А ну, кто на новенького...!
Когда-то, очень-очень давно жизнь на планете началась с одноклеточных существ. Трудно представить, как такие микроскопические создания смогли выжить и обеспечить все разнообразие жизни в нашем мире. Для этого им приходилось использовать весьма агрессивные защитные механизмы в постоянной борьбе за место под солнцем. Разберем некоторые из этих механизмов...
Каждой конкретной особи надо было постоянно заботиться о себе, т.е. добывать пищу и защищаться от прожорливого окружения. Для этого она создала внутри своей оболочки целую биохимическую систему, позволявшую ей выживать в этих невероятно сложных условиях, а главное, давать жизнеспособное потомство. Если бы клетка (читай: природа) не сумела бы этого делать, то никаких живых существ, включая и человека, сегодня просто не было бы.
Внутри ее оболочки, в протоплазме образовались химические соединения, которые могли расщеплять все то, что попадало внутрь из окружающей клетку среды. Мы их сейчас называем ферментами. Внутрь попадали не только питательные вещества, но и живые организмы более мелких размеров. Они также служили пищей, если не оказывались, несмотря на малые размеры, более прожорливыми, чем сама клетка. Обобщая ситуацию, надо сказать, что всегда существовала вероятность попасть кому-то на обед, что и до сегодняшнего дня актуально для любого живого существа: либо поешь ты, либо съедят тебя.
Вернемся к клетке. Ей полезней и легче всего было подкрепляться собратьями по месту обитания, имеющими аналогичное строения. Это облегчало процесс и переваривания, и усвоения, а также освобождения от остатков трапезы, которых в этом случае было немного. Дело в том, что любая система требует относительного постоянства своих внутренних параметров, определяющих возможность ее выживания или работы. Это актуально даже для неживых структур, например, для машин. Чтобы понять, о чем речь: все знают, что в машину следует заливать бензин строго определенной марки, иначе двигатель быстро выйдет из строя.
Поэтому клетка не может питаться, чем попало. По этой причине иногда возникала проблема дефицита питательных веществ, что заставляло клетку периодически голодать. Именно этот факт и научил ее использовать на обед собратьев по водоему, расщепляя их проглоченные тела на отдельные съедобные кусочки своими пищеварительными ферментами. Позже ученые придумали название этому процессу, назвав его ФАГОЦИТОЗОМ - от греческих слов phagos (пожирание), kytos (клетка).
Проблема голодных периодов в жизни нашей героини и привело к необходимости формирования еще одного приспособительного защитного механизма, позволяющего ей переживать голодные времена. Клетка постепенно приобрела отряд ферментов-чистильщиков, которые, постоянно находясь в протоплазме, утилизировали остающиеся после обеда «крошки», т.е. остатки от переваривания попавшей еды.
Мало того, внутри протоплазмы всегда можно было найти еще кое-что съедобное. Дело в том, что внутренность любой клетки представляет собой достаточно сложное устройство, состоящее из набора внутриклеточных органов - органелл, отвечающих за определенные функции. Например, у клеток есть своеобразные «желудки» - лизосомы, а также «фабрики по производству белков» – рибосомы. Еще имеются вакуоли, удаляющие мусор; «легкие» – митохондрии, и даже «мозговой центр» – ядро. Эти органеллы постоянно обновляются. Но не всегда этот процесс происходит так, как надо, особенно при том же голодании, что создает источник неправильно поделенных белков, их называют ущербными, а все вместе с остатками поступающих извне веществ - «клеточным мусором».
Но этот мусор изначально состоял из тех же составных химических веществ, что и нормальные части клетки. При отсутствии питания ферменты-чистильщики расщепляют этот мусор на мелкие соединения, из которых затем можно сделать уже правильное сочетание необходимых веществ. По сути, клетка переваривает (расщепляет) собственные ненужные уже детали, а затем синтезирует из их остатков новые части своих же органов. Раз она сама себя переваривает, то это явление в науке стало называться АУТОФАГИЕЙ - от греческих слов ауто - "сам", фагос - "пожирание". Именно за расшифровку механизмов аутофагии в октябре 2016 года японскому молекулярному биологу Есинори Осуми была присуждена Нобелевская премия.
Описанные 2 процесса (фагоцитоз и аутофагия) защищают постоянство протоплазмы клетки - ее внутренней жидкой среды. Только это постоянство и может обеспечить клетке жизнь и размножение с производством жизнеспособного потомства. Эти врожденные реакции сохранились и тогда, когда отдельные клетки стали объединяться, формируя многоклеточные организмы. Человек не является исключением. Он состоит из отдельных клеток, каждая из которых сохранила описанные реликтовые защитные механизмы, которые помогают им выживать в окружении иногда агрессивной среды обитания, образующейся в недрах уже большого организма.
Аутофагию и фагоцитоз ученые относят к факторами врожденного иммунитета, глобальной задачей которого является ОТЛИЧИТЬ СВОЕ ОТ ЧУЖОГО. Во времена жизни клеток-одиночек, когда они жили сами по себе, двух вышеназванных механизмов защиты вполне хватало, и клеточная жизнь текла по заведенному порядку. Существующие и сегодня одноклеточные существа ничем не отличаются от своих пращуров, так как, если хочешь жить, приходится применять и нелицеприятные методы.
Но когда клетки постепенно стали жить все более крупными «стаями», описанных иммунных реакций стало не хватать. Пришлось природе изобретать добавочные защитные механизмы и формировать исполняющие их органы. Подобные органы со временем образовали поэтапную систему, названную приобретенным иммунитетом. Оба вида защиты (врожденный и приобретенный) в многоклеточных организмах трудятся совместно, позволяя полноценно жить и трудиться целостному организму.
Здравствуйте, уважаемая Нина Георгиевна у меня вопрос, а как здоровая клетка, противостоит раковым клеткам или это совсем другой процесс, я так понимаю последняя стадия клетки перерождение в раковую и как у одноклеточных организмов тоже бывает рак или это свойственно многоклеточным организмам?
Добрый день! Увы, ни один живой организм не способен на 100% избежать искажения своего состава, приводящее к потере апоптоза — клеточного самоустранения, т.е. онкологии. Все то, о чем написано в статье и есть механизмы противостояния клеток агрессивной среде, в которой она живет. Наш организм, не получая достаточное количество воды и, наоборот, перегружаясь некачественной едой, имеет агрессивную межклеточную среду, что и вызывает многочисленные человеческие болезни, вплоть до онкологии