Тайны вирусов

...тысячи лет идет эта тихая невидимая война человека и вирусов...

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС БЕРЕМЕННОСТИ

Парадокс беременности волнует иммунологов в не меньшей степени, чем большая теорема Ферма - математиков. И те, и другие бьются над решением загадки...

Но в отличие от математика иммунолог может предложить самую экстравагантную гипотезу, не опасаясь, что его могут разоблачить. Увы! Эта, обретшая права гражданства, наука пока не блещет строгой математической логикой. Никакими расчетами нельзя припереть ее к стенке. В качестве доказательства в иммунологии можно использовать только эксперимент, который нередко допускает разные толкования, в отличие, например, от физики. Ничего не сделаешь - организм не машина. Математика же, со своей стороны, делает только первые попытки "образовать" иммунологов...

Плодом называют зародыш после полного сформирования детского места - плаценты. У человека этот процесс завершается в течение четвертого месяца после зачатия. Какие бы противоречивые мнения ни существовали относительно причин иммунологического парадокса плода, все сходятся в одном: разгадка скрыта прежде всего в плаценте.

Коротко о происхождении, строении и функции плаценты: зачаток ее - трофобласт (от греч. трофос - питание) появляется уже на стадии зародышевого пузырька - бластоцисты и отграничивает кровеносную систему матери от кровотока плода. Клетки трофобласта обладают способностью расплавлять окружающую ткань, и благодаря этому происходит и имплантация зародыша в слизистую оболочку матки. Через этот зачаток из крови матери поглощаются питательные вещества, а в нее, в свою очередь, выделяются продукты обмена зародыша. В дальнейшем из внутреннего слоя трофобласта возникает хорион - ворсинчатая оболочка плода. После образования плаценты она принимает на себя функции биологического барьера между матерью и плодом.

О том, что через это препятствие могут проникать клетки матери и плода, мы уже говорили ранее. Через пего же из крови женщины в плод переходят н антитела.

Многие ученые полагают, что чужеродный плод выживает благодаря надежной изоляции от иммунной системы женщины. Однако опыты последних лет как будто бы опровергают предположение, что это иммунологически привилегированный орган: выяснилось, что аллотрансплантаты кожи, пересаженные в матку небеременных мышей, отторгаются в обычные сроки. И все же, по данным Биллингема и Бира, эти же аллотрансплантаты в матке беременных крыс сохранялись жизнеспособными длительное время. Если же животных предварительно иммунизировали клетками будущего донора кожи, то трансплантаты подвергались ускоренному отторжению (исследователи объясняют это повышенной проницаемостью трофобласта для иммунных лимфоцитов).

Высказано предположение, что трофобласт обладает свойствами барьера. Это значит, что клетки иммунной системы матери не могут реагировать против антигенов трофобласта. Одни ученые считают, будто он вообще не содержит трансплантационных антигенов, тогда как, согласно другой точке зрения, они в нем имеются, но замаскированы. В микроскопе вокруг клеток трофобласта виден плотный слой так называемого фибриноида. Возможно, что он блокирует анти гены трофобласта и это предотвращает иммунную атаку лимфоцитов матери против них. Толщина фибриноида тем больше, чем генетически сильнее отличаются мать и плод. Интересно, что вес плаценты с усилением этих различий также возрастает. Например, плаценты мышей, крыс и хомячков при аллогенных беременностях весят больше, чем при сии-генных. Если самки предварительно иммунизированы антигенами плодов или будущих отцов, то этот показатель обычно выше, чем у не подвергнутых воздействию. У самок же, толерантных к отцовским трансплантационным антигенам, вес плаценты меньше, чем у нормальных животных.

Все эти данные позволяют говорить о важной иммунологической роли плаценты. Об этом же свидетельствует тот факт, что в ней обнаружены клетки, обладающие иммунологической активностью, в том числе способные вызывать РТПХ, и многочисленные макрофаги.

Другая причина стойкости плода к действию иммунной системы матери - угнетение ее активности во время беременности. Многие авторы указывают на подавление различных параметров иммунологической реактивности - например, ослабление функции Т-клеток, замедленное отторжение аллотрансплантатов и т. д.

Это явление связано с тем, что прогрессирует атрофия тимуса и усиливается выработка некоторых гормонов, обладающих иммунодепрессивными свойствами. О специфическом усилении опухолевого роста в результате действия избытка противоопухолевых антител уже говорилось. Оказалось, что плод в утробе выживает также в значительной степени благодаря появлению усиливающих антител - они-то и блокируют его чужеродные антигены. Плазма же или сыворотка крови женщины предотвращает реакцию материнских лимфоцитов против клеток плода ин витро. Снижение маскирующих свойств сывороток может привести к преждевременным родам. В ряде работ установлено также, что к антигенам плода развивается толерантность.

В связи с этим возникает вопрос, не являются ли роды результатом иммунологического конфликта? Может быть, все разговоры об иммунологическом парадоксе беременности бессмысленны? Ведь, в конце концов, плод все же отторгается. Возможно, плод просто испытывает "терпение" иммунной системы матери, которое отнюдь не безгранично, и через 9 месяцев он отторгается. У мыши этот предел наступает через 3 недели. Можно даже сказать, что разница между отторжением плода и трансплантата кожи отца только временная. У мышей трансплантат кожи отца может отторгаться через 10-12 дней - в два раза скорее, чем происходят роды. Кроме того, как уже говорилось, чем значительнее степень генетической несовместимости между матерью и плодом, тем больше вес плаценты и толще слой фибриноида.

Значит, можно думать, принципиальной разницы между плодом и любым другим аллотрансплантатом не существует и они, в конце концов, отторгаются по одним и тем же законам?

Подождем, однако, выносить окончательное решение.

Роды начинаются не только при гетерозиготной - аллогенной, но и при гомозиготной - сингенной - беременности, когда плод не содержит чужеродных для матери трансплантационных антигенов (при скрещивании животных, относящихся к одной и той же чистой линии). Причем в обоих случаях происходят в один и тот же срок.

Однако и у этого, казалось бы, неотразимого аргумента своя ахиллесова пята. Суть дела в том, что даже в сингенной системе при скрещивании особей, относящихся к одной и той же чистой линии, плод (если он мужского пола) обычно содержит антигены, отсутствующие у самок. Ранее мы уже говорили, что у большинства линий мышей в тканях самцов есть половой антиген - секс-антиген, отсутствующий у самок. У одних линий мышей он лучше выражен в коже, у других - в других органах. Не исключено, что у некоторых линий мышей он не обнаружен потому, что содержание его в тканях незначительно или же вследствие применения недостаточно чувствительных методов. Секс-антиген является, однако, слабым антигеном - трансплантаты кожи, содержащие его, отторгаются через несколько месяцев, тогда как роды у мышей наступают через 3 недели.

Таким образом, с одной стороны, мы не можем считать роды чисто иммунологическим процессом, а с другой - не можем полностью исключить роли в нем иммунологических реакций. Само наличие секс-антигена свидетельствует о том, что какая-то степень генетических различий между матерью и плодом все же должна существовать, даже при сингенной беременности (мы уже знаем, что чем сильнее выражены эти различия, тем эффективнее процесс оплодотворения и тем более жизнеспособным является потомство).

В этой связи, может быть, есть смысл задуматься над тем, что у чистых линий кур половой антиген находится не у самцов, а у самок,- сингенные трансплантаты кожи самок отторгаются у самцов, а не наоборот. Не связано ли это с тем, что созревание зародыша у кур происходит вне организма и, следовательно, наличие у плода чужеродных для матери антигенов биологически не оправдано? Не исключено, что различие в трансплантационных антигенах между самцами и самками у этих птиц имеет иной биологический "смысл", чем у млекопитающих,- скажем, необходимо только для процесса оплодотворения.

Следовательно, когда мы говорим о сингенной беременности как о гомозиготной, то несколько упрощаем действительное положение вещей. Более правдоподобно считать, что "чистой" гомозиготной беременности, даже в сингенных комбинациях в обычных условиях, не бывает.

Она может наблюдаться только в особых случаях - при "непорочном зачатии", то есть при партеногенезе.

Понятие о "непорочном зачатии" поначалу встречалось только в мифах. Сторонники религиозных учений, формировавшихся в разное время в различных "уголках" земного шара, единодушно утверждали, что такое святое таинство могли осуществлять лишь непорочные девы. "Первородного греха" избежала не только Мария, родившая Христа от святого духа; Будду якобы зачала непорочная дева Майя. Девственницы произвели на свет и греческого бога Диониса, и финикийского Адониса, и персидского Митру, и египетского Ра.

