Текст книги "Сфинксы XX века"
Автор книги: Рэм Петров
Жанр:
Биология
сообщить о нарушении
Текущая страница: 6 (всего у книги 14 страниц)
Вопреки инерции
«В последние два десятилетия иммунологическая природа отторжения тканевых трансплантатов стала общепризнанной и все аспекты процессов отторжения находятся под жестким экспериментальным контролем».
Лесли Брент
Отпечатки пальцев
Итак, на вопрос «Что такое иммунитет?» чаше всего получаешь ответ: «Это состояние невосприимчивости организма к действию микробов; задача организма – не пустить, уничтожить, выкинуть возбудителей болезни».
Ну, а если в организм, в его кровь, под кожу, в мышцы попадает не микроб, а что-нибудь другое, пусть даже не живое, но биологически чуждое по своему происхождению? Например, чуждые клетки крови, или чужеродный белок, или змеиный яд, или хирургически пересаженная частица чужой ткани? Что тогда? Мы уже знаем с вами, «что тогда». Волею времени, волею прогресса мы оказались умнее, а правильнее сказать, образованнее, ученее Алексиса Карреля. Мы знаем, что он напрасно старался пересадить чужеродную ткань или чужеродный орган. Все это будет разрушено, отторгнуто. Во всяком случае, организм будет к этому стремиться. Если же он не справится с этим – может и погибнуть. Одним из основных условий жизни является способность сохранять свое внутреннее постоянство в самых разнообразных изменяющихся условиях.
Иммунитет – это такие силы живого организма, которые направлены не только против микробов. Они охраняют внутреннее постоянство организма от вторжения живых и мертвых, биологически инородных тел или веществ вне зависимости от их микробного или немикробного происхождения.
Основное специфическое оружие иммунологической армии – антитела. Антитело по-русски значит противотело, то есть нечто, направленное против чего-то. Против микроба, который пробрался в организм, против микробных ядов, против введенных чужеродных клеток или тканей, против любого чужеродного белка, попавшего в кровь.
Все, что при попадании в кровь приводит к образованию антител, получило название антигена. Вызывать к жизни продукцию антител, а следовательно, быть антигеном, может яичный белок и пыльца растений, микроб брюшного тифа и сыворотка какого-нибудь животного, экстракт из чужеродной ткани и сама пересаженная ткань. И любые другие белковые чужеродные вещества, и даже некоторые сложные небелковые вещества животного, микробного или растительного происхождения – полисахариды и липо-полисахариды. (Вот и еще несколько новых сложных терминов. Кто знает, может, нам это еще понадобится дальше.)
Давайте запомним: антитела вырабатываются в ответ на попадание в кровеносную систему организма антигенов. Обратите внимание на парадоксальность этого определения. Объясняем, что такое антиген, и говорим: это такое вещество, в ответ на которое у человека и животных, вырабатываются антитела. Формулируем понятие антитела и говорим: это такая субстанция, которая появляется в крови людей и животных при попадании или введении антигена. Эти два понятия как бы существуют только в связи друг с другом. Не существует антигенов, если против них не возникают антитела, и наоборот. Однако парадоксальность эта не должна нас смущать. К концу средней школы мы привыкаем к подобным парадоксам. Вспомним противоположные полюсы магнита – северный полюс существует потому, что есть южный. Не существует и отвлеченного положительного заряда электричества – это всего лишь заряд, противоположный отрицательному.
Так или иначе к терминам «антиген» и «антитело» нам придется привыкнуть, ибо без них мы не сможем двигаться иммунологическими тропами, не сможем размышлять о науке, о ее особенностях, открытиях, разочарованиях. Поэтому давайте сейчас снова приостановимся, чтобы осмыслить второй этап нашей науки – тканевую иммунологию.
Калейдоскоп антигенов
Антитела строго специфичны. При внедрении бактерий брюшного тифа возникают антитела против них, и только против них, а при внедрении микробов холеры – только против холерных вибрионов. Антитела противобрюшнотифозные не трогают никак возбудителей холеры, и, наоборот, противохолерные иммунные сыворотки борются только с холерным микробом, но не с бациллами брюшного тифа. Следовательно, антигены возбудителей брюшного тифа и холеры различны. Точно так же различаются между собой антигены других бактерий – чумы, дизентерии, сибирской язвы, дифтерии, туляремии. Все микроорганизмы отличаются друг от друга по целому ряду признаков, и прежде всего по своим антигенам. Но не подумайте, что каждый из них состоит всего из одного-единственного антигена. Нет. Каждый состоит из целого набора антигенов.
Брюшнотифозная бактерия. Она представляет собой микроскопическую палочку длиной 1—2 микрона, окруженную тоненькими «ножками» – жгутиками. В составе этого микроба десяток антигенов. Из них три главных: в жгутиках Н-антиген, а в теле О-антиген и Vi-антиген. Последний связан с агрессивными качествами микроба.
Доктор делает укол
Вспомним работы Борде и Чистовича. Введение в кровь животному не микробных антигенов, а других чужеродных веществ, например кровяных клеток человека, приводит к возникновению антител, которые взаимодействуют только с человеческими клетками и склеивают их. Антитела возникают и если в кровь животному ввести не клетки, а бесклеточные белки: например, кровяную сыворотку другого животного или человека. Эти антитела будут взаимодействовать с человеческими и только человеческими белками, не реагируя на белки животных.
Будем иммунизировать кроликов сывороточными белками человека, лошади, барана, собаки или кошки. Получим иммунные сыворотки с антителами против каждого вида белков. И каждая сыворотка будет преципитировать, осаждать, только соответствующие ей белки, демонстрируя тем самым различия антигенов разных видов животных между собой.
Если даже у микробов по нескольку антигенов, то какое же громадное количество их должно быть в крови и тканях человека! Уж конечно, не один десяток. Только в кровяной сыворотке их около тридцати.
Особенно наглядно это продемонстрировал французский ученый, выходец из России Петр Грабарь. Мы уже говорили о химии в иммунологии. Теперь будем говорить про физико-химические методы. Грабарь иммунизировал кролика человеческой сывороткой и с полным основанием ожидал, что в ответ на каждый антиген сыворотки образуется свое антитело. Не сомневайтесь – так оно и было. После этого он поместил человеческую сыворотку в студень из агар-агара и пропустил электрический ток. Разные белки-антигены распределились в электрическом поле по-разному, поскольку все они отличались размерами своих молекул и зарядов. После этого П. Грабарь обработал студень кроличьей сывороткой, содержащей антитела, и каждое антитело соединилось со своим антигеном. Произошла множественная преципитация, которая замутила студень в 19 разных местах. Возникло 19 дуг преципитации. Гениально просто, а потому удивительно красиво. Метод усовершенствовали. В результате удалось обнаружить в сыворотках людей по 25—30 разных антигенов. Это сегодня! А что будет завтра?!
Каждый вид клетки человеческого организма содержит, по-видимому, не меньшее число антигенов. Подробнее всего в этом отношении изучены красные кровяные шарики – эритроциты. У одних людей в эритроцитах находится антиген А, у других – В, у третьих – и А и В, а у четвертых нет ни А, ни В. Эта система антигенов – АВ0 (а-б-ноль) была открыта в 1901 году. В 1928 году была обнаружена еще одна антигенная система ММ: эритроциты одних людей содержат антиген М, других N. В 1940 году открыли систему Резус (Rh) более чем из восьми антигенов, встречающихся в разных комбинациях. Затем нашли антигенные системы Даффи, Кел-Келано и ряд других. В настоящее время детально изучены 12 систем. Всего в общей сложности более 70 различных антигенов, которые составляют своеобразный антигенный узор эритроцитов.
Исследования других клеток и тканей показали, что они в антигенном отношении повторяют рисунок эритроцитов, как зеркала повторяют узор в калейдоскопе. Но, кроме этого, другие клетки имеют еще и собственные антигены, которых нет в эритроцитах.
Человеческие ткани не исключение. Антигенное строение животных такое же сложное. И у каждого вида животных свои, отличающиеся от человеческих, антигены и антигенные калейдоскопы. При этом у каждого животного свой узор антигенного калейдоскопа.
