Предполагается присутствие этих факторов и у некоторых других беспозвоночных, но для выявления их у большего числа организмов и для описания свойств необходимо подбирать подходящие иммуногены и/или проводить эксперименты по иммунизации. У таких насекомых, как мухи, бабочки и пчёлы, через несколько часов после введения антигена может появляться до 15 антибактериальных белков. Многие из этих пептидов очищены и секвенированы; они обладают активностью широкого спектра, но сохраняют её лишь в течение нескольких суток, чем резко отличаются от иммуноглобулинов позвоночных. Недавно аналогичные антибактериальные белки были обнаружены и у некоторых позвоночных. По-видимому, они представляют собой древние, но все еще важные факторы иммунитета. Один из таких факторов, цекропин, называемый также Р4 или гемолином, гомологичен некоторым доменам иммуноглобулинов. Возможно, гемолин — это примитивная форма иммуноглобулина, но не исключено и его независимое развитие у беспозвоночных. У таракана американского обнаружен другой вид индуцибельного белка, гораздо более сходный с иммуноглобулинами позвоночных. Он обладает молекулярной массой 700 кДа, высокоспецифичен и сохраняет активность в течение недель, а не суток. Для сопоставления его с иммуноглобулинами позвоночных требуются исследования на молекулярном уровне.

     Беспозвоночные обладают способностью распознавания, часто с весьма высокой специфичностью, разнообразного чужеродного материала. Это распознавание осуществляют присутствующие в жидких средах организма молекулы, к которым относятся агглютинины, компоненты профенолоксидазного каскада, а также цекропин насекомых.

     Агглютинины. Эти белки, выделенные из гемолимфы моллюсков и насекомых и из крови оболочников, усиливают распознавание тест-частиц in vitro и их выведение из циркуляции in vivo. Агглютинины присутствуют также на поверхности клеток крови и служат молекулами-мостиками, соединяющими лейкоциты с чужеродными частицами, как и в иммунной системе млекопитающих.

     Система профенолоксидазы. У членистоногих и эта система служит, вероятно, источником распознающих факторов. При превращении ПФО в фенолоксидазу из гемостатических клеток высвобождаются факторы распознавания, которые усиливают фагоцитоз и инкапсулирование чужеродных агентов. Недавно было установлено, что очищенный агглютинин из крови таракана, обозначенный BDL1, активирует каскад ПФО; этот факт позволяет объединить представления о функции двух систем распознавания. Белок BDL1 обладает также высоким структурным и функциональным сходством с маннозосвязывающими лектинами позвоночных. Подобно МСЛ, белок BDL1 активирует комплемент и содержит коллаген - и углеводраспознающие домены.

     Гемолин. Кроме агглютининов и ПФО, в гемолимфе насекомых присутствует и иммунный белок, называемый гемолином. В нём различают четыре иммуноглобулин-подобных домена, которые связываются с поверхностью бактерий и могут участвовать в распознавании чужеродных молекул.

     Цитокины. Защитные реакции у беспозвоночных регулирует набор цитокинов, частью сходных с интерлейкинами позвоночных. Обнаруженные у беспозвоночных цитокинподобные молекулы, возможно, взаимосвязанно регулируют защитные реакции, подобно тому, как это происходит у позвоночных. Присутствие родственных цитокинам молекул уже у простейших указывает на то, что они имеются у всех представителей животного царства. Например, феромон простейших, Ег-1, структурно и функционально сходен с интерлейкином 2. Кроме того, у кольчатых червей, иглокожих и оболочников недавно были выделены соединения, обладающие ИЛ - и ФНО - подобной активностью. Первую активность определяли с помощью тест-системы для позвоночных, причем эти активности ингибировала поликлональная антисыворотка к ИЛ-1 позвоночных. Цитокин ИЛ-1 беспозвоночных стимулирует агрегацию, фагоцитарную активность и пролиферацию клеток «крови» этих животных. ФНО-подобную активность у беспозвоночных выявляли по цитотоксическому действию на линию клеток L929; этот метод также обычно используется для определения ФНО позвоночных.

