В 1964 году М. Бернет определил иммунитет как реакцию организма, направленную на поддержание генетической стабильности. Иммунный ответ развивается не только на экзогенный чужеродный материал, но и на мутационные изменения собственных клеток. Однако впервые концепцию о первичности иммунологических реакций на мутагенную клетку высказал Л. Зильбер — известный отечественный микробиолог, вирусолог, иммунолог.
Соматические клетки подвержены спонтанным мутациям. Нормальная частота мутаций составляет 10 на 1 клеточное деление. Чем больше соматических клеток в организме, тем больше вероятность генетических нарушений и тем эффективнее должен быть контроль за мутационным потоком. Если контроль будет отсутствовать, то организм погибнет от возникающих мутаций.
Подсчитано, что ежедневно в организме человека возникает 10 мутаций. К 22 годам в клетках организма может произойти до 10 мутаций. Большая часть из них уничтожается за счет постоянно идущих на уровне генома репарационных процессов. Однако часть таких мутаций может сохраняться и потенциально способно привести к злокачественной трансформации клеток и неуправляемому опухолевому росту. Результатом явится гибель организма. Устраняет опухолевые клетки иммунная система.
Эволюция живого мира, как известно, сопровождалась усложнением строения организмов, развитием одноклеточных животных в многоклеточные. Увеличение количества соматических клеток в процессе эволюции могло идти только на фоне совершенствования иммунной системы. То есть совершенствование механизмов иммунной защиты является фактором, обеспечившим прогресс в мире животных по линии увеличения абсолютного количества соматических клеток эволюционно развивающихся форм жизни.
Самые низшие беспозвоночные уже имеют зачатки иммунной системы, что проявляется в наличии у них клеточных и гуморальных факторов защиты. У большинства беспозвоночных обнаружены белые кровяные клетки, аналогичные лейкоцитам позвоночных. Если у примитивных простейших они выполняют одновременно несколько функций, то по мере эволюционного развития происходит специализация клеток и выделение защитных клеток в отдельные популяции.
Так, у губок и кишечнополостных имеются фагоцитирующие амебоциты. Они выполняют функции питания, экскреции и защиты. У более сложно устроенных вторичнополостных (первично и вторичноротые) из амебоидных клеток сформировалось несколько типов специализированных клеток, в том числе и клетки, выполняющие защитные функции.
По функциональным критериям среди них выделяют:
• клетки-предшественники, способные играть роль стволовых клеток;
• фагоцитарные клетки, соответствующие макрофагам и гранулоцитам млекопитающих. Они продуцируют пероксидазу, активные формы кислорода, лизоцим;
• гемостатические клетки, участвующие в коагуляционных процессах при травмах и заживлении ран, участвуют в распознавании своего.
Наряду с клеточными факторами защиты обнаружены гуморальные факторы, участвующие в сохранении целостности организма.
• У членистоногих обнаружена так называемая система профенолоксидазы, сходная с альтернативным путем активации комплемента. Она включает в себя ряд последовательно активируемых протеиназ, приводящих в конечном итоге, подобно системе комплемента, к связыванию и уничтожению попавших в организм бактерий.
• Из гемолимфы моллюсков и насекомых выделены белки, названные агглютининами. Они служат мостиками, соединяющими лейкоциты с чужеродными частицами, чем усиливают фагоцитирующие свойства лейкоцитарных клеток.
• В гемолимфе насекомых также обнаружен белок, получивший название гемолин. Он обладает способностью к распознаванию бактериальных антигенов и построен из четырех иммуноглобулиноподобных доменов.
• Наряду с вышеприведенными гуморальными факторами известны цитокиноподобные белки беспозвоночных. В частности, идентифицирован белок, обладающий активностью хорошо изученного цитокина человека — фактора некроза опухолей.
Обнаружено, что некоторые беспозвоночные, в частности губки, обладают способностью к распознаванию и отторжению аллогенных тканей. Предполагается, что в распознавании принимают участие белки теплового шока. В настоящее время установлено, что белки теплового шока у млекопитающих способны к презентации антигена, подобно молекулам главного комплекса гистосовместимости. Такая презентация является врожденной, то есть не является элементом адаптивного иммунного ответа, и, соответственно она намного древнее презентации антигена с помощью молекул главного комплекса гистосовместимости. Белки теплового шока рассматривают в качестве предшественников молекул гистосовместимости.
Таким образом, защита беспозвоночных от чужеродных агентов осуществляется за счет множества факторов естественной резистентности (врожденного иммунитета). Они имеют сходство с иммунными белками и клетками позвоночных, что указывает на филогенетическую связь защитных систем позвоночных и беспозвоночных.
Основной отличительной чертой иммунной системы позвоночных служит появление у них адаптивного иммунного ответа. Вырабатываясь в ответ на конкретный чужеродный антиген, он обладает более высокой специфичностью, что, в свою очередь, обеспечивает его более высокую эффективность. Появление у позвоночных адаптивного иммунного ответа и соответствующих ему органов и клеток рассматривают как ароморфоз.
Молекулы главного комплекса гистосовместимости, T-клеточный рецептор и иммуноглобулины появляются уже у рыб, начиная от челюстноротых. Среди иммуноглобулинов первым появляется IgM.
У хрящевых рыб (акул) имеется большое количество IgM-антител, гены которых не подвергаются соматической рекомбинации. Это антитела со специфичностью, заданной от рождения. Они направлены против бактериальных антигенов и являются эволюционными гомологами антител, продуцируемых тимуснезависимыми B1 лимфоцитами человека, несущими на своей мембране CD5 антиген. Иммуноглобулины G впервые появляются у амфибий. У млекопитающих появляются антитела классов IgA, IgE, IgD.
У всех млекопитающих имеются такие факторы врожденного иммунитета, как натуральные киллеры и система комплемента. У миксин обнаружен альтернативный путь активации комплемента, у всех остальных позвоночных его дополняет классический путь.
Тимус и селезенка появляются у рыб. Лимфоузлы, имеющие центры размножения, обеспечивающие аффинное созревание антител, появляются лишь у теплокровных животных — птиц и млекопитающих. То есть только у птиц и млекопитающих существует механизм повышения аффинитета антител в ходе адаптивного иммунного ответа — последнее из наиболее серьезных приобретений иммунной системы на пути ее совершенствования в процессе филогенеза.
Таким образом, в процессе эволюции шло постоянное совершенствование механизмов защиты животных от генетически чужеродных агентов. Если у беспозвоночных в поддержании гомеостаза участвуют многочисленные механизмы врожденного иммунитета, то позвоночные животные сумели выработать дополнительный, более эффективный адаптивный иммунитет. Вершиной развития иммунных механизмов явился адаптивный иммунный ответ теплокровных животных, что соответствует их наиболее высокому филогенетическому положению.
Последнее обновление страницы: 16 февраля 2007 E-mail: vira-ss@narod.ru
на 1 клеточное деление. Чем больше соматических клеток в организме, тем больше вероятность генетических нарушений и тем эффективнее должен быть контроль за мутационным потоком. Если контроль будет отсутствовать, то организм погибнет от возникающих мутаций.
мутаций. К 22 годам в клетках организма может произойти до 10
мутаций. Большая часть из них уничтожается за счет постоянно идущих на уровне генома репарационных процессов. Однако часть таких мутаций может сохраняться и потенциально способно привести к злокачественной трансформации клеток и неуправляемому опухолевому росту. Результатом явится гибель организма. Устраняет опухолевые клетки иммунная система.
