Иммунный ответ  на инфекцию у беспозвоночных включает экспрессию множества разнообразных защитных белков. Чрезвычайно высокое разнообразие защитных белков, способных к распознанию гетерофильных сигналов (узнаванию «чужого») продуцируется в ходе иммунного ответа у ланцетника, морских ежей, губок, ракообразных и др. Многие авторы допускали возможность существования у беспозвоночных механизмов, обеспечивающих формирование новых вариантов защитных молекул путём соматических мутаций (Loker et al., 2004). Это предположение подтвердилось недавно в ходе изучения иммунного ответа у гастроподы Biomphalaria glabrata. Этот моллюск реагирует на проникновение инфекционных агентов синтезом многообразных фибриногеноподобных белков (FREP). Эти белки содержат домены суперсемейства иммуноглобулинов и способны связываться с чужеродными антигенами. FREP-белки подразделяются на 13 подсемейств и демонстрируют большое разнообразие, в частности, благодаря альтернативному сплайсингу. Недавно было показано, что высокое разнообразие FREP-белков у отдельных особей B.glabrata достигается не только путем альтернативного сплайсинга, но и за счёт

1) активного  мутационного процесса и

2) рекомбинационных  процессов в соматических тканях (Zhang et al., 2004).

 Этот сенсационный  результат на сегодняшний день является одним из наиболее веских фактических подтверждений существования адаптивной иммунной системы у беспозвоночных. Соматические мутации иммуноглобулиновых генов, служащие для создания специфических антител с высокой аффинностью к конкретному чужеродному антигену, ранее были известны только у позвоночных. Теперь приходится признать, что беспозвоночные тоже располагают аналогичными средствами создания специфических «антителоподобных факторов» по принципу «прямого слепка». Уже высказано предположение, что распознавание патогенов при помощи соматически диверсифицирующихся иммуноглобулиновых белков может оказаться широко распространённым свойством у многоклеточных животных (Eason et al., 2004).

Данное открытие даёт основания надеяться, что в ближайшее время у беспозвоночных будут обнаружены и аналоги механизмов клональной селекции. Очевидно, что наиболее «удачные» результаты соматической рекомбинации и мутаций защитных молекул должны каким-то образом закрепляться и умножаться, иначе весь механизм в значительной мере теряет смысл. Кроме того, обязательно должны каким-то образом элиминироваться возникающие в ходе геномных модификаций иммунные молекулы с аутореактивными свойствами. Избирательное размножение клеток с «удачной» мутацией является естественным и необходимым дополнением к механизму соматической рекомбинации и мутации.

Можно заключить, что известный у позвоночных  механизм соматической реорганизации иммуноглобулиновых генов, обеспечивающий формирование огромного разнообразия антител и Т-клеточных рецепторов, имеет свои аналоги и у других организмов. Беспозвоночные тоже располагают мощными средствами повышения разнообразия иммуноглобулиновых белков. Можно назвать несколько таких средств, существование которых подтверждено экспериментально. Это альтернативный сплайсинг, посттрансляционные конформационные изменения, а также соматические мутации и рекомбинации, показанные для генов FREP, участвующих в иммунном ответе у моллюска Biomphalaria glabrata (Zhang et al., 2004). В связи с этим следует вспомнить и обнаруженное у растений усиление соматической рекомбинации в ответ на проникновение инфекционных агентов, причем эта реакция наблюдается, в том числе, и в тканях, не затронутых инфекцией (хотя у растений, конечно, нет иммуноглобулиновых генов, и соответствующие защитные функции выполняются другими генами и белками) (Kovalchuk et al., 2003). Все это свидетельствует о том, что адаптивный иммунный ответ и, в том числе, способность к прижизненной «подгонке» защитных молекул к новым чужеродным антигенам (по принципу «прямого слепка»), свойственны отнюдь не только позвоночным. В целом получаемые в последние годы новые данные всё сильнее «подрывают основы» традиционных представлений об «уникальности» АИС позвоночных и о непроходимой грани между «врождённой» и «адаптивной» иммунной системой (Eason et al., 2004).

