Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 2 (страница 69)

Рис. 14.78. Механизм развития резус-конфликта и способ его предотвращения

14.14.8. Трансплантация тканей

Трансплантацией, или пересадкой, называют замену пораженных тканей или органов здоровыми. В настоящее время трансплантация все шире применяется в хирургии. Однако при пересадке чужеродной ткани она отторгается организмом реципиента, поскольку действует как антиген и вызывает иммунный ответ. Ниже приводятся названия различных видов трансплантатов.

Аутотрансплантат — ткань, пересаженная из одного участка тела в другой тому же индивидууму.

Изотрансплантат — ткань, пересаженная от генетически идентичного организма, например от однояйцового близнеца.

Аллотрансплантат — ткань, пересаженная от одной особи другой того же вида, но иного генотипа.

Ксенотрансплантат — ткань, пересаженная от организма другого вида, например от свиньи человеку. В настоящем разделе мы рассмотрим только аллотрансплантацию.

Поскольку кровь является тканью, любое переливание крови можно рассматривать как аллотрансплантацию. Как уже отмечалось, отторжение в этом случае происходит путем агглютинации донорских эритроцитов. При отторжении ткани, например кожи, наблюдаются следующие стадии:

1. Вначале, в течение первых двух-трех дней, в кожный трансплантат прорастают кровеносные сосуды и он выглядит вполне здоровым.

2. В течение последующих шести дней васкуляризация трансплантата уменьшается и вокруг него собирается множество Т-лимфоцитов и моноцитов (разд. 14.14.1 и 14.11.2).

3. Еще через два дня клетки трансплантата начинают отмирать, и в конце концов трансплантат отпадает.

Предупреждение отторжения трансплантата

В настоящее время существует несколько способов, позволяющих предотвратить отторжение трансплантата:

1) подбор наиболее совместимого донора — очевидная и необходимая мера предосторожности, которую следует соблюдать при любой пересадке;

2) облучение рентгеновскими лучами костного мозга и лимфатических тканей, подавляющее образование лейкоцитов и таким образом замедляющее процесс отторжения;

3) использование иммунодепрессантов, т.е. агентов, угнетающих активность всей иммунной системы. При этом отторжение трансплантата задерживается, но возникает другая серьезная проблема, состоящая в том, что реципиент становится восприимчивым ко всем видам инфекции. Показано также, что подавление иммунной системы может повысить вероятность развития рака.

Для преодоления недостатков, присущих методу неспецифической иммунодепрессии, необходимо найти способ избирательного подавления только тех Т-клеток, которые реагируют на антигены данного трансплантата. В этом случае остальная часть иммунной системы будет продолжать нормально функционировать. Наиболее перспективный подход-введение больному в кровь (или непосредственно в костный мозг) антител, которые узнают и разрушают только те Т-лимфоциты, которые ответственны за отторжение трансплантата.

14.14.9. Система интерферона

Интерферон — групповое название, под которым в настоящее время объединяют целый ряд белков со сходными свойствами. Интерфероны человека подразделяют на три группы — α, β и γ — в зависимости от типа клеток, в которых они образуются. α — Интерфероны включают нескольких видов белков с мол. массой около 20000.

Наиболее изученным свойством интерферона является его способность препятствовать размножению вирусов. Он образуется в клетках млекопитающих и птиц в ответ на вирусную инфекцию; по-видимому, это активный противовирусный агент, характерный для большинства типов клеток и действующий в большей или меньшей степени против всех вирусов.

При заражении клетки вирусом события развиваются следующим образом. Вирус начинает размножаться, и одновременно клетка-хозяин начинает продуцировать интерферон (рис. 14.79). Интерферон выходит из клетки, вступает в контакт с соседними клетками и делает их невосприимчивыми к вирусу. Он действует, запуская цепь событий, приводящих к подавлению синтеза вирусных белков и (в некоторых случаях) сборки и выхода вирусных частиц. Таким образом, интерферон не обладает прямым противовирусным действием, но вызывает такие изменения в клетке, которые препятствуют размножению вируса. Образование интерферона могут стимулировать не только интактные вирусы, но и различные другие агенты, например некоторые инактивированные вирусы, двухцепочечные РНК, синтетические двухцепочечные олигонуклеотиды и бактериальные эндотоксины. Создается впечатление, что клетка образует интерферон как бы в ответ на нанесенную ей "обиду".

Рис. 14.79. Образование и действие интерферона

Биологическая активность интерферона чрезвычайно высока: у мышиного интерферона она составляет 2-109 ед./мг, а одна единица снижает образование вирусов примерно на 50%. Это означает, что достаточно одной молекулы интерферона, чтобы сделать клетку резистентной к вирусной инфекции.