     У беспозвоночных найдены и другие соединения, обладающие цитокинподобной активностью. Это, например, фактор, снижающий число плазмоцитов, активатор лейкоцитов и различные стимуляторы инкапсулирования и фагоцитоза у насекомых. Фактор, продуцируемый лейкоцитами иглокожих, оказывает митогенное действие на лимфоциты млекопитающих и индуцирует скопление белых кровяных клеток у морских звёзд. Кроме того, у оболочников обнаружен провоспалительный цитокин, влияющий на продукцию антител, фагоцитоз и клеточно-опосредованную цитотоксичность у позвоночных, а также на фагоцитарную активность лейкоцитов у креветок. Наконец, следует упомянуть и о том, что в иммунореактивности клеток крови беспозвоночных, как установлено, участвуют эйкозаноиды и опиатные пептиды.

     Процесс распознавания «не-своего» с последующим фагоцитозом предполагает кооперацию между гемостатическими и фагоцитарными клетками. Таким образом, хотя беспозвоночные лишены взаимодействующих субпопуляций антигенпрезентующих клеток и лимфоцитов, клеточный иммунитет и у них осуществляется путем кооперации разнообразных иммуноцитов.

     У видов - переносчиков возбудителей болезней клеточные и гуморальные защитные механизмы определяют устойчивость к паразитарным инвазиям. Всё больше данных указывает на то, что способность некоторых беспозвоночных передавать болезни существенно зависит от их иммунореактивности. Так, установлено, что иммунный ответ в форме инкапсулирования у москитов и легочной улитки обусловливает эффективную изоляцию и, возможно, гибель инкапсулированных паразитов. Кроме того, в недавно проведенных исследованиях у москитов, мух цеце, мошек и клещей обнаружены кишечные агглютинины — возможно, главные факторы, влияющие на размножение и выживание в этих насекомых простейших-паразитов, поглощаемых с кровью. У некоторых мух цеце, в частности, ингибирование агглютинина средней кишки D-глюкозамином значительно ускоряет их инфицирование Trypanosoma brucei и T.rhodesiensis. Важную роль может играть и профенолоксидаза; в слюнных железах самок мухи цеце Glossina morsitans, уровень ПФО у которых гораздо выше, чем у самцов, присутствует намного меньше зрелых форм Т. rhodesiensis. Установлено также, что индуцибельные антибактериальные пептиды, присутствующие в крови мошек Simulium, убивают личинок паразитических нематод.

Органические  загрязнители - углеводороды, попадающие в среду при утечках нефти, имеют все шансы проникать в ткани морских беспозвоночных. Они липофильны, вследствие этого их метаболизация затруднена, и они могут накапливаться в липидных отложениях и липидных составляющих клеточных мембран. Впрочем, у ряда морских беспозвоночных, например у полихет, моллюсков и ракообразных, наличествует ферментная система, способная окислять эти токсины путем присоединения атомов кислорода.  Данная система очень неспецифична в отношении субстратов и состоит из нескольких ферментов-оксигеназ и цитохромов, связанных, как правило, с мембранами микросомной фракции эндоплазматического ретикулума каких-либо тканей (к примеру, пищеварительной железы или гепатопанкреаса). Процесс окисления требует больших расходов энергии. Он включает эпоксидирование, гидроксилирование и дезалкилирование. Входящие систему ферменты активируются лишь при наличии ксенобиотика. К примеру, содержание цитохрома в тканях мидий увеличивается вследствие суточного действия дизтоплива и возвращается в норму через 8 дней после снятия стресса.

Рис.2. Схема действия системы  оксигеназы с широкой  субстратной специфичностью.

