1.7. Агрегация и дезагрегация клеток. Клеточные комплексы.

Различные технические приемы позволяют разделить клетки, которые образуют клеточные комплексы. За этим разделением, производимым без изменения клеток, может в конечном итоге последовать их реагрегация в связи с созданием новых сцеплений. Какова бы ни была ее природа, межклеточная субстанция вступает в действие в процессе сцепления клеток друг с другом. Растворяя ее, можно разрушить сцепление и освободить клетки из образованных ими комплексов. Оказалось также возможным вызвать различными способами дезагрегацию эмбриональных тканей позвоночных. После недлительной консервации из этих клеток восстанавливалась исходная ткань. Более того, если суспензировать дезагрегированные таким образом клетки печени, сердца, почек и легких, взятых от одного и того же эмбриона, то последующая реагрегация оказывается селективной. Клетки печени плотно присоединяются лишь к клеткам печени, а не к другим, клетки легких — исключительно к клеткам легких, клетки почек — только к клеткам почек и т.д. Реагрегация происходят лишь между клетками одного и того же типа.

Наименее глубоко изучены явления взаимного опознавания одной и той же категории клеток, приводящие к избирательному сцеплению. Изолированная клетка может приближаться к элементам другого типа, но она присоединяется только к элементам себе подобным. Факты эти хорошо известны, но чем объяснить подобные избирательные свойства клеток? Были уточнены лишь некоторые их звенья. По—видимому, значительную роль играет мукоидное вещество, которое обволакивает поверхности клеток, локализуется в некоторых точках или находится на поверхности тонких нитей псевдоподиального типа, скрепляющих клетки. Если размеры межклеточного пространства меньше 10 Å . то могут образоваться «кальциевые мосты». Такие условия возникают в участках клеточной поверхности, имеющих очень малых радиус кривизны, например по краю наиболее тонких псевдоподий или же на гребнях неровностей поверхности. Избирательное сцепление может происходить также, если ионный состав изменяет заряд в близлежащих точках клеточкой поверхности. В этих условиях силы отталкивания снижены, что повышает эффект сил притяжения Вав—дер—Ваальса. Наблюдение над ходом избирательных реагрегаций показывает, что вначале сцепление имеет место лишь в некоторых участках, а затем распространяется на большие пространства.

В особую категорию относится явление узнавания клеткой генетически инородных элементов, с которыми она контактирует. Это явление, возможно, имеет иммунологическую основу. Поверхность клетки покрыта мукоидным материалом типа специфических иммунологических субстанций, которые характеризуют группы крови. Эти вещества содержат различные гексозы и прочно связаны с липидами и протеинами. Они характеризуются высоким молекулярным весом, имеют асимметричную структуру (вытянуты в длину). Им посвящены многочисленные биохимические и иммунологические работы. Контакты между клетками и «опознавание» лежат в основе концепции «клеточкой социологии». Эти процессы зависят от структуры клеточной поверхности. Изучение групп крови показало, что их специфичность определяется присутствием некоторого количества особых углеводов: фукозы и сиаловой кислоты. Подобный факт наблюдается и в клетках вообще. Наличие углеводов и определенных белков может служить сигналом, позволяющим клеткам опознать друг друга. Проблемы физиологии клеточной поверхности связаны, безусловно, с проблемами иммунологии.

Из клеток, разъединенных тем или иным путем, удавалось в известных условиях создать культуры invitro, где, благодаря спонтанной реагрегации из них воссоздается новый комплекс клеток. В этих исследованиях постоянно отмечался процесс сцепления подобных друг другу клеток. Однако наиболее удивительной является способность клеток различать, какие элементы им подобны и с какими элементами они не могут соединяться. Все происходит так, как будто изолированные клетки способны выбирать те элементы, с которыми они соединятся вновь. В этом сложном процессе избирательной реагрегации следует иметь в виду два этапа. Клетка должна сначала переместиться, чтобы занять определенное место в общей совокупности клеток (специфика позиции). Это явление включает движение клеток до занятия ими должного места. Во-вторых, на занятом ею месте клетка должна окончательно присоединиться к другим подобным ей клеткам данной территории (специфика сцепления). Но каков же механизм, управляющий процессом новообразования группировки, носящий явно специфический характер? Специфическое сцепление иногда объясняли реакцией типа антиген—антитело. Это важный факт, на котором следует остановиться. Количественные и качественные изменения межклеточной активности отражают изменения антигенных свойств поверхностей. Специфические антигены поверхности были обнаружены для многих живых клеток млекопитающих и бактерий. В процессе реагрегации разобщенных клеток происходит пересортировка клеточных элементов (различающихся по характеру сцепления), контролируемая различием в сроках изменения свойств подвижности и сцепления разных типов клеток. Этот кратковременный контроль был охарактеризован как «временная специфика». Элементом этой специфики является возникновение механизма «улавливания» определенных видов клеток в тот момент, когда они занимают удобную позицию. Если в этот момент клетки обладают указанным механизмом, то в соответствующем месте происходит сцепление. Этот механизм «улавливания» связан с неньютоновской вязкостью поверхности клеток. Бесполезно предполагать существование специфической химической структуры на клеточной поверхности, которая могла бы привести к конформационным изменениям некоторых «ключевых молекул» Клетки могут в случае контакта различать не только характер субстрата, но также дифференцировать различные типы клеток. Такое избирательное сцепление связано со специфическим расположением химических группировок на поверхности клеток. Контакт химических соединений двух клеточных поверхностей приводит к сцеплению при том условии, что эти специфические группировки между обеими клетками совпадают. Эти специфические зоны, быть может, не являются постоянными, а временными. Они прилегают друг к другу более или менее плотно в зависимости от момента, движения клеток способствуют контакту соответствующих зон. Тогда сцепление при реагрегации очень прочно. В случае контакта между мало адгезивными зонами сцепление будет слабое и легко разъединимо одним лишь движением клеток. К прочным клеточным комплексам позднее присоединятся клетки с еще более прочными зонами сцепления. Таким образом, фактор времени играет очень большую роль в процессе избирательного сцепления.

Нужно отметить аналогию между приведенной здесь концепцией специфических зон сцепления и хорошо известным в иммунологии понятием «антигенного центра». Путем деполимеризации или протеолитического разрыва некоторых белковых комплексов можно освободить замаскированные до этого антигенные центры и выявить новые антигенные свойства. Интерес к исследованиям клеточной реагрегации связан с тем фактом, что при этом обнаруживаются все новые и новые данные, не рассматриваемые ранее, Они составляют основу дня исследований нормального и патологического морфогенеза в свете иммунологических процессов. Приведенные факты показывают, насколько интересна проблема межклеточного сцепления с точки зрения физиологии и экологии клеток, морфогенеза нормальных клеток, а также изучения патологических нарушений.