Головний комплекс гістосумісності

Головний комплекс гістосумісності - це група генів і кодованих ними антигенів клітинної поверхні, які відіграють найважливішу роль в розпізнаванні чужорідного і розвитку імунної відповіді. Головний комплекс гістосумісності людини отримав назву HLA. HLA був відкритий в 1952 р. при вивченні антигенів лейкоцитів. Антигени HLA представляють собою глікопротеїди, що знаходяться на поверхні клітин і кодуються групою тісно зчеплених генів 6-ї хромосоми. Антигени HLA відіграють найважливішу роль у регуляції імунної відповіді на чужорідні антигени і самі є сильними антигенами. Антигени HLA поділяються на антигени класу I і антигени класу II. Антигени HLA класу I необхідні для розпізнавання трансформованих клітин цитотоксичними Т-лімфоцитами. Найважливіша функція антигенів HLA класу II - забезпечення взаємодії між Т-лімфоцитами і макрофагами в процесі імунної відповіді. Т-хелпери розпізнають чужорідний антиген лише після його переробки макрофагами, з'єднання з антигенами HLA класу II і появи цього комплексу на поверхні макрофага. Здатність Т-лімфоцитів розпізнавати чужорідні антигени тільки в комплексі з антигенами HLA називають обмеженням по HLA. Визначення антигенів HLA класів I і II має велике значення в клінічної імунології і використовується, наприклад, при підборі пар донор-реципієнт перед трансплантацією органів. Відкриття MHC відбулося при дослідженні питань внутрішньовидової пересадки тканин. Генетичні локуси, відповідальні за відторгнення чужорідних тканин, утворюють в хромосомі область, названу головним комплексом гістосумісності (MHC) (англ. major histocompatibility complex). Потім, спочатку в гіпотетичній, на підставі клітинної феноменології, а потім в експериментально добре документованої формі з використанням методів молекулярної біології було встановлено, що Т-клітинний рецептор розпізнає не власне чужорідний антиген, а його комплекс з молекулами, контрольованими генами головного комплексу гістосумісності. При цьому і молекула MHC і фрагмент антигену контактують з ТКР. MHC кодує два набори високополіморфних клітинних білків, названих молекулами MHC класу I і класу II. Молекули класу I здатні зв'язувати пептиди з 8-9 амінокислотних залишків, молекули класу II - дещо довші. Високий поліморфізм молекул MHC, а також здатність кожної антигенпрезентующими клітини (АПК) експресувати декілька різних молекул MHC забезпечують можливість презентації T-клітинам безлічі самих різних антигенних пептидів. Слід зазначити, що хоча молекули MHC і називаються зазвичай антигенами, вони проявляють антигенность тільки в тому випадку, коли розпізнаються імунною системою не власного, а генетично іншого організму, наприклад, при алотрансплантації органів. Наявність у МНС генів, більшість з яких кодує імунологічно значимі поліпептиди, змушує думати, що цей комплекс еволюційно виник і розвивався спеціально для здійснення імунних форм захисту. Існують ще й молекули MHC класу III, але молекули MHC класу I і молекули MHC класу II є найбільш важливими в імунологічному сенсі.

Значення фагоцитозу

Найбільш важливою функцією нейтрофілів і макрофагів є фагоцитоз - Поглинання клітиною шкідливого агента. Фагоцити вибагливі щодо матеріалу, який вони фагоцитують; інакше вони могли б фагоцитувати нормальні клітини і структури організму. Здійснення фагоцитозу залежитьголовним чином від трьох специфічних умов.

По-перше, більшість природних структур мають гладку поверхню, яка перешкоджає фагоцитозу. Але якщо поверхня нерівна, можливість фагоцітірованія зростає.

По-друге, більшість природних поверхонь мають захисні білкові оболонки, відразливі фагоцити. З іншого боку, більшість загиблих тканин і сторонніх часток позбавленізахисних оболонок, що робить їх об'єктом фагоцитозу.