Оксигеназы с  широкой субстратной специфичностью существуют и у растительноядных насекомых, где они, по всей видимости, принимают участие в обезвреживании естественных органических токсинов, вырабатываемых растениями для обороны от фитофагов. К примеру, у насекомых-полифагов активность ОШСС обыкновенно повыше, нежели у стенофагов (наиболее специальных в плане питания), по-видимому, по вопросу, связанным с действием наиболее широкого спектра токсичных соединений, включая фенолы, хиноны, терпеноиды и алкалоиды.

Тяжёлые металлы - ртуть, кадмий, медь, серебро, олово - токсичны для водных беспозвоночных. К примеру, они могут денатурировать ферменты, взаимодействуя с ними, изменять их третичную структуру. Однако морские беспозвоночные, такие, как крабы, двустворчатые моллюски, аннелиды, обезвреживают тяжкие металлы, связывая их с специальными белками металлотионеинами. Данные низкомолекулярные соединения имеют характерные SH-группы и обладают высоким содержанием аминокислоты цистеина. SH-группа связывает либо хелатирует металлы.

РЕАКЦИИ ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ

     Многие беспозвоночные обладают способностью к отторжению алло- и ксеногенных трансплантатов. Для иммунитета позвоночных характерна усиленная и высокоспецифическая реакция на повторное воздействие антигена. Ее осуществление зависит от лимфоцитов и главного комплекса гистосовместимости. Степень специфичности и запоминание антигена у беспозвоночных были изучены в опытах по трансплантации и имплантации с определением цитотоксичности. Из-за жёсткости наружного скелета или мягкости наружных покровов беспозвоночным трудно производить пересадку тканей. Нелегко и решить, произошло ли отторжение. Несмотря на эти трудности, удалось установить, что у большинства беспозвоночных происходит разрушение ксенотрансплантатов, а губки, кишечнополостные, аннелиды, насекомые, иглокожие и оболочники обладают и способностью распознавания аллогенного материала. Кажущееся отсутствие отторжения аллогенной ткани у моллюсков связано, вероятно, с техническими трудностями пересадки. Однако не у всех групп беспозвоночных, способных отторгать аллотрансплантаты, эти реакции характеризуются специфичностью и памятью; обычно специфичность их крайне невысока, а память недолговременна. Значительные расхождения результатов трансплантации могут быть связаны с тем, что некоторые исследователи не учитывали зависимость процесса отторжения от температуры. Наличие аллогенного распознавания у колониальных беспозвоночных, таких, как губки, кишечнополостные и оболочники, неудивительно, так как целостности колоний постоянно угрожает разрастание соседних колоний. Эксперименты с личинками колониальных оболочников показали, что аллогенное распознавание и оплодотворение контролирует один генный локус с множественными аллелями. Таким образом, имеется определённое сходство между системой, существующей у оболочников, и генами гистосовместимости у млекопитающих.

Гипотеза аутоиммунного тестирования брачных партнеров предполагает формирование индивидуальной системы восприятия на основе иммунологического принципа, т.е. путем прижизненного подбора «прямых» или «обратных слепков» своих собственных ключевых антигенов или сигнальных молекул. Такая система обеспечивает согласованное изменение системы сигналов и системы их восприятия при возникновении новых адаптаций, что приводит к автоматическому формированию репродуктивной изоляции за ограниченное число поколений. Наличие систем распознания «свой-чужой» практически у всех живых организмов предполагает формирование механизмов аутоиммунного тестирования потенциальных брачных партнеров на самых ранних этапах эволюции и возможность эволюционных изменений самой тестирующей системы. 

В результате перехода к многоклеточности организмы столкнулись  сразу с несколькими новыми проблемами. Им нужно было не только поддерживать целостность и дискретность своего вида, ограничивая приток чужих генов извне, но и заботиться о целостности организма, представлявшего собой поначалу слабо дифференцированный конгломерат полуавтономных модулей - клеток, еще недавно бывших самостоятельными организмами. Для первых примитивных многоклеточных развитие и усиление «тяги к своим» и «отторжения чужих» (в том числе собственных клеток, изменившихся в результате соматических мутаций) было чрезвычайно актуальной задачей.

«Тяга к своим» у низших многоклеточных показана в  экспериментах с губками, клетки которых способны воссоединяться после искусственного разделения (реагрегация). Причем, если перемешать разрозненные клетки губок, относящихся к двум разным видам, то они сползаются в отдельные конгломераты в строгом согласии со своей видовой принадлежностью (Moscona, 1968; Muller, 1982).

     Опыты по пересадке тканей обнаруживают сходные эффекты. К примеру, горгонарии (колониальные кораллы) отторгают ткани иных видов (ксенотрансплантаты) и даже генетически отличных особей собственного вида (аллотрансплантаты), хотя ткани иных частей этой же колонии (автотрансплантаты) практически постоянно приживаются.

Что касается «отторжения  чужих», то проблема усугубляется тем, что крупные многоклеточные организмы  представляли собой весьма удобную  и во всех отношениях «перспективную» среду обитания для прокариот и протистов, которые, конечно, не преминули воспользоваться представившейся возможностью и принялись обживать новые «биотопы». Оказалось, что многие домены, функционирующие в иммунной системе многоклеточных, имеют бактериальное происхождение. Функции этих доменов у бактерий в большинстве случаев, по-видимому, были связаны с регуляцией взаимоотношений между организмами - компонентами микробных сообществ, в том числе, возможно, с различением своих и чужих.

Неспецифические, т.е. не модифицируемые в течение  жизни взрослого организма, средства иммунной защиты имеются у всех многоклеточных животных. Эксперименты по анализу явления химеризма у личинок асцидий показали способность этих животных к аутоиммунной детекции и выраженным родственным предпочтениям при формировании колоний (Fagan, Weissman,1997; De Tomaso et al.,1988). Аналогичные способности выявлены у кораллов (Rinkevich, 2004a).

У насекомых  вообще и дрозофил в частности  экспериментальные данные по гистосовместимости тканей имаго носят спорный характер, так как возможность отторжения трансплантата не может быть достоверно оценена в кратковременных экспериментах (Wolfner, 1997), но несколько явлений из биологии дрозофилы прямо связаны со способностью к распознанию своего-чужого. Это:

1) реакция на  осеменение, 2) избирательное оплодотворение, 3) появление так называемых меланоидных включений на тораксе и абдомене у межвидовых гибридов и 4) активно изучаемый в последние годы иммунный ответ.

Из анализа первых двух явлений можно сделать два основных вывода:

1) У самки  дрозофилы, несомненно, имеется механизм посткопуляционного определения (тестирования) степени генетической близости самца, причём для этого могут использоваться как антигены сперматозоидов, так и другие компоненты семенной жидкости, в частности, многочисленные и полиморфные белки ACP. Это тестирование включает в себя элемент «сравнения с собой». Есть веские основания полагать, что механизмы этого тестирования имеют иммунологическую природу.

2) Вероятность успешного оплодотворения снижается как при слишком близкородственных, так и при слишком удалённых скрещиваниях. Это говорит о существовании «оптимума генетической близости.

Меланоидные включения  у межвидовых гибридов дрозофил - широко распространённое явление в экспериментальной практике, представляющее собой появление у гибридных мух под хитиновой оболочкой явно выраженных тёмных пятен, случайно разбросанных по абдомену и реже - по тораксу. Эти пятна обусловлены обособленными, инкапсулированными и пигментированными участками ткани, подобными описанным в литературе инкапсулированным под действием ламеллоцитов бактериям (Lanot et al., 2001). Вместе с тем, хорошо известно явление избирательной потери хромосом одного из родителей видов у потомков от близкородственных скрещиваний (Соколов, 1959), что должно приводить к появлению в мозаичной ткани новых антигенных детерминантов, и при допущении возможности аутоиммунного тестирования - к распознанию такой ткани как «чужой» и отторжению путем инкапсуляции.