Полиморфные биохимические системы
Мы уже неоднократно использовали термин "полиморфизм" как синоним многообразия, то есть придавая ему наиболее широкое значение. Иногда применение этого термина выглядит не очень корректным - многие антропологические признаки имеют непрерывный характер вариации и, строго говоря, редко образуют в популяции четко различающиеся формы (морфы). В таком узком смысле это понятие относится, прежде всего, к генетически обусловленным формам некоторых биохимических свойств, качественных номинальных по своей природе признаков.
· Их очень много:
o иммуногенетические системы эритроцитарных и секретируемых антигенов - например, группы крови АВ0(Н), Rhesus(Rh), MNS, АВН(Se), Lewis(Le), иммуноглобулины Gm и Km;
o полиморфные системы тканевого иммунитета - например, система тканевой совместимости HLA;
o другие иммуногенетические полиморфные признаки - системы Р, Kell(Kk), Diego(Di), Duffy(Fy) и т.п.;
o белковые и ферментные системы сыворотки крови - системы гаптоглобина (Нр), группоспецифического компонента (Gc); трансферрина (Tf), щелочной фосфатазы (Рр) и др.;
o эритроцитарные ферменты крови - например, система кислой фосфатазы (AcP1), эстеразы D (EsD), фосфоглюкомутазы 1 (PGM1) и др.;
o биологически активные вещества тканей - например, ушная сера, щелочная фосфатаза плаценты (PI) и т.п.
Мы не можем описать все многообразие признаков, относящихся к этому "семейству" - это свой особый невидимый "биохимический мир", иногда не менее интересный, чем тот, который мы видим вокруг (подробнее, см.: Харрисон Дж. и др., 1979; Спицин В.А., 1985; Генофонд и геногеография…, 2000; см. также: http://pc601s.vigg.ru/Atlas/).
Важным их свойством является то, что все эти признаки качественные и дискретные, для многих из них установлен вполне определенный характер наследования: известно каким числом генов определяется признак, на каких хромосомах и в каком конкретно их участке расположены локусы. Наконец, описано огромное количество отдельных форм и мутантных аллелей, изучаются закономерности их географической изменчивости.
Речь идет в первую очередь о системах иммунитета. Под иммунитетом понимается способность распознавать вторжение в организм любого чужеродного материала и мобилизовать собственные клетки и образуемые ими вещества для скорейшего удаления этого материала или его инактивации. Проще говоря, это невосприимчивость организма к инфекции или яду, способность сохранять целостность и биологическую индивидуальность.
Чужеродные объекты - т.н. антигены - представляет собой высокомолекулярные вещества (белки, полисахариды или объединения таких молекул). Они могут быть встроены на поверхности клеток (например, располагаться в клеточной мембране чужеродного микроорганизма) или находиться в свободном состоянии - плавать в межклеточной жидкости или плазме крови. В ответ на появление такого вещества, организм начинает активно синтезировать т.н. антитела. Все антитела - это белковые молекулы (иммуноглобулины), продукт специальных клеток нашего организма (Т- и В-лимфоцитов). Лимфоциты образуются в костном мозге и обладают колоссальной способностью "узнавать" миллионы существующих антигенов. Антитела имеют специфичные участки, комплиментарные к поверхностным
структурам конкретных антигенов. При помощи таких структур они присоединяются к антигенам и лишают их активности (описана упрощенная схема механизма иммунной защиты) (рис. 2.25).
В норме, антитела к антигенам собственного организма у человека не вырабатываются, но есть целая группа заболеваний, связанных именно с подобным отторжением организмом собственных клеток и тканей (т.н. аутоиммунные заболевания). На способности организма продуцировать антитела основана практика вакцинации - мы вводим в организм небольшое количество ослабленных или убитых микроорганизмов или анатоксинов и "настраиваем" лимфоциты на предотвращение возможной болезни.
Известно, что при переливании крови человеку необходимо, чтобы кровь донора (т.е. та, которую переливают), была совместима с его собственной. В противном случае донорские эритроциты отторгаются иммунной системой - они агглютинируются, слипаются друг с другом, так как между ними устанавливаются мостики из антител.
Этот эффект используют для практического определения групп крови. Для этого необходим стандартный набор сывороток, содержащих набор тех или иных антител. Вытяжка эритроцитов крови смешивается с этими сыворотками, и все, что остается исследователю или врачу - это посмотреть, какая из проб дала реакцию агглютинации. Весьма распространен другой общий способ определения биохимических полиморфных систем - это разные варианты электрофореза. Именно с этой методикой связано открытие подавляющего числа известных сейчас биохимических полиморфизмов (рис. 2.26).
"Группа крови на рукаве…" - это про систему АВ0. Еще в 1900 г. К. Ландштейнер установил, что сыворотка некоторых индивидов вызывает агглютинацию у ряда других людей. По сути он открыл факт полиморфизма, а АВ0(Н) стала первой из открытых иммуногенетических эритроцитарных систем, да и вообще первой изученной системой крови человека. Наследственная основа ее была установлена в 1924 г. Сейчас известно, что АВ0(Н) генетически детерминирована одним локусом, расположенным на 9-й хромосоме человека. Локус содержит три аллели, причем аллели LА и LВ доминируют над L0 , а аллель А (LА) имеет множество вариантов (А1, А2, Аint и др.) (табл. 2.2).
| Таблица 2. Система групп крови АВ0 | |||
| Фенотипы (группы крови) | Генотипы (сочетание аллелей) | Антигены наэритроцитах | Антитела всыворотке |
| Группа 0 (I) | L0 L0 | нет | анти-А и анти-В |
| Группа А (II) | LА LА и LА L0 | А | анти-В |
| Группа В (III) | LВ LВ и LВ L0 | В | анти-А |
| Группа АВ (IV) | LА LВ | А и В | нет |
Различные аспекты изменчивости, связанные с этой системой изучены достаточно подробно: описана география распространения отдельных аллелей, прослежена история этого разнообразия, установлены ассоциации тех или иных групп крови с рядом патологий.
Антигены системы тканевой совместимости HLA существуют почти во всех тканях нашего организма. Их синтез контролируется несколькими локусами, содержащими большое число аллелей. Если учесть, что только по трем таким локусам число возможных генотипов составляет около полутора миллионов (!), то данная система - пример поистине удивительного многообразия. Признак вроде бы один, но только по нему одному каждый из нас уникален, биохимически индивидуален. HLA - одна из самых полиморфных генетических систем человека.
На этом завершим знакомство с "нашими признаками" и методами их определения, хотя далеко не все они были упомянуты. Например, мы не сказали о функциональных и физиологических признаках (определяемых при изучении современного населения), о маркерах стресса и патологии (фиксируемых на ископаемых костях) и др. Поговорим о них в соответствующих темах.
Многочисленность разнородных признаков - это богатство антропологии, неисчерпаемый источник изменчивости и, одновременно, всесторонней информации о ней.
2.4. Изучение изменчивости: методические вопросы
· 2.4.1. Описание объектов: основные статистические показатели
· 2.4.2. Вероятностный характер явлений: "наши частные проблемы"
· 2.4.3. Многомерные методы: "новые" признаки и все та же изменчивость