Coloring and immunity

Abstract

Pigmentation is one of the most important life adaptations. Green parts of plants, hemoglobin of blood, seasonal coloration of animals, sometimes for self-defense purposes, then for purposes of attacks, mating feathers of birds, in order to attract the attention of a female and grow beyond the limits of individuality - this is a whole series of important examples that are widespread and sufficient meaning of color. It is noticed that with the complication of the organization, with the sophistication of the work of the hair, the ability to form pigment decreases.

Full Text

Пигментація является однимъ изъ важнѣйшихъ жизненныхъ приспособленій. Зеленыя части растеній, гемоглобинъ крови, сезонная окраска животныхъ то въ цѣляхъ самозащиты, то въ цѣляхъ нападенія, брачное опереніе птицъ, чтобы привлечъ на себя вниманіе самки и расти за предѣлы индивидуальности,-—вотъ цѣлый рядъ примѣровъ, широко распространенныхъ и съ достаточной убѣдительностью доказывающихъ важное значеніе окраски. Замѣчено, что съ усложненіемъ организаціи, съ изощреніемъ работы клѣтки способность къ образованію пигмента понижается. Очень богато надѣлены пигментомъ низшіе организмы и бѣдны имъ такія сложнѣйшія клѣточныя колоніи, какъ человѣческій организмъ» Образованіе пигмента поэтому наилучше изучено на низшихъ организмахъ, хотя и здѣсь наши свѣдѣнія часто оказываются скудными и сбивчивыми. По мнѣнію большинства изслѣдователей образованіе пигмента можетъ происходить въ клѣткѣ двоякимъ путемъ: 1) синтетическимъ и 2) аналитическимъ. Синтетическая дѣятельность клѣтки при образованіи окрашенныхъ продуктовъ еще очень мало прослѣжена (гемоглобинъ крови, пигментъ мышцъ), аналитическая же ея работа, сопровождающаяся упрощеніемъ химическаго состава, извѣстна нѣсколько лучше (образованіе пигментовъ мочи, желчи, лютеина, липохромовъ и т. д.). Такъ по изслѣдованіямъ Kiihne хромогенъ является продуктомъ распада бѣлка, именно его гемигруппы. Изъ нативнаго бѣлка по мѣрѣ его распаденія получаются: гемиальбуминъ, гемиальбумоза, гемипептонъ, лейцинъ, тирозинъ, хромогенъ и др. продукты. Протеинъ-хромогенъ по Neumeister’y содержитъ: С— 47%—51%, Н около 5%, N—10°|о—12°|0 я S около 3%. Въ меланинѣ (Pliymatorusin) по Ненцкому имѣется: С-53,50%, Н-4,0%, N-10,3%, и S^ll?l%. Изъ этихъ данныхъ можно видѣть, что въ частицѣ пигмента присутствуетъ большее количество сѣры, чѣмъ въ частицѣ бѣлка. А такъ какъ образованіе пигмента аналитическимъ путемъ сопровождается распаденіемъ бѣлка, то одна частица пигмента можетъ быть построена только при условіи разрушенія нѣсколькихъ частицъ бѣлка. У каракатицъ (Sepia officinalis) Furth и Schneider доказали присутствіе въ тѣлѣ особаго фермента изъ группы оксидазъ, способнаго окислять продуктъ распаденія бѣлка тирозинъ съ образованіемъ окрашенныхъ веществъ, по составу и свойствамъ сходныхъ сь меляпиномъ. Образованіе меляниповъ въ организмѣ высшихъ животныхъ, но мнѣнію названныхъ авторовъ, совершается при помощи сочетанной рабоіы ферментовъ: 1) аутолитическаго, вызывающаго самоперевариваніе ткани и 2) тирозиназы, окисляющей тирозинъ, продуктъ, распада ткани, въ мелянинъ.