Индивидуальность – превыше всего
Как же распределены человеческие антигены среди людей? Не будем называть распределение случайным. За кажущейся беспорядочностью, случайностью, несомненно, кроется биологическая закономерность развития. Подчеркну лишь, что двух антигенно тождественных людей нет. И это не удивительно – или, во всяком случае, не должно удивлять. Равно как не удивляет нас отсутствие интеллектуально или физически тождественных людей. Человек, например, имеет свой неповторимый рисунок узоров кожи на пальцах. Это мы уже знаем из детективной литературы, фильмов. Из дискуссий в газетах о пользе, необходимости и оскорбительности снятия отпечатков пальцев. Точно так же придется понять и привыкнуть: не существует и иммунологического тождества. Все люди обязательно отличаются друг от друга по антигенам. Достаточно одной неповторяющейся комбинации двух каких-нибудь антигенов, и структура белковая, рисунок антигенный будет уже иным. Среди людей, впрочем, среди всего живого, нет иммунологической одинаковости. И чем вид организма сложнее, тем больше будут разниться его индивидуумы. Стало быть, безусловна чужеродность иммунная (а уж вам почти ясно – тканевая, но об этом дальше) между видами. И конечно же, она есть и внутри вида между отдельными представителями. Значит, человек человеку – антигенно чужероден. Занимать ткани у одного для другого – задача весьма трудная. Опять уместно вспомнить Карреля. Пересадка тканей или органов с одного места на другое в пределах того же животного – успех. Попытка пересадить ткань или орган от другого индивидуума того же вида, например от одной собаки другой, даже если это собаки одной и той же породы, всегда сопровождалась отторжением пересаженного кусочка ткани или органа.
Участок организма, будь то кожа или орган, перенесенный или, правильнее, пересаженный в другое место этого же тела, или на другого представителя этого вида, или даже, более того, на индивидуум совсем другого вида животного мира, – все равно эта пересаженная ткань получила красивое имя – трансплантат.
В биологии и медицине есть очень много красивых слов. Мы уже привыкли и не замечаем их красоты, нам тут же представляется сущность слова. Например, попробуйте вслух произнести отчетливо, артикулируя каждый звук, слово «розеола». По-моему, красиво. Или – «комплимент». Опять красиво. По красоте названий биологи и медики поспевают за физиками. У физиков есть удивительные названия и единицы измерения. Например, единица измерения – «странность». Одна «странность», две «странности» и т. д. Не будем вдаваться в существо термина. Но звучит красиво и даже приятно. Мы тоже к этому идем. Если пересадить какую-нибудь часть тела от одного организма к другому, то теоретически можно получить птицу с головой ящера, ящера с головой льва, льва с хвостом удава, и т.д. В искусстве, в мифологии такие создания носят названия химер. Вспомните химер Собора Парижской богоматери. И в биологии результаты пересадок тоже получили название химер. Чем это уступает «странностям»? Но до химер в жизни не так-то близко. На страницах книги – они впереди.
А пока вернемся к судьбам маленьких несложных трансплантатов.
Неоднократно ученые проделывали подобные опыты на себе и на добровольцах. У человека вырезали кусочек кожи и на его место пришивали такой же лоскут кожи другого человека. Все, разумеется, делали с обезболиванием. Пришивали стерильно и прочно. Прочность, однако, не оказалась гарантией надежности – не помогла. Кожный лоскут был чужеродным – включались иммунные механизмы, нарастала иммунологическая реакция нового хозяина пересаженной кожи против ее антигенов. Начиналась иммунологическая война. В организме начинали вырабатываться антитела, клетки—солдаты нашей армии-защитницы – окружали трансплантат. Весь организм реципиента как бы изолировался барьером этих клеток от чуждой ему донорской ткани. (При пересадках организм, которому пересаживают ткань, называется реципиентом, организм, у которого берут трансплантат, – донором. Эти красивые слова мы уже знаем.)
