Парадоксы иммунологии

Объяснить механизмы связей болезней с антигенами человека пока трудно. Известно, что отдельные факторы, из которых соткана индивидуальность человека, присущи и простейшим организмам — микробам. Только если генетический код человека напоминает, как уже говорилось, сложное слово, то код микроба — буква. А если данная буква входит в состав слова, определяющего конституцию человека? Тогда такой индивид не будет вырабатывать иммунитет против данного микроба, так как последний не окажется для него в полной мере чужеродным. Формы паразитирования в природе многообразны, и возможно, инфекционные болезни являются во многом формой индивидуально приспособленного микробного иждивенчества. Но это может быть отнесено к таким заболеваниям, которые являются очевидно или условно инфекционными (туберкулез, ревматизм, бронхиальная астма), а как быть с заболеваниями, в возникновении которых микробам видной роли не принадлежит, а от состава HLA-антигенов определенная зависимость просматривается (шизофрения, диабет, нарушения скелета)? Для того чтобы понять тонкие причины столь уникальных свойств клеток человеческого организма, ученым пришлось самым кропотливым образом препаровать саму клетку и особо внимательно ее внешнюю оболочку — клеточную мембрану.

* * *

Наружная клеточная мембрана является не только пограничной оболочкой, отгораживающей внутриклеточное царство от внеклеточной галактики, она служит еще и тончайшим приемным устройством для многочисленных внешних сигналов и инструментом для межклеточных контактов. Известный американский биолог Г. Никольсон писал: "Поверхность клеток — важнейшее место контроля их роста, деления, развития, связей, дифференцировок, смерти". Мало того что клеточная (или, как еще ее называют, плазматическая) мембрана избирательно регулирует поступление разных веществ внутрь клетки. При этом клеточные мембраны являются не пассивным фильтром, а живой организацией, способной к поразительным процессам: например, мембраны способствуют иногда активному переносу веществ из растворов с меньшей концентрацией в растворы с более высокой концентрацией(!). Здесь также находятся многочисленные рецепторы, справедливо называемые "органами чувств" клетки.

50 лет назад американские биологи Гортер и Грендел высказали предположение, что клеточная мембрана состоит из слоя липидов и белков ("сандвич"), позже электронная микроскопия подтвердила такое слоистое строение оболочки. Поэтому внутрь клетки легче попадают вещества, растворимые в липидах. Свободное передвижение молекул белка вдоль по плазматической мембране способствует экстренной сборке рецепторов — специализированных участков для получения и переработки, а также выведения разнообразной информации.

Клеточные рецепторы имеют сложное строение, они состоят из различных сахаров и белков. Сахара играют роль решетки, в которой застревают и крепятся белковые молекулы. Свободно передвигающиеся белки, поступающие из внутриклеточных резервуаров, задерживаются сахаристыми ветвями рецепторного каркаса, которые и удерживают их в определенном положении наподобие якоря, удерживающего судно в море. Определенное сочетание белков обеспечивает особенности, или, как говорят, специфичность, рецепторов. Клетка получает множество самых разнообразных сигналов и взаимодействует с другими клетками. Для каждого вида молекул-гормонов, витаминов, вирусов или бактерий есть свой тип рецептора. Поэтому инженерная деятельность сахаров, постоянно конструирующих на клеточной мембране соответствующие воспринимающие приборы, есть работа чрезвычайной важности.

Тонкий механизм действия рецепторов лучше изучен на примерах взаимодействия с гормонами. Каждый гормон, в какой бы железе внутренней секреции он ни вырабатывался, попадает в кровь, а оттуда поступает в клетки, имеющие к нему чувствительные рецепторы. Несмотря на чрезвычайно низкую концентрацию некоторых гормонов в крови (10^-7 — 10^-8 моля), действие их на чувствительную клетку обнаруживается уже через несколько секунд после выработки. А много ли на клетке рецепторов к гормону? Подсчитано, что в клетке печени на мембране содержится более 100000 рецепторов к глюкагену и 250000 рецепторов к инсулину. После того как гормон связался с рецептором, они образуют комплекс, который может изменить проницаемость мембраны или ход внутриклеточных биохимических реакций. Следствием этого является синтез клеткой тех или иных биологически активных соединений, в том числе и нового гормона. Возможно, что под действием данного гормона повысится (растормозится) чувствительность клетки к гормону иного порядка.