Какимъ бы способомъ пи образовался пигментъ, его построеніе есть результатъ метаболической дѣятельности клѣтки, и обычно, чѣмъ ближе послѣдняя къ зародышевому типу, тѣмъ ея хромогенныя способности выражены лучше. Въ человѣческомъ организмѣ клѣтки мезодермальнаго происхожденія, т. е. клѣтки наиболѣе близкія по своему устройству къ зародышевой ткани, обладаютъ наилучше развитой хромогенной функціей. Огромное большинство пигментацій въ человѣческомъ организмѣ совершается за счетъ постояннаго физіологическаго умиранія извѣстнаго числа эритроцитовъ. Одна часть освобождающагося принтомъ гемоглобина превращается въ пигментъ желчи билирубинъ и пигментъ мочи уробилинъ и въ такомъ видѣ покидаетъ организмъ. Другая часть остается въ организмѣ и здѣсь либо расход уется селезенкой и костнымъ мозгомъ для построенія новыхъ эритроцитовъ, либо внѣ кровяного ложа подвергается различнымъ превращеніямъ въ клѣткахъ соединительной ткани, или, наконецъ, унесенная тканевыми соками и блуждающими клѣтками, отлагается надолго въ покровномъ эпителіи, волосахъ и т. д., сообщая имъ различную окраску. При нормальныхъ условіяхъ количество пигмента, отлагающагося въ эктодермѣ, у людей не велико, но и здѣсь наблюдаются широкія колебанія въ степени окраски, начиная отъ полнаго мелянизма, нигризма, и кончая такимъ же полнымъ альбинизмомъ. Подобныя колебанія зависятъ отъ очень многихъ вліяній, какъ напр., отъ климата, яркости солнечнаго освѣщенія; возраста, наслѣдственности, индивидуальной возбудимости нервной системы и особенно сосудодвигателей. Всѣ эти обстоятельства значительно затрудняютъ экспериментальное изученіе окраски, какъ внѣшняго признака, характеризующаго большую или меньшую напряженность химическихъ превращеній въ клѣткахъ кроветворныхъ органовъ. А между тѣмъ, исходя изъ положенія, что главнѣйшими поставщиками пигмента являются именно кроветворные органы, естественно было бы думать, что та или иная степень окраски подчасъ можетъ служить хорошимъ показателемъ работы названныхъ органовъ и въ другомъ направленіи, именно въ построеніи естественной и пріобрѣтенной невоспріимчивости. Допущеніе, что эритробластическая дѣятельность кроветворныхъ органовъ идетъ рука объ руку съ ихъ лейкобластической дѣятельностью, оказалось бы хорошо защищеннымъ, если бы опытнымъ путемъ удалось подтвердить, что животныя съ болѣе сильной окраской наружныхъ покрововъ и волосистыхъ частей являются и лучше вооруженными противъ бактерійныхъ ядовъ, и располагающими болѣе мощнымъ приборомъ для борьбы съ инфекціями.
Въ теченіе нѣсколькихъ лѣтъ, когда мнѣ приходилось предохранять животныхъ къ тому или другому бактерійному виду, или опредѣлять на животныхъ смертельную для нихъ дозу бактерійнаго яда, мое вниманіе неоднократно было привлечено тѣмъ, что результатъ опыта оказывался довольно часто связаннымъ съ окраской животнаго.
Такъ напр., двѣ морскихъ свинки одного вѣса, но контрастной окраски, зараженныя опредѣленной дозой дифтерійнаго яда г при одинаковыхъ условіяхъ подвергнутыя специфическому печенію противодифтерійной сывороткой, излечиваются ею не съ одинаковымъ успѣхомъ, и случается, что выздоравливаетъ только одна темная свинка, бѣлая же погибаетъ. Наблюденія подобнаго рода, настойчиво повторявшіяся, заставили меня взяться за болѣе систематическое изслѣдованіе той связи, которая могла бы существовать между окраской и невоспріимчивостью. Пока мои опыты касались кроликовъ и морскихъ свинокъ, при чемъ я старался пользоваться животными по возможности съ рѣзко выраженной контрастной окраской, по одного вѣса, возраста и даже гнѣзда. Это удается безъ большихъ затрудненій у кроликовъ и очень трудно у морскихъ свинокъ, обычно окрашенныхъ пестро. Тѣмъ не менѣе результаты опытовъ и на свинкахъ совпадаютъ съ наблюденіями на кроликахъ.
Естественная невоспріимчивость у темныхъ и бѣлыхъ кроликовъ можетъ быть демонстрирована слѣдующими примѣрами. Кроликъ, самецъ, альбиносъ, вѣсомъ 1450,0, получившій внутривенно Ѵіоо суточной агаровой культуры Ebertli’a, предварительно убитой нагрѣваніемъ въ теченіе г/2 часа при 65°С, погибаетъ на 6-ыя сутки, потерявъ въ вѣсѣ 590,0.
Одновременно другой кроликъ, самецъ, почти весь черный, вѣсомъ въ 1460,0, переноситъ безъ всякихъ осложненій внутривенную инъекцію той-же брюшно-тифозной культуры, взятой въ пятерномъ количествѣ (72О агаровой культуры). Черезъ 6 сутокъ потеря въ вѣсѣ этого кролика равняется всего 135,0, а въ его сывороткѣ обнаруживаются специфическіе агглютинины къ микробу Eberth’a.
Или еще примѣръ. Молодые кролики одного гнѣзда и приблизительно одного вѣса заражаются каждый подкожно 0,015 куб. ст. дифтерійнаго токсина. Два альбиноса изъ этого гнѣзда, самецъ и самка, вѣсомъ въ 260,0 и 240,0, погибаютъ при явленіяхъ остраго дифтерійнаго отравленія черезъ 42 и 53 часа, а остальные два, черный самецъ въ 250,0 и сѣрая самка въ 240,0 выживаютъ до 58 и 54 часовъ.
Зараженіе дифтерійнымъ ядомъ свинокъ контрастной окраски, но одного пола и вѣса показываетъ, что иногда бѣлая свинка погибаетъ отъ данной дозы токсина черезъ 54 часа, а черная черезъ 92 часа и позже. Пестрыя свинки реагируютъ ва введеніе яда одинаково и погибаютъ почти одновременно (разница рѣдко превышаетъ 3—5 часовъ).
Переходя къ пріобрѣтенной невоспріимчивости, можно утверждать, что, какъ правило, черными кроликами по сравненію съ бѣлыми невоспріимчивость вырабатывается легче, и степень ея, изслѣдованная реакціями иммунитета, оказывается выше. Два кролика (альбиносъ и черный) одного пола и вѣса подвергались иммунизаціи внутрибрюшинно къ эритроцитамъ барана. Въ первую иньекцію каждый кроликъ получилъ по 5 куб. с. дефибрипированпой бараньей крови, три раза промытой въ 0,85% NaCl на центрифугѣ; во вторую—по 10 куб. с. и въ третью— по 20 куб. сант. такъ же обработанной бараньей крови На 10-ый день послѣ третьей иньекціи у альбиноса гемолитическій титръ былъ—1:300, у чернаго 1:2000. Вѣсъ альбиноса ко време ни окончанія опыта упалъ съ 1600,0 до 1040,0, а чернаго ст 1550,0 до 1150,0.
Повторяя опытъ съ иммунизаціей кроликовъ контрастной окраски къ различнымъ культурамъ и по различнымъ методамъ (обычная иммунизація внутривенная, или способъ Fornet-Muller’a), всякій разъ приходится встрѣчаться съ тѣми же результатами. Бѣлый кроликъ или погибаетъ, или даетъ сыворотку съ очень слабымъ иммуннымъ титромъ, какъ бы настойчиво и осторожно ни велась иммунизація, черный же реагируетъ на введеніе антигена быстрымъ и обильнымъ образованіемъ противотѣлъ. Агглютинирующій титръ, напр., одного изъ кроликовъ альбиносовъ, иммунизированныхъ по способу Fornet-Muller’a микробомъ Eberth'a, былъ =1:3000, въ то время какъ у кролика чернаго, подвергшагося одновременно той же иммунизаціи, титръ склеиванія достигъ=1:25.000.
Не трудно убѣдиться въ томъ, что напряженность пріобрѣтенной невоспріимчивости, измѣряемая другими реакціями (преципитаціей, фиксаціей алексина и т. д.), такъ же оказывается различной для кроликовъ различной окраски, и здѣсь всѣ преимущества остаются на сторонѣ животныхъ, сильнѣе пигментированныхъ.
Конечно, мы далеки отъ мысли дѣлать какія-либо заключенія по затронутому здѣсь вопросу. Необходимо въ дальнѣйшемъ поставить рядъ опытовъ съ другими животными: овцами, собаками, голубями и т. д. Весьма вѣроятно, что и на людяхъ удастся воспроизвести опытъ сравнительнаго опредѣленія степени невоспріимчивости въ связи съ окраской кожныхъ покрововъ и волосистыхъ частей, такъ какъ есть основанія надѣяться, что изученіе естественной прожорливости лейкоцитовъ у темныхъ и свѣтлыхъ особей позволитъ судить тамъ и здѣсь о количественной сторонѣ явленія. Пока же имѣющіяся у насъ данныя говорятъ за то, что способность къ самозащитѣ стоитъ въ тѣсной связи не только съ внѣшними условіями жизни животнаго, не только съ его поломъ, возрастомъ, породой, вѣсомъ и т. д., но и съ окраской его покрововъ.