Смекни!
smekni.com

Биологическая самоорганизация. (стр. 3 из 4)

Отличительное свойство иммуноглобули­нов — это ярко выраженная изменчивость их вариабельной части легких и тяжелых цепей, относящихся к одному и тому же классу. Предполагают, что у человека и млекопитающих может образоваться около 104 различных по строению вариабельной части иммуноглобулинов одного класса. Это количество соответствует числу потенциаль­но возможных антигенов, с которыми может встретиться организм в течение жизни.

Изучение генетического контроля струк­туры антител выявило, что за синтез од­ной полипептидной цепи — тяжелой или легкой — ответственны два гена: ген, контролирующий вариабельный участок, и ген, контролирующий константный участок.

Способность к продукции иммуноглобули­нов приобретается не с первых дней жиз­ни. Новорожденный ребенок практически не имеет собственных иммуноглобулинов, а уровень их в сыворотке крови ребенка в основном обусловлен иммуноглобулинами, полученными от матери через плаценту. Со временем — в возрасте 12—14 недель — уровень иммуноглобулинов падает до мини­мума. Этим объясняется практическая не­защищенность новорожденных детей от ин­фекций, возникающих у них в этот период жизни.

Т-лимфоциты бедны цитоплазматической сетью, клеточная мембрана у них глад­кая, ядро компактное.

В результате дифференцировки Т-лимфоцитов также созревают Т-киллеры (убийцы).

Участвующие в разрушении чужеродных тканей (противоопухолевый и трансплантационный иммунитет), хелперы, или помощники (участвуют в ме­ханизмах формирования В-лимфоцитов) и Т-супрессоры – препятствуют развитию иммунного ответа.

При попадании в организм антигена как Т-, так и В-лимфоциты, обладающие ре­цепторами к данному антигену, после кон­такта с ним претерпевают ряд изменений, которые принято обозначать термином «ак­тивация».

Уже через несколько минут после стиму­ляции антигеном наступают изменения в клеточной мембране лимфоцитов, через несколько часов активируются их основные метаболические процессы: усиливаются гли­колиз, синтез белков и РНК- Лимфоцит увеличивается в размерах и приблизитель­но спустя 1 сутки после начала стиму­ляции приступает к митозу.

В – лимфоциты после нескольких делений превращаются в плазматические клетки и начинают секретировать иммуноглобулины соответствующего класса.

Т-лимфоциты интенсивно секретируют многочисленные медиаторы.

Медиаторы можно определить просто как группу веществ, ко­торые являются средством взаимодействия различных типов клеток, участвующих в им­мунном ответе. Эти вещества служат по­средником между иммунокомпетентными клетками в самых разнообразных ситуа­циях.

В результате стимуляции антигеном часть Т-лимфоцитов дифференцируется в Т-клетки памяти. Под иммунологической памятью понимают способность организма реагировать по вторичному типу, т. е. уско­ренно и усиленно при повторном введении того антигена, которым организм был имму­низирован ранее. Иммунологическая память сохраняется в течение многих месяцев, а для некоторых антигенов — много лет.

Наконец, необходимым компонентом для иммунного ответа являются макрофаги.

Участие макрофагов в иммунном процес­се многообразно. Макрофаги фагоцитируют антигенсодержащие микроорганизмы и, переваривая излишки антигена, регулируют тем самым интенсивность антигенного сти­мула. Макрофаги «представляют» антиген лимфоцитам. Суть этого важного процесса заключается в том, что макрофаг, перераба­тывая частицу, содержащую антиген, дово­дит его до активной молекулярной фор­мы, в результате чего значительно повы­шается иммуногенность антигена (в 100— 1000 раз) и он превращается в так назы­ваемый суперантиген, резко усиливающий иммунный ответ. Макрофаги взаимодейству­ют и с самими Т-лимфоцитами, и эта реак­ция является необходимым этапом для окон­чательного созревания Т-эффекторов и при­обретения ими способности накапливаться в больших количествах.

Следует подчеркнуть, что не всегда в ор­ганизме в ответ на стимуляцию антигеном развивается иммунная реакция. В оп­ределенных условиях (обычно при избытке антигена) в организме возникает иммуно­логическая толерантность. Классическим примером иммунологической толерантности является отсутствие иммун­ной реакции в организме в отношении антигенов собственных тканей и органов. Считается, что иммунологическая толерант­ность к собственным антигенам выработа­лась в процессе эмбриогенеза.

3.6. Биологические часы.

Большинство живых существ: люди, животные, рас­тения — обладает «приборами времени», позволяющи­ми им измерять прошедшие промежутки их жизни. «Живые часы» – это набор физиологических функций, которые во многих случаях осуществляются без нашего ведома, т.е. путём самоорганизации.