Иммунологическая реакция против трансплантата необыкновенно сильна. Пришитый лоскут кожи в течение первых-вторых суток как будто бы приживает. Края пересаженного кусочка сливаются с окружающей кожей реципиента. Восстанавливается и начинает работать сосудистая сеть – кровь нового хозяина бежит по сосудам трансплантата, питает его. Но к 5—7-му дню кровообращение нарушается. Ограничивающий слой клеток хозяина увеличивается. Появляются антитела. К 10—16 суткам трансплантат отторгается.
Повторная пересадка кожи от того же донора просто указывает пальцем на виновника – иммунитет. Повторная пересадка демонстрирует и образование активного иммунитета. После первой пересадки иммунизированный ею реципиент отторгает второй лоскут кожи вдвое быстрее. Но только лоскут от того же донора.
Иммунитет, как и в случаях с бактериями, строго специфичен. Если мы повторно пересадим лоскут кожи от того же самого донора, иммунитет против него уже есть, и он отторгается вдвое быстрей. Кожа от другого донора отторгается в те же сроки, что и в первый раз, – через 10—16 дней. Это и есть доказательство, во-первых, что главный враг – иммунитет; во-вторых, иммунитет в этих случаях, как и противомикробный, специфичен.
Иммунитет стоит на страже индивидуальности. В организме могут существовать только собственные ткани со своим индивидуальным набором антигенов, со своим неповторимым узором антигенного калейдоскопа. Это и ставит преграду хирургам, когда необходимо пересадить пострадавшему человеку кожу, костный мозг, почку или любой другой поврежденный или больной орган. Армия иммунитета не позволяет сделать этого, она «не понимает» жизненную важность такой восстанавливающей операции. Для нее непререкаем принцип: «Индивидуальность превыше всего; все чуждое – чуждо!»
Обреченные на гибель
Теперь вы понимаете, почему иммунитет, спасающий нас от смерти в борьбе с микробами, является в других случаях нашим врагом.
Врагом, конечно, относительным. Скажем мягче: иммунитет в некоторых случаях мешает. Иммунитет следит за постоянством внутренней среды, иммунитет бдительно хранит биологическую индивидуальность организма. Не считать же его врагом за то, что иногда он слепо продолжает делать свое дело, когда это нам не нужно. Все же он нам приносит больше пользы.
Так что иммунитет не враг, но в иных случаях лучше бы его не было.
Как только в организм попадают клетки или ткани, отличающиеся хотя бы одним антигеном, начинают вырабатываться антитела. Фагоциты вместе с антителами и лимфоцитами набрасываются на чуждую им ткань и обрекают ее на гибель.
Если хирург попытается пересадить раненому или обожженному кожу другого человека – чужую кожу, она будет отторгнута, как бы искусно он ее ни пришил. Если врач попытается пересадить какой-нибудь внутренний орган или его часть и этой части некуда будет отторгаться, она обязательно рассосется. Фагоциты съедят ее по маленьким кусочкам, медленно, но неумолимо. Даже кость, если она инородна, подвергается рассасыванию, то есть будет съедена микроскопическими клетками-пожирателями.
Хирургия, достигшая необыкновенного мастерства, остановилась перед своей самой заветной мечтой – не ограничиваться только удалением больного органа, но и научиться заменять его здоровым. Иммунологическая армия воздвигнула перед этой мечтой барьер несовместимости тканей. Мастерство хирургов в наше время достаточно велико, и их не пугают технические трудности пересадки чужих рук, ног, почек, легких и даже сердец.
Уровень нынешней хирургии позволяет пересадить человеку любой орган в любом месте. Для хирургов сейчас нет недоступных мест. Все дело в том, что результаты пришивания совсем не зависят от уровня хирургии и классности хирурга.
Беда в том, что ничто чужое не может прижить из-за антигенных различий. Иммунологическая армия не изменяет своему принципу: не дает возможности прижить чужому органу, так же как и чужой коже.
Все чужое – чуждо!
Отторжение происходит всегда, если только пересаженный орган не взят от близнеца, причем не от всякого близнеца, а от однояйцевого.