Подобные механизмы  «подгонки» или «настройки» рецепторных  белков теоретически могут работать и в системе химической коммуникации. Например, система выбора полового партнера при помощи единственного видоспецифичного феромона и соответствующего единственного рецептора представляется крайне жёсткой в эволюционном отношении. Она, казалось бы, не допускает практически никаких перемен ни в структуре феромона, ни в структуре рецептора, потому что такие изменения обязательно должны быть строго согласованы между собой. Ситуация в корне меняется, если допустить возможность прижизненной «настройки» рецептора, причем в качестве матрицы для такой настройки можно использовать изменившиеся молекулы феромона (свои собственные, родительские, членов семьи, ближайшего популяционного окружения и т.п.). 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Следует ещё раз подчеркнуть, что, несмотря на лишь ограниченные специфичность и память, характерные для распознавания алло - и ксено-генных трансплантатов у беспозвоночных, их иммунная система функционирует эффективно и успешно. Так или иначе, внедрение патогенных микроорганизмов и паразитов вызывает у беспозвоночных быстрый иммунный ответ, что и обеспечивает громадное разнообразие и изобилие этих животных.

     У беспозвоночных имеются молекулы - предшественники МНС (главного комплекса гистосовместимости) и молекулы с иммуноглобулин-подобными доменами. Аллогенное распознавание, обнаруженное у многих беспозвоночных, указывает на возможное присутствие у них молекул — предшественников главного комплекса гистосовместимости I. Поскольку иммуноглобулинами эти животные не обладают, можно предполагать, что система МНС сформировалась раньше и независимо от системы иммуноглобулинов у позвоночных. Иными словами, у примитивных позвоночных при сохранении системы МНС отдельно и независимо развивалась система иммуноглобулинов, обеспечивающая более тонкое распознавание посредством циркулирующих антител и специфичных рецепторов клеточной поверхности. В ходе дальнейшей эволюции позвоночных происходила, по-видимому, возрастающая интеграция МНС и системы иммуноглобулинов, что обеспечило высокий уровень регуляции, необходимый для взаимодействия антигенпрезентующих клеток и лимфоцитов. Это представление, однако, остается гипотетическим; нет ни структурных, ни функциональных доказательств экспрессии клетками беспозвоночных гликопротеинов МНС или димерных рецепторов для алло- и антигенов. Кроме того, у беспозвоночных может отсутствовать реакция смешанной культуры лейкоцитов, которая у позвоночных служит функциональным маркером МНС. Поэтому возникло другое предположение: некоторые исследователи считают, что молекулы МНС позвоночных произошли от белков теплового шока. 

     В то же время обнаружены Р₂-микроглобулин-подобные молекулы у земляных червей, ракообразных и насекомых, что подтверждает возможность существования антигенов — предшественников МНС у беспозвоночных. Таким образом, молекулы МНС могут быть потомками одной и той же, содержащей один домен и сходной с р₂-иммуноглобулином молекулы, многочисленные разновидности - производные которой возникли в результате перестроек и дупликаций генов и давления отбора.

     Наконец, существует целая группа обнаруженных у беспозвоночных молекул, таких как Thy-1, амальгам, фасциклин II, нейроглиан, принадлежащих к суперсемейству иммуноглобулинов; предполагается, что эти молекулы появились в процессе эволюции для опосредования межклеточных взаимодействий и потенциально могут обеспечивать распознавание иммунной системой «не-своего». Этот уровень эволюции, по-видимому, достигнут у насекомых, обладающих гемолином. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Марков А.В., Куликов А.М. Гипотеза иммунологического тестирования партнёров – системы распознавания «своих» и «чужих» в исторической перспективе. - Известия РАН, Серия биологическая, 2006.

2. Марков А.В. Раскрыта тайна иммунной системы насекомых. –                  © Copyright elementy.ru, 2006.

3. Мартынова М.Г., Быстрова О.М., Парфёнов В.Н. Синтез нуклеиновых кислот и локализация предсердного натрийуретического пептида в гемоцитах речного рака. – «Цитология», т.50, 2008.
4. Беспозвоночные: Новый обобщённый подход. - © Copyright wikilogia.cv.ua, 2010.