Интерферон вызывает и целый ряд других биологических эффектов, в том числе подавляет размножение клеток. Недавние исследования показали, что в определенных условиях он может препятствовать развитию рака. Установлено также, что интерферон действует на иммунную систему и вызывает изменение клеточных мембран. Таким образом, интерфероновая система, вероятно, может играть важную роль в защите организма от вирусов.

Глава 15. Координация и регуляция у растений

Для того чтобы растения росли и развивались упорядоченным образом и адекватно реагировали на условия среды, им так же, как и животным, нужны какие-то формы внутренней координации. Но у растений нет нервной системы, и потому они могут использовать лишь химические координирующие факторы. В связи с этим растения отвечают на раздражители гораздо медленнее, и ответ часто выражается только в изменении роста; в свою очередь рост может приводить к перемещению того или иного органа. В этой главе мы рассмотрим сначала движения растений, а затем — различные способы координации функций.

15.1. Движения растений

Почти для всех растений, кроме некоторых одноклеточных форм, характерно то, что они не способны к локомоции (т. е. к передвижению всего организма). Однако у растений возможны движения отдельных органов, и они определяются тем, насколько чувствительно данное растение к внешним стимулам. Движения, вызываемые внешними воздействиями, можно разделить на три категории: тропизмы, настии и таксисы.

15.1. Какова основная причина того, что животные могут передвигаться, а растения — нет?

15.1.1. Тропизмы

Тропизм — это перемещение части растения, вызываемое и направляемое внешним стимулом. Такое перемещение-это почти всегда ростовое движение. Тропизмы называют положительными или отрицательными в зависимости от того, куда направлено ответное движение — по направлению к фактору, стимулирующему рост, или от него. В табл. 15.1 приведены некоторые примеры тропизмов.

Таблица 15.1. Примеры тропизмов[18]

15.2. Дополните табл. 15.1 еще одной, четвертой, колонкой и впишите в нее, какую выгоду приносит растению ответная реакция на тот или иной раздражитель.

15.3. Как должен видоизмениться рост усика, чтобы усик обвился вокруг твердой опоры?

Фототропизм и геотропизм будут более подробно рассмотрены позднее (разд. 15.2.1 и 15.2.2).

15.1.2. Таксисы

Таксис — это перемещение всей клетки или всего организма (т.е. локомоторная реакция), вызываемое и направляемое определенным внешним стимулом. Подобно тропизмам, таксисы тоже делятся на положительные и отрицательные; кроме того, их можно классифицировать в соответствии с природой раздражителя (табл. 15.2).

Таблица 15.2. Примеры таксисов

15.4. Продумайте, как поставить опыт, чтобы определить по фототаксису, какую интенсивность света предпочитает эвглена или хламидомонада.

15.5. На рис. 15.1 показано, как распределяются подвижные бактерии через 10 мин после того, как их поместят под покровное стекло вместе с нитью зеленой водоросли.

а) Назовите, какого рода водоросли подходят для этого опыта, б) Предложите гипотезу, объясняющую картину окончательного распределения бактерий. в) Как можно проверить вашу гипотезу?

Рис. 15.1. Распределение подвижных бактерий на предметном стекле

15.1.3. Настии

Настия — это ненаправленное движение части растения в ответ на внешний раздражитель. Направление перемещения определяется структурой соответствующего органа. Движение происходит в результате роста или же изменения тургора; при этом ничтожное смещение отдельных клеток обычно приводит к значительному движению органа благодаря специфическому положению этих клеток.

"Сонные движения" (никтинастия) некоторых цветков и листьев, когда они раскрываются или закрываются в ответ на изменение освещенности (фотонастия) или температуры (термонастия) относятся к настическим потому, что внешние стимулы только запускают их, а направление зависит от внутренних факторов. Некоторые цветки, например у крокуса или тюльпана, закрываются ночью потому, что лепестки снизу растут быстрее (гипонастия), а открываются в результате того, что начинает быстрее расти верхняя часть лепестков (эпинастия). У многих растений, особенно у бобовых (таких, как клевер или мимоза), в листьях и листочках имеются особые структуры, называемые листовыми подушечками. Листовая подушечка — это особое вздутие у основания черешка или листочка, в котором находятся крупные паренхимные клетки. Быстрое изменение тургорного давления в таких клетках приводит к тому, что листовая подушечка начинает работать как шарнир, с помощью которого и происходит движение.