Беседы о новой иммунологии - Петров Рэм Викторович. Страница 3
Союз иммунологии с другими научными отраслями — это еще не новая иммунология
— И все–таки я не могу согласиться с тем, что союз одной научной отрасли с другой, даже если на их стыке возникает новая область знаний, делает каждую из этих отраслей новой.
— Вы хотите сказать, что я должен более серьезно обосновать сочетание слов «новая иммунология»?
— Да, хочу. Потому что новое — это значит новое. Что–то такое, чего не было раньше.
— Я продолжу. Что–то такое, о чем иммунологи даже не думали, не считали целью своих интересов. А оно возникло и оказалось самым главным. Оказалось, иммунитет создан совсем не для того, чтобы противостоять инфекциям.
Современную иммунологию называют новой не только потому, что у нее появились новые цели, но и потому, что она по–новому осмыслила сама себя. В наши дни нельзя считать главной, а тем более единственной задачей иммунитета защиту организма от микробов — возбудителей инфекционных болезней.
Новое осмысление иммунологии началось после 1944 года, после публикаций работ английского исследователя, лауреата Нобелевской премии сэра Питера Медавара.
Шли тяжелые военные годы. Советский народ вел священную войну. Воевали с гитлеровской Германией и наши союзники. В их числе была Англия. Тревожные ночи стояли в Лондоне. Фашистские самолеты–снаряды еще не умели перехватывать над Ла–Маншем. Они врезались в ночные лондонские кварталы. Лондонцы прозвали это оружие «летающими газовыми магистралями». Взрывы и пожары, возникавшие без объявления воздушных тревог, производили впечатление аварий магистральных газопроводов. Госпитали заполнились сотнями обожженных лондонцев.
Молодой профессор зоологии Лондонского университета оставил кафедру и пошел работать в один из госпиталей, лечить раненых и обожженных. Он стал пересаживать донорскую кожу вместо обожженной. Но чужая кожа не хотела приживаться. Почему?
Самолеты–снаряды научились расстреливать над Ла–Маншем. «Газовые магистрали» перестали летать. Проблему лондонских ожогов решили не врачи, а инженеры, создавшие радиолокаторы. Но вопрос: «Почему чужая кожа не приживается?» — остался для Медавара главным научным вопросом. В серии опытов на кроликах он показал, что отторжение пересаженной кожи относится к разряду иммунологических явлений.
Ремонт
В 1945 году было окончательно доказано, что иммунитет — это такие силы организма, которые защищают его не только от микробов; они защищают от всех генетически чужеродных клеток и тканей, от пересаженной кожи, от пересаженного органа, например почки.
По словам Лесли Брента, одного из учеников Медавара, он, Медавар, нанес явление отторжения пересаженных тканей на карту иммунологии. Проблема несовместимости генетически чужеродных тканей при пересадках оказалась иммунологической.
В последующее десятилетие генетики вывели особые породы лабораторных животных, в частности мышей. Эти породы получили название чистых линий. Все животные в пределах одной чистой линии идентичны. Как идентичны близнецы. Тождественны во всем! Пересаженные друг от друга ткани и органы животных приживаются, потому что они не несут элементов генетической чужеродности.
Особи одной чистой линии чужеродны особям другой линии. Многие гены у них различны. Иммунитет узнает генетическую чужеродность и отторгает ткань. Создание все новых чистых линий привело к появлению конгенных линий. Генетические различия между этими линиями всего лишь в один ген.
Пересадки тканей между представителями конгенных линий закончились отторжением. Стало очевидным, что иммунитет срабатывает на чужую клетку или орган даже в том случае, если эта клетка или орган отличаются всего по одному гену, то есть по минимальному генетическому признаку.
Перед исследователями встал вопрос: для чего такая строгость? Для чего существует столь жесткая цензура, которая умеет отличать чужеродность по минимальному признаку, то есть по одному гену?
Вот этот вопрос, который сформулировался к началу шестидесятых годов, и сделал иммунологию новой. Каждый задавший себе этот вопрос с неизбежностью отвечал, что такая жесткая цензура всего генетически чужого создана природой, конечно, не для того, чтобы построить какие–то препятствия для хирургов, пересаживающих органы. Природа создала эту строгую цензуру для каких–то гораздо более серьезных целей.
Эти цели оказались весьма существенными. Человеческий организм состоит из 1013 клеток. Это огромное сожительство генотипически идентичных друг другу клеток, возникших из одной оплодотворенной клетки и содержащих в себе одинаковые наборы генов. Но все в природе подвержено изменениям. Гены тоже.
Случайные изменения генов называются мутациями. Клетка, в которой произошла мутация гена, становится мутантом. Мутация — явление редкое, но среди скопления клеток всегда есть мутанты. Их частота примерно один на миллион, то есть 1 : 106. Если в человеческом теле 1013 клеток, то в каждый данный момент в нем может быть 107 мутантов. Десять миллионов клеток с иными (и, возможно, опасными) свойствами! Десять миллионов изменников! А если они начнут размножаться? Если примутся выполнять не ту работу, которая требуется организму? Не так ли возникают рак и некоторые другие неинфекционные болезни?
Кто–то должен справляться с этими изменниками. Теперь мы знаем кто — иммунитет. Ведь именно он умеет распознать и уничтожить чужака, даже если тот отличается всего одним геном. К этому сводится главная цель иммунитета — иммунологический надзор, иммунологический контроль за внутренним постоянством организма.
Организм с его иммунной системой уподобить какому–либо кибернетическому устройству с обратной связью и со способностью к самоохранению.
— Нельзя ли организм с его иммунной системой уподобить какому–либо кибернетическому устройству с обратной связью и со способностью к самоохранению в меняющихся условиях внешнего мира?
— Можно, но, чтобы аналогия была правдоподобной, необходимо ввести одно обязательное условие.
— Какое же?
— Необходимо условиться, что для внутренней и внешней связи машина пользуется словами, составленными из 20 букв. Запас слов ограничен, и машина ни в коем случае не может использовать чужое слово, не входящее в ее запас.
Вообразим машину, которая знает сто слов. Ими она запрограммирована при рождении. Ими она пользуется, чтобы отдать ту или иную команду своим частям и получить ответ. Машина даже может сочинять стихи. Но ей все время нужно восстанавливать запас слов, истраченных на команды или на стихи. Ведь однажды использованное слово навсегда исчезает из словаря. Его уже нет. А без этого слова какая–то команда не сможет быть передана одной из частей машины. Стихи тоже перестанут получаться. Поддерживать свое активное существование сколько–нибудь долго машина не сможет. Мы не вложили в нее бесконечного количества копий каждого из ста слов. А она тратит каждое слово после однократного использования. Как только кончится запас любого из ста слов, выключится управляемый этим словом узел или блок. Машина станет. Она не сможет разумно реагировать и писать стихи.
Но у нашей машины есть специальный канал, по которому из внешнего мира поступают целые фразы — конгломераты слов. Назовем их табличками со словами. В этом канале таблички разбиваются на отдельные буквы. Получается котел, наполненный всеми буквами латинского алфавита. Из этих букв машина строит свои сто слов и тратит их на всевозможные жизненные нужды.
Машина могла бы заимствовать из внешнего мира готовые слова. Да нужное слово не вдруг услышишь. И если пойти по такому пути, то в машину смогут проникать посторонние слова, не входящие в ее сотню. Посторонние слова будут создавать шумы. Посланное в качестве команды лишнее или неправильное слово та или иная реагирующая часть машины в лучшем случае не воспримет. В худшем случае реакция будет неправильной. Стихи утратят смысл. Машина погибнет.