Иммунная система способна отличать свои и чужие антигены (короткие фрагменты белков или углеводородных цепей — полисахаридов). В раннем периоде своего развития иммунная система учится не отвечать на свои антигены. Клоны лимфоцитов, которые в результате взаимодействия с собственными белками, а точнее антигенами активируются, уничтожаются в тимусе. Там поэтому много клеток в состоянии апоптоза. У взрослых в результате атрофии тимуса эта способность теряется.
Если двухяйцевые, то есть генетически совершенно разные близнецы коров обменивались кровью во время внутриутробного периода (когда их плаценты срастались) то у них белки, углеводы и целые ткани и органы, взятые у другого близнеца, рассматриваются иммунной системой как свои. Если обмена крови не было (плаценты не срастались) то реакция отторжения и образование антител были в полнм объеме.
Если новорожденным мышам ввести клетки, взятые из селезенки от мышей другой линии, то эти клетки выживают в течение большого периода жизни животного, то есть убийство лимфоцитов, реагирующих на собственные белки, а другие антигены у млекопитающих продолжается и в самом раннем периоде после рождения.
Если белки какого-либо органа были изолированы от иммунной системы эмбриона в раннем периоде после завершения эмбриогенеза, а потом изоляция была снята, то белки данного органа становятся чужими. Например, у головастика лягушки удаляли гипофиз и пересаживали его другому головастику. После созревания иммунной системы у обоих животных гипофиз пересаживался обратно первоначальному владельцу. Он отторгался. Но если таким образом поступали только с половиной гипофиза, то отторжения не было.
В норме все же существует аутореактивные клетки, поскольку существенная часть лимфоцитов активированных собственными антигенами, избегает разрушения, происходящего в тимусе. Однако оставшиеся клоны лимфоцитов продуцируют антитела, которые плохо приклеиваются к своему антигену (129).
VII.2. КАНЦЕРОГЕНЫ
Считается, что химические вещества (канцерогены), курение, алкоголизм, действие токсических продуктов на производстве, хронические заболевания, вирусы, простейшие, грибы, ухудшение общей и региональной экологической обстановки, радиация, наследственные факторы и т. п. способствуют развитию злокачественных опухолей (рака). Всего в мире описано более 1000 канцерогенных веществ экзогенной (внешней) и эндогенной (внутренней) природы. Таким образом, в 60–90 % случаев рак вызывается факторами внешней среды. Теорий, трактующих природу рака, никак не меньше десятка, но, по большому счету, они до сих пор остаются в разряде гипотез. Наука больше столетия бьется над загадкой рака. Одна теория сменяла другую, некоторые гипотезы становились затем аксиомами, другие бесследно исчезали в научных архивах. Немногочисленные ученые, посягавшие на создание единой теории рака, чаще всего встречали резкую критику или, напротив, замалчивание.
В этом плане особенно опасны мутации генов, кодирующих белки, задействованные в процессе хранения наследственной информации, ее считывания и переработки, и регуляции использования. Мутанты генов, регулирующих клеточный рост и деление, а также апоптоз, могут стать онкогенами, которые вызывают опухолевую трансформацию клетки. К онкогенезу имеют отношение 120–150 генов человека и некоторые вирусные гены, встраиваемые в человеческий геном. Обычно опухоль является результатом множественных генетических дефектов.
Идентифицировано много вирусов, вызывающих рак и карциномы, (опухоли). Вирусы, вызывающие опухоли, используются для превращения клеток в культуре в бессмертные клеточные линии, которые быстро растут и делятся.
VII.3. ОНКОГЕНЫ
Онкогенами называют гены, вызывающие развитие опухолей. Вирусные онкогены сначала были обнаружены у онкогенных вирусов. Клеточные онкогены, так называемые протоонкогены, являются почти точными копиями (гомологами) вирусных онкогенов. Кодируемые такими генами белки принимают участие в регуляции процессов роста и дифференцировки, в особенности клеточной пролиферации. В свою очередь, контроль за функционированием этих генов осуществляется генами-онкосупрессорами (антионкогенами). Протоонкогены приобретают свойства онкогенов за счет мутации, делении, суперэкспрессии, т. е. они могут вызывать развитие опухоли, если одновременно нарушена регуляция со стороны генов-супрессоров.
Пролиферация и дифференциация (созревание) — конкурирующие клеточные функции. Из полиплоидных клеток рак обычно не развивается, так как буферность генома, а, следовательно, и резистентность к мутациям в них резко увеличена.