Страница 14 из 39
Общая теория иммунологических реакций должна объяснить физико-химическую природу антигенности, описать молекулярные механизмы синтеза антител и расшифровать иммунохимическую специфичность. Создание такой теории возможно при последовательном решении трёх важнейших и взаимосвязанных проблем иммунного ответа: 1) генетические основы разнообразия иммуноглобулинов; 2) вопросы о том, сколько различных по специфичности антител может синтезировать клетка, о межклеточных взаимодействиях и о том, на каком уровне, клеточном или субклеточном, осуществляется действие антигена; 3) механизм специфической иммунологической толерантности (отсутствие специфического ответа на антиген). Первая попытка химической интерпретации иммунологических реакций была предпринята П. Эрлихом (1900). Он полагал, что каждая антителообразующая клетка обладает преформированной «боковой цепью», случайно пространственно соответствующей антигену. «Боковые цепи», отделившиеся от клетки-носителя и попавшие в кровоток, отождествлялись с антителами. Эта гипотеза поразительно близка к современным представлениям о биосинтезе белка тем, что в ней предполагается предсуществование (до воздействия антигена) генетического кода для каждого вида антител. Антигенные молекулы должны только «выбрать» (произвести селекцию) предсуществующую структуру и усилить её воспроизведение. Популярность селекционной идеи Эрлиха была поколеблена открытием К. Ландштейнера (1936), который показал, что большое количество искусственных антигенов, полученных синтетическим путём, может вызвать образование специфических антител. В связи с этим американские учёные Ф. Брейнль и Ф. Гауровиц, Д. Александер и С. Мадд (1930) предположили, что преформированных антител не существует. Антиген вмешивается в процесс образования молекулы глобулина, нарушая её сборку. В результате образуется антитело со специфичной для данного антигена структурой. Действие антигена в этом случае является инструктивным, что легко объясняет беспредельное разнообразие синтезируемых организмом антител. Американский учёный Л. Полинг (1940) приписывал антигену роль «матрицы», на которой складываются полипептидные цепи антитела. Новым этапом в развитии И. было появление концепции австралийских учёных Ф. Бёрнета и Ф. Феннера (1941), рассматривавших синтез антител как частный случай адаптивного белкового синтеза, подобный синтезу индуцируемых ферментов у бактерий. Предполагалось, что антиген в клетке осуществляет косвенное инструктивное действие, вызывая изменения в комплексе ферментов, участвующих в синтезе молекулы антитела. Впоследствии эта концепция была дополнена гипотезой о существовании особых «меток» для собственных антигенов организма, что объясняло естественную толерантность к ним. Согласно представлению американских учёных Р. Швита и Р. Оуэна (1957), антиген, подобно мутагену, вызывает соответствующие изменения дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), следствием которых является биосинтез молекул антител. Американский учёный Д. Голдштейн (1960) предположил аналогичное действие антигена на информационную рибонуклеиновую кислоту (и-РНК). В 1950 немецкий учёный Н. Ерне выдвинул новую гипотезу специфического иммунного ответа, основанную на селекционной идее Эрлиха. Гипотеза «натуральной селекции» Ерне сводилась к тому, что в эмбриональном периоде в тимусе образуются различные по специфичности молекулы антител. Комплекс антигена с соответствующим антителом попадает в синтезирующую антитела клетку, которая использует антитело как модель для образования подобных молекул. Ерне постулировал отсутствие антител к собственным антигенам организма и «распознавание» только чужеродных конфигураций. Дальнейшим развитием селекционной идеи была клонально-селекционная теория приобретённого иммунитета, выдвинутая Ф. Бёрнетом (1957). Клоном называют группу клеток, происшедших путём деления от одной клетки-предшественницы. По Бёрнету, лимфоидная система иммунологически зрелого организма содержит множество (не менее 104—105) клонов клеток, способных специфически отвечать на различные антигены. Природа генетического разнообразия иммуноглобулинов неизвестна. Однако именно клонально-селекционная теория представляется наиболее правдоподобной и соответствующей современным представлениям о биосинтезе белка. Отсутствие реакции на собственные антигены Бёрнет объяснил устранением «запрещенных клонов» (способных синтезировать антитела к «своему») в эмбриональном периоде. Согласно этой теории, антиген, попадая в организм, «выбирает» клетку, которая способна образовать соответствующее антитело, и стимулирует её к размножению с последующим синтезом антитела. Как происходит этот выбор — на уровне клеточных клонов (как полагает Бёрнет) или субклеточных единиц, — зависит от того, сколько различных по специфичности молекул антител способна синтезировать клетка. Можно думать, что клетка несёт генетическую информацию для синтеза более чем 105 различных иммуноглобулинов. Однако в результате дифференцировки её способность синтезировать антитела практически подавлена. Антиген вызывает дерепрессию синтеза соответствующих антител, в результате чего синтезируются антитела только одной специфичности. Это положение лежит в основе гипотезы «репрессии-депрессии», выдвинутой американским учёным Л. Силардом, австралийским — И. Финчем и советским учёными В. П. Эфроимсоном, А. Е. Гурвичем и Р. С. Незлиным.
