основе этого явления лежит образование из ненасыщенных жирных кислот (то есть жидкого, растительного масла) особых веществ -- простагландинов, часть которых угнетает иммунитет. В дальнейшем, однако, нам стало ясно, что угнетение иммунитета происходит всегда, когда в организме возникает сдвиг в сторону усиленного использования в качестве топлива жирных кислот, причем не только ненасыщенных, но и насыщенных, то есть образующихся из твердого животного жира.
Организм высших животных не был бы столь совершенной саморегулирующейся системой, если бы на каждый сдвиг он не отвечал изменениями, направленными на противодействие этому сдвигу. Как мы уже знаем, жирные кислоты препятствуют использованию глюкозы в мышечной ткани. Этот антагонизм обеспечивает правильное распределение глюкозы как топлива, что, в частности, в условиях голодания -- при повышении использования жирных кислот -сохраняет глюкозу для нервной ткани. Иными словами, организм в норме включает механизм интенсивного использования жирных кислот, когда ему угрожает дефицит глюкозы.
Поэтому не должно вызывать удивления и то, что жирные кислоты выполняют еще и роль сигнала к усилению продукции глюкозы из белка. Этот дополнительный синтез глюкозы во многих отношениях невыгоден. Ведь белок имеет во много раз более сложное строение, чем глюкоза, и его значение в организме исключительно: белок составляет основу жизни, будучи главным элементом всего того, с чем связана жизнедеятельность клетки, -- ее многочисленных ферментов, контролирующих обмен веществ и энергии. Превращать белок в топливо, то есть в глюкозу, -- это отдавать все, что только возможно, в обмен на энергию.
Но иногда это жизненно необходимо, ибо жизнь не может поддерживаться без обеспечения энергией. Поэтому организм под влиянием интенсивного использования жирных кислот, например в периоды стрессорной опасности, усиливает превращение белка в глюкозу. Делается это, казалось бы, наиболее безопасным образом: прежде всего, используются не белки тканей и органов, размеры которых должны сохраниться на оптимальном уровне, а белки лимфоцитов и мышц.
Дело в том, что для каждого основного класса веществ, участвующих в энергетических превращениях, в организме имеются запасы: для глюкозы это гликоген (животный сахар) печени и мышц, для жирных кислот -- жир (триглицериды жировых депо), а для белка это, как видно, Т-лимфоциты.
Вернемся еще раз к роли Т-лимфоцитов в осуществлении клеточного иммунитета. В крови циркулируют почти исключительно зрелые лимфоциты. Если сравнить Т-лимфоцйты с красными кровяными шариками -- эритроцитами, то бросается в глаза некоторая несправедливость в "распределении труда". Эритроциты без устали работают, перенося к тканям кислород, тогда как лимфоциты вроде бы беззаботно путешествуют по организму. Но бездействие лимфоцитов кажущееся -- они спокойны лишь до тех пор, пока не обнаружит себя "враг", все то чужое, что отличается от организма, в котором живет лимфоцит.
Т-лимфоциты обладают поистине удивительным свойством. Пока нет угрозы, они ведут себя как обычные клетки: живут, стареют и затем погибают. Но как только мембрана Т-лимфоцита получает сигнал о появлении каких-либо "чужих" белков, происходит серия удивительных превращений, в результате которых зрелый лимфоцит вновь обретает молодость и с ней способность к делению. Каждая появившаяся клетка, если "враг" продолжает проявлять себя, очень скоро может вновь вступить в цикл деления. Благодаря этому число клеток прогрессивно возрастает и "враг" подвергается мощной атаке многократно увеличивающейся армадой лимфоцитов.
В этой способности зрелого лимфоцита к делению можно видеть аналогию с непрекращающейся потенцией к делению :у амебы. Различие состоит лишь в том, что у амебы стимул к делению возникает внутри клетки, под влиянием поступления пищи, а для лимфоцита стимул приходит из окружающей среды, в которой обнаруживает себя "враг" -- чужой белок (антиген).
Но и для потенциально бессмертной амебы окружающая среда играет первостепенную, прямо-таки жизнеопределяющую роль, ибо именно от внешних факторов зависит реальная длительность ее существования. Когда в окружающей среде накапливаются токсические вещества, то они могут вызвать гибель сразу всех поколений одноклеточных организмов, обладающих потенциальным свойством бессмертия. Подобно амебам, для которых внешней средой является окружающая их среда обитания, у лимфоцитов средой обитания является организм -- хозяин.
Свободно путешествуя по организму, лимфоциты, подобно амебам, получают питание из окружающей среды. Этой средой для лимфоцитов является прежде всего кровь и лимфа.