Однояйцевыми близнецами называются такие, которые развиваются из одной яйцеклетки. Такие близнецы во всем похожи друг на друга как две капли воды. Есть ведь близнецы, которые мало похожи друг на друга. Есть близнецы и разных полов. Это братья или сестры из разных яйцеклеток. Это близнецы разнояйцевые. Сходство же однояйцевых близнецов бывает столь велико, что даже родители не всегда различают своих детей-двойняшек. Точно так же и иммунологическая армия каждого из близнецов «путается», но не в самих близнецах, а в антигенном составе их тканей, который тоже идентичен как две капли воды. Армия иммунитета каждого из близнецов принимает ткани другого за свои, она не вырабатывает против них антител и не пытается отторгать.
Близнецы
Впрочем, это не совсем так. У них просто одна ткань. Хоть люди и получаются разные, но ткань у них одна.
Одна оплодотворенная клетка. Клетка начинает развиваться, то есть делиться. Сначала на две клетки. Потом на 4, 8 и так далее в геометрической прогрессии. В какой-то момент в самом начале – допустим, на уровне 32 клеток – весь этот конгломерат поделился, и две половины, по 16 клеток, продолжали свое развитие самостоятельно.
Дальше – дифференциация тканей. А затем образование органов. Получилось два плода. Затем – два ребенка.
А ткань у них одна. Из одной клетки. Из одних и тех же хромосом. Одни и те же гены. Одни и те же антигены.
Поэтому естественно, что пересадка от одного однояйцевого близнеца к другому должна быть успешна. Иммунитет не будет считать трансплантат чужим.
Иммунитет будет молчать.
В настоящее время известны уже десятки случаев успешной пересадки от одного близнеца к другому кожи, почек, костного мозга. Органы приживают и нормально работают, а родство братьев и их братская любовь не становятся меньше оттого, что один поделился с другим.
К сожалению, далеко не все люди имеют братьев или сестер-близнецов. И не все близнецы однояйцевые. А это значит, что успех пересадок от человека к человеку – исключение из общего правила: «Пересаженные органы обречены на гибель».
«Как же так? – возразит читатель. – Известно, что хирурги пересаживают кожу, кости и даже сосуды от одного человека другому. Например, при обширных ожогах берут кожу у добровольцев и пересаживают пострадавшему. Об этом даже в газетах пишут».
Чтоб не вступить в противоречие с газетами, журналами, славящими незаметных героев, давших кожу обожженному, должен оговориться. Не думайте, что эту кожу берут зря. Ее пересаживают, и в первые дни она служит обожженному верой и правдой. Успевает помочь. Она, во-первых, прикрывает рану. Затем она отторгается. Но она была каркасом для новой, своей кожи. На ее месте остается островок из новой создающейся кожи. От этого островка в стороны будет расти молодая ткань. Временно посаженная кожа создает островки эпителизации. Поэтому польза от этих пересадок большая.
Так что не зря ищут добровольцев поделиться своей кожей в пользу обожженного. Пересаженные кости, сосуды хоть и подвергнутся рассасыванию, но послужат каркасом для новой, молодой собственной костной или сосудистой ткани.
В настоящее время такие пересадки широко используются в хирургии. Лоскуты кожи, сосуды, кости собираются специальными учреждениями, консервируются и в случае необходимости доставляются в хирургические отделения. Учреждения эти называются тканевыми банками: банк кожи, сосудов, глаз, костей. Первый тканевый банк был открыт в США в 1950 году.
Теперь, дав некоторое время отдохнуть от терминологии отвлеченными рассуждениями, я должен огорчить читателя и устроить целый фейерверк из терминов. В утешение скажу: все термины похожие. И основа их всех встречалась на прочитанных уже страницах. Итак, просто, сухо, холодно: пересадка тканей или органов в пределах одного и того же организма с одного места на другое называется аутотрансплантацией. Пересадка от одного индивидуума другому в пределах того же вида, например от животного человеку, называется гетеротрансплантацией. Соответственно пересаживаемая ткань имеет название аутотрансплантат, гомотрансплантат или гетеротрансплантат. Истинное приживление происходит только при аутотрансплантациях да еще в тех случаях, когда донором служит идентичный во всех отношениях близнец.