Если же говорить не о порождениях религиозного сознания, а о фактах, то впервые партеногенез, по-видимому, наблюдал еще Аристотель. Однако первое серьезное изучение этого феномена предпринял в начале XX века французский биолог Жак Лёб. Воздействуя на неоплодотворенные яйца морского ежа различными концентрациями солей и другими веществами, он получил сначала личинки, а затем вполне взрослых живых особей.

В 1940 году в трудах Американского философского общества появилось сообщение Грегори Пинкуса и Герберта Шапиро, добившихся искусственного партеногенеза у кроликов путем воздействия на неоплодотворенное яйцо крольчихи различными растворами солей, жаром или холодом. В статье были помещены фотографии двух крольчих, причем двухмесячная дочь была точной копией годовалой матери. Этот опыт, однако, никому пока не удалось повторить.

В естественных условиях партеногенез встречается редко, преимущественно у некоторых беспозвоночных. Наличие естественного и искусственного партеногенеза у рыб можно считать доказанным. Был обнаружен естественный партеногенез у индеек. В связи с этими опытами привожу две цитаты:

1-я. "Выведена порода индеек, у которой приблизительно в половине случаев наблюдается естественный партеногенез, при этом из неоплодотворенных яиц индеек всегда развиваются самцы" (Токин Б. П. Общая эмбриология, 1977, с. 81).

2-я. В статье Г. Григорьева и Л. Мархусева (Химия и жизнь, 1975, № 3) сказано, что американские ученые Э. Басс и М. Олсен "пришли к выводу, что в естественных условиях индюшка производит на свет партеногенетических индюков под действием еще не опознанного вируса, стимулирующего развитие яйца. Эта работа о партеногенетическом вирусе вызывает смутную ассоциацию с вирусной теорией рака: в обоих случаях вирус стимулирует деление клетки и последующее развитие ткани. Впрочем, аналогию между партеногенетическим делением и злокачественным ростом находил еще Кольцов".

В 1957-1964 годах советские ученые И. С. Даревский и В. Н. Куликова обнаружили, что у трех видов скальной ящерицы, обитающей в горах Кавказа, может наблюдаться полный естественный партеногенез, при котором развиваются одни самки. Они скрещиваются с самцами, но в результате появляются только бесплодные гибриды.

Искусственный партеногенез удалось осуществить и у мышей. В 1973 году Анна Витковская сообщила, что ей удалось вызвать его у яиц мышей путем воздействия электрическим током. Однако развитие зародыша наблюдалось только до формирования бластоцисты. В подобных же опытах А. Тарковский у двух из 87 зародышей, которые удалось имплантировать в слизистую матки мыши, сумел довести развитие до 10-го дня.

Теперь вернемся к мифам о непорочном зачатии у человека.

Предоставим слово специалисту-эмбриологу:

"П. Хегстром (1939) обнаружил в яичнике женщины яйца на разных стадиях дробления и раннюю бластулу. Б. Хватов описал яйцеклетку на стадии 8 бластомеров, обнаруженную в фолликуле 23-летней девушки, осеменение и оплодотворение в этом случае было исключено" (Токи н Б. П. Общая эмбриология, 1977, с. 82).

Своеобразной разновидностью партеногенеза можно считать опыты с пересадкой ядер, поставленные английским биологом Джоном Гердоном. Он производил пересадку ядер высокодифференцированных клеток эпителия кишечника головастиков в неоплодотворенные яйцеклетки шпорцевых лягушек, в которых предварительно были инактивированы собственные ядра. В результате удалось получить нормальных взрослых лягушек, способных к размножению. В дальнейшем при пересадках в такие же яйцеклетки ядер клеток кожи были получены живые головастики, причем генотип народившихся таким противоестественным путем амфибий полностью соответствовал генотипу донора.

Эти эксперименты имели огромное значение для развития биологии. Они доказали, что в ядрах высокоспециализированных клеток не только содержится полный набор генов, необходимых для развития всех тканей организма, но и что эти гены могут быть активированы веществами, находящимися в яйцеклетке амфибий. Эксперименты открыли путь к клонированию позвоночных животных, то есть к получению у них взрослых особей из единичной клетки. Были созданы клопы, содержащие более 30 генетически идентичных взрослых животных.

Ученые разработали также метод получения организмов из соматических клеток растений, в частности моркови. Ее единичные клетки помещали в специальную среду, и каждая давала целое растение, содержащее все типы соматических клеток и даже способное образовывать цветки и семена.