Парадоксы эволюции. Как наличие ресурсов и отсутствие внешних угроз приводит к самоуничтожению вида и что мы можем с этим сделать

Но уже в 1909 году поступило первое сообщение о безусловно положительной реакции Вассермана (пресловутые «четыре креста») при полном отсутствии соответствующей клиники и анамнеза. Скоро выяснилось, что оригинальная реакция Вассермана дает множество ложноположительных реакций – как при других инфекционных и неинфекционных заболеваниях, и даже в отсутствие какой-либо диагностированной болезни, например в некоторых случаях при беременности. Особенно высокий титр антикардиолипиновых антител обнаруживается при некоторых вариантах системной красной волчанки, позднее идентифицированных как антифосфолипидный сидром (АФС). Нельзя сказать, что и сейчас вполне понятно, почему вообще образуются антикардиолипиновые антитела. При инфекциях, таких как сифилис, туберкулез или малярия, эти антитела не направлены против каких-либо антигенов возбудителя, хотя некоторые из них, та же Treponema pallidum, содержат в своем составе некоторое количество кардиолипина, но в совершенно неиммуногенной форме (Gao K. et al., 2018). Предполагается, что даже при инфекционных заболеваниях антитела к кардиолипину – это скорее проявление аутоиммунной реакции против собственных пораженных инфекцией тканей.

Странный липид

При пристальном рассмотрении можно понять, что и сам кардиолипин – не совсем обычный липид в составе эукариотического организма. Во-первых, он один из немногих клеточных липидов, способных образовывать истинные полимерные структуры. Во-вторых, эволюционно он имеет определенно бактериальное происхождение. Кардиолипин не обнаруживается у архей, но является нормальным, хотя и минорным компонентом липидных мембран у большинства бактерий. Поэтому вполне ожидаемо, что и в эукариотической клетке основная масса кардиолипина находится во внутренней мембране митохондрий. В ней кардиолипин составляет до 20 % липидов, что гораздо больше его содержания в наружных мембранах обычных бактерий. Однако высокое содержание кардиолипина наблюдается и в недавно открытых внутриклеточных цитоплазматических мембранах бактерий (ВЦМ, Intra Cellular Membranes, ICM), которые вполне могут быть соотнесены с внутренними мембранами/ криптами митохондрий (Carranza G. et al., 2017).

Богатые кардиолипином ВЦМ образуются при гиперпродукции ключевых ферментов энергетического метаболизма клетки, включая субъединицу b АТФ-азы (Arechaga I. et al., 2000). Из-за того, что кардиолипин является анионным фосфолипидом, он способен работать как протонная ловушка. Кроме того, он обладает сравнительно маленькой гидрофильной «головкой» при довольно крупных гидрофобных «хвостах», то есть имеет не цилиндрическую, а конусообразную форму, что оказывается критически важным для формирования энергетически активных мембранных доменов в митохондриях и бактериях (Mileykovskaya E. and Dowhan W., 2009). В связи с этим вполне понятно, почему кардиолипин обнаруживается преимущественно в липидных мембранах, связанных с переносом энергии. Благодаря склонности кардиолипина взаимодействовать с мембранными белками и дестабилизировать классический двойной липидный слой мембран делается возможным как быстрое слияние, так и расщепление бактериальных и митохондриальных нитей, что играет ключевую роль в регулировании уровня энергетического метаболизма (переход митохондрий из формы орзо в спагетти и обратно).

Важное отличие бактериального метаболизма кардиолипина от митохондриального заключается в том, что в митохондриях содержание кардиолипина всегда находится на приблизительно одном и том же уровне, а в бактериях изменяется в зависимости от физиологического статуса бактерии: существенно нарастает в фазу стационарного роста, при осмотическом стрессе или нехватке энергии (Schlam M., 2008; Romantsov T., Guan Z. and Wood J. M., 2009).

В многоклеточных организмах на молекулу митохондриального кардиолипина в конце концов часто замыкается решение вопросов клеточной жизни и смерти. Как мы помним, в митохондриях в явной форме воплощены наиболее общие принципы мембранной энергетики, восходящие к самым древним протоклеточным мембранным энергетическим структурам. Поэтому неудивительно, что область научных интересов, например замечательного германо-российского ученого Армена Мулкиджаняна, помимо протобиологической мембранной энергетики (ее калий-натриевая модель, УПС: глава II) включает исследования энергетики митохондриальной.