Для значительной части животных и растений био­логические ритмы задаются циклическими изменениями факторов окружающей среды. К таким очевидным фак­торам можно отнести суточные, лунно-приливные, лун­ные и годовые циклы. По этим вехам живые организмы проверяют свои собственные ритмы или внутренние ко­леблющиеся системы. Поэтому для многих обитателей суши и вод циферблатом служит огромное небо, а стрелками — солнечный луч. Пчелы способны видеть поляризованные лу­чи. Им только надо увидеть кусочек неба в щель или леток улья, чтобы определить, где находится на небе солнце и который час. Безошибочно чувствуют время козы, собаки, кошки и другие животные. Кому не известно, что собаки встре­чают точно в определенный час хозяина, возвращающе­гося с работы? Человеку почти не приходится пользоваться собст­венными биологическими часами. Но бывают ситуации, когда никаких часов, кроме биологических, у человека нет, а что-то нужно сделать в определенное время. На­пример, проснуться в заданный час, когда нет будиль­ника и разбудить некому. И он просыпается вовремя. Растения определяют время не хуже животных. Од­ноклеточные водоросли, например, светятся только пе­ред заходом солнца. А высшие растения в строго опре­деленный час закрывают или открывают лепестки сво­их цветков. Начинается утро, и заработали цветочные часы.

Механизм биологических часов невозможно рассмот­реть ни в какой микроскоп, потому что «маятником» их может служить молекула белка. Такой маятник колеб­лется очень часто. Если бы удалось увеличить его через микроскоп до такой степени, чтобы молекула белка была видна, то, кроме ее расплывчатого контура, мы ничего бы не увидели. Молекула похожа на звучащую струну. В каждой клетке колеблется не один, а миллионы мель­чайших маятников-молекул. Огромные бел­ковые молекулы в живых клетках по своему строению напоминают сложные пружины, которые раскручиваются и скручиваются в определенном ритме. Каждая цепочка, из которой состоит белковая пружина, несет на себе электрические заряды. Достаточно растянуть пружины, как эти заряды начнут вращаться, создавая магнитное поле с определенным расположением полюсов. А отпустишь ее, она сожмется, заряды и полюсы магнитного поля вернутся в исходное положение. Таким образом, уже при сжатии и растяжении белковой молекулы возникает пе­ременное магнитное поле. Значит, если бы около такой пружины был постоянный магнит, он способствовал бы ее ритмическим колебаниям. Но ведь такие магниты в живой клетке есть! Это атомы металлов, включенные в состав самой белковой молекулы, вернее, в особый центр. У них сильное постоянное магнитное поле. От них-то и отталкиваются белковые цепочки, совершая колебания.

Существует и другая точка зрения на молекулярный механизм биологических часов. Ее придерживается, на­пример, Чарльз Эрет, окончивший Парижский универси­тет, но долгое время работающий после этого в Аргониской лаборатории при Комиссии по атомной энергии США. Эрет разработал концепцию «хронона», соответственно которой первичным маятником биологических ча­сов служат ДНК, информационная РНК и связанные с ними реакции белкового синтеза. Последовательность реакций выполняет роль датчика ритмов в точном механизме отсчета времени, который в очень большом диапазоне не зависит от температуры.

Нет пока еще единого мнения среди ученых относи­тельно механизма, управляющего ходом биологических часов. Большинство ученых считают, что ходом биологических часов управляют механизмы, заложенные в самих живых клетках, а вот по мнению американского профес­сора Ф. Брауна, наоборот, регуляторами биологического времени служат космическое излучение, магнитное поле Земли и само движение в космическом пространстве Солнца, Земли и Луны. Опыты свои он проводил в полной темноте на кусочках картофеля, и показал, что дыхание этих кусочков зави­сит и меняется главным образом от вышеперечислен­ных внешних факторов.[6] Однако вернемся к нашим внутренним часам, ведь мы разобрали только, как ра­ботает их «маятник».

Как и у настоящих часов, где стрелки медленно пол­зут по циферблату, в часах, заключенных внутри нас, есть механизмы. Только в живых часах не три стрелки (если принимать во внима­ние и секундную, а значительно больше. Они показы­вают часовые, суточные, месячные, годовые ритмы, возможно, даже жизненные. А на уровне отдельных клеток минимальные временные ритмы, возможно, укорачива­ются до тысячных долей секунды.

Как же эти короткие временные ритмы передаются дальше? Где же в биологических часах второе «коле­сико»? Его можно рассмотреть в микроскоп, оно не так мало, как «маятник» живых часов. Роль этого коле­сика, по-видимому, выполняет ядро клетки. Часовым механизмом в ядре служит не генетический материал, а, скорее всего, ядерная оболочка.

Много еще в организме есть непонятных колеблющихся систем, о которых почти ничего не известно. На­пример, нейроны головного мозга окружены звездчатыми клетками, их называют астроглия. Так вот эти клетки со­вершают одно колебание в четыре минуты. Зачем такой ритм, что он отмеряет, может быть, это маятник месяч­ных, сезонных или годовых часов? Пока не известно.