5.4. Эволюция иммунной системы с точки зрения эволюции молекул суперсемейства иммуноглобулинов

Полагают, что все гены, кодирующие молекулы, которые отно­сятся к суперсемейству иммуноглобулинов, происходят от одного общего предка. Продуктами этих генов-предшественников была древ­няя система молекул клеточной адгезии, эволюция которой привела к образованию гена, кодирующего домен типа ₂-микроглобулина. Все продукты генов, относящихся к суперсемейству иммуноглобу­линов, построены из одного или большего числа таких доменов. Все эти домены имеют высокую степень гомологии, образованы примерно 110 аминокислотными остатками, содержат чередующиеся гидрофоб­ные и гидрофильные участки, образующие антипараллельные-склад­чатые участки со вставками разной длины (так называемый иммуноглобулиновый тип укладки). В результате дупликации гена, коди­рующего домен такого рода, возник ген мультидоменного белка — древнийN-CAM(cell-adhesionmolecules).

Дальнейшая эволюция привела к образованию генов, кодирую­щих рецепторы гормонов, антигены МНС, дифференцировочные антигены, миелиновые белки, антигенсвязывающие рецепторы Т-клеток и иммуноглобулины (рис. 20). В результате перекомбина­ции экзонов произошло объединение доменов типа фибронектина с доменами типа N-CAM, что привело к возникновению современно­го семейства молекул клеточной адгезии (N-CAM,I-CAM,Ng-САМ,MAG, контактин). Важной особенностью структуры доменов является их взаимная комплементарность. Иногда вследствие дупликации и дивергенции генов возникали взаимодействующие друг с другом семейства молекул, например Т-клеточные рецепторы и ан­тигены МНС,IgAи поли-IgA-рецептор

.

Рис. 20. Эволюция молекул суперсемейства иммуноглобулинов.

Известно, что древняя система молекул клеточной адгезии свя­зана с примитивным узнаванием «своего». Так, у губок сращива­ние отдельных ветвей возможно только внутри одной колонии, а при сращивании с ветвями другой колонии через 7—9 дней происходит отторжение. В ходе эволюции молекулы этой системы постоянно усложнялись и специализировались, в результате чего процесс рас­познавания «своего» и «чужого» резко сократился во времени и до­стиг исключительно высокой степени специфичности.

Исследования, проведенные в области сравнительной иммуноло­гии, позволяют выделить четыре филогенетических уровня развития иммунной системы. К первому относятся одноклеточные эукариоты и примитивные многоклеточные. На этом уровне функционирует древняя система молекул клеточной адгезии, обеспечивающих взаи­модействие клеток между собой. Ко второму уровню относятся прак­тически все беспозвоночные, как первично-, так и вторичноротые. Именно на этом уровне формируются домены, входящие в антиген-распознающие структуры. Третий уровень охватывает хордовых, но не включает в себя млекопитающих. Этот уровень характеризуется появлением иммуноглобулинов. Причем у круглоротых, относящихся к подклассу миксин, иммуноглобулины имеют наиболее простую форму, тогда как у миног, составляющих другой подкласс, происхо­дит дивергенция С-домена на С_H- и С_L-домены, в результате чего появляются тяжелые и легкие цепи молекулы иммуноглобулина. У ко­стистых рыб С-домены L-цепи дивергируют на- и-типы. Раз­личные изотипы Н-цепей обнаруживаются, начиная с двоякодышащих рыб и земноводных. Четвертый филогенетический уровень включает млекопитающих и характеризуется дальнейшей дивергенцией доменов, в результате которой возникают классы и подклассы им­муноглобулинов.

ЧАСТb II

КЛИНИЧЕСКАЯ ИММУНОЛОГИЯ

Клиническая иммунология представляет собой раздел медицины, изучающий патологию человека в контексте нарушения функций им­мунной системы. С этих позиций рассматриваются этиология и па­тогенез заболеваний, а также методы диагностики и лечения. Кро­ме того, к аспектам данной дисциплины, несомненно, относятся и нарушения взаимодействий иммунной, нервной и эндокринной сис­тем, причем в эти рамки укладывается патогенез большинства па­тологических состояний человека.