Физиология иммунных реакций изучает также факторы, регулирующие количественные характеристики иммунного ответа, в том числе роль нервной системы (преимущественно гипоталамуса), гормонов, возраста, питания, состояния организма (в частности, степени утомления) и внешних воздействий. Теперь известно, что не только гормоны гипофиза и надпочечников могут изменять иммунологическую реактивность, но и плацента выделяет особый гормон, который в значительной степени тормозит иммунные реакции организма матери на антигены плода.
Иммунопатология изучает не только чрезмерные или повреждающие организм иммунные реакции (см. Аутоиммунные заболевания), но и заболевания, сопровождающиеся дефектами иммунной системы: наследственные и приобретённые агаммаглобулинемии и иммуноглобулинопатии при опухолях лимфо-ретикулярной ткани, при нефрозах, после применения цитостатических лекарственных препаратов и после облучения. В иммунопатологии особое внимание уделяется методам торможения и стимуляции иммунного ответа. Усиление иммунного ответа неспецифическими стимуляторами (так называемыми адъювантами) или трансплантацией активных лимфоидных тканей перспективно при инфекционных заболеваниях и при дефектах иммунной системы. И наоборот, торможение иммунного ответа — лечебный приём при заболеваниях с чрезмерной или нежелательной активностью иммунной системы. Торможения достигают, повреждая лимфоидные клетки облучением, азотистыми ипритами, антиметаболитами, кортикостероидными гормонами, антилимфоцитарной сывороткой. Иммунный ответ подавляют также пассивным введением антител, например введением матери антирезусных антител для предотвращения гемолитической желтухи новорождённых.
В последние годы интенсивно изучаются реакции организма на клетки и макромолекулы индивидуумов того же или другого вида. Эту отрасль называют неинфекционной И. Каждый многоклеточный организм обладает некоторыми уникальными, неповторимыми особенностями строения белков и клеточных мембран. Отличие одного индивидуума от другого обусловлено генетическими механизмами. Именно по этой причине введённые в организм извне клетки и молекулы распознаются как чужеродные и вызывают комплекс иммунных реакций, направленных на их удаление. Поэтому, несмотря на самую совершенную хирургическую технику, пересаженные органы и ткани обычно отторгаются, будучи не в состоянии преодолеть барьер тканевой несовместимости; её изучением занимается трансплантационная И. Другой раздел неинфекционной И. — иммунология опухолей — изучает опухолевые антигены и механизмы распознавания и удаления злокачественно перерожденных клеток. В круг проблем неинфекционной И. входит также разработка способов создания специфической иммунологической толерантности, которые в будущем позволят сделать трансплантацию органов практически применяемым методом лечения всевозможных заболеваний. Получаемые И. данные служат основой для развития прикладной, клинической И. и таких её основных направлений, как иммунопрофилактика, иммунотерапия, иммунодиагностика.