По-третє, імунна система організму утворює антитіла проти інфекційних агентів, наприклад бактерій. Антитіла прикріплюються до мембран бактерій, і бактерії стають особливо чутливими до фагоцитозу. Для здійснення цієї функції молекула антитіла також з'єднується з продуктом СЗ каскаду комплементу - додаткової частиною імунної системи, обговорюваної в наступному розділі. Молекули СЗ, всвою чергу, прикріплюються до рецепторів на мембрані фагоцитів, ініціюючи фагоцитоз. Цей процес вибору і фагоцитозу називають опсонізації.

Фагоцитоз, здійснюваний нейтрофілами. Нейтрофіли, що входять в тканини, є вже зрілими клітинами, здатними до негайного фагоцитозу. При зустрічі з часткою, яка повинна бути фагоцитувати, нейтрофіл спочатку прикріплюється до неї, а потім випускає псевдоподии у всіх напрямкахнавколо частки. На протилежній стороні частки псевдоподии зустрічаються і зливаються один з одним. При цьому утворюється замкнута камера, яка містить фагоцітіруемую частку. Потім камера занурюється в цитоплазматичну порожнину і відривається від зовнішнього боку клітинної мембрани, формуючи вільно плаваючий фагоцитарний бульбашка (також званий фагосомоі) всередині цитоплазми. Один нейтрофіл звичайно може фагоцитувати від 3 до 20 бактерій, перш ніж він сам інактивується або гине.

Фагоцитоз, здійснюваний макрофагами. Макрофаги представляють собою кінцеву стадію розвитку моноцитів, що входять в тканини із крові. При активації імунної системою вони стають набагато більш потужними фагоцитами, ніж нейтрофіли, і часто можуть фагоцитувати до 100 бактерій. Макрофаги також здатні поглинати набагато більші частки, навіть цілі еритроцити і іноді малярійних паразитів, тоді як нейтрофіли не можуть фагоцитувати частинки, розмір яких значно перевищує розмір бактерії. Крім того, макрофаги можуть виштовхувати кінцеві продукти і часто живуть і функціонують протягом багатьох місяців.

Відразу після фагоцітірованія більшість частинок перетравлюються внутрішньоклітинними ферментами. Після фагоцітірованія чужорідної частинки лізосоми та інші цитоплазматичні гранули нейтрофіла або макрофага негайно вступають в контакт з фагоцитарних бульбашкою, їх мембрани зливаються, в результаті в пляшечку вкидаються багато переварюють ферменти і бактерицидні речовини. Таким чином, фагоцитарний бульбашка тепер стає переварюють бульбашкою, і відразу починається розщеплення фагоцитованих частинки.

І нейтрофіли, І макрофаги містять величезну кількість лізосом, наповнених протеолітичними ферментами, особливо пристосованими для переварювання бактерій та інших чужорідних білкових речовин. Лізосоми макрофагів (але не нейтрофілів) містять також велику кількість ліпаз, які руйнують товсті ліпідні мембрани, що покривають деякі бактерії, наприклад туберкульозну паличку.

І нейтрофіли, і макрофаги можуть знищувати бактерії. Крім перетравлення поглинутих бактерій в фагосомах нейтрофіли і макрофаги містять бактерицидні агенти, що знищують більшість бактерій, навіть якщо лізосомальні ферменти не можуть їх перетравити. Це особливо важливо, оскільки деякі бактерії мають захисні оболонки або інші чинники, що попереджають їх руйнування травними ферментами. Основна частина «вбиває» ефекту пов'язана з дією деяких потужних окислювачів, утворених у великих кількостях ферментами мембрани фагосоми, або специфічної органел, званої пероксисомах. До цих окислителям відносяться супероксид (О2), пероксид водню (Н2О2) і гідроксіл'ние іони (-ОН), кожен з них навіть в невеликих кількостях смертельний для більшості бактерій. Крім того, один з лізосомальних ферментів - мієлопероксидази - каталізує реакцію між Н2О2 та іонами Сl з утворенням гіпохлориту - потужного бактерицидного агента.

Однак деякі бактерії, Особливо туберкульозна паличка, мають оболонки, стійкі до лізосомальної переварюванню, і до того ж секретують речовини, почасти перешкоджають «вбиває» ефектам нейтрофілів і макрофагів. Такі бактерії відповідальні за багато хронічні хвороби, наприклад туберкульоз.