6 курс / Иммунология / Лимфопоэз_Иммунные_реакции_Тимус
.pdf10
4) Подведем некоторые итоги:
В одном белке может содержаться несколько разных антигенный детерминант
Для В- и для Т-лимфоцитов набор АД в одном и том же белке, очевидно, различен
В любом микроорганизме содержится большое количество различных белков, поэтому в ответ на ту или иную инфекцию вовлекается сразу много клонов В- и Т-лимфоцитов
II.Антигены ГКГ
1)Термин «антиген» чаще всего означает чужеродное вещество, способное вызвать иммунную реакцию. Однако иногда в него вкладывают несколько более широкий смысл, обозначая как «антигены», так и собственные белки организма, которые вызывают иммунную реакцию или участвуют в ней при определенных условиях
Это, в частности, относится к очень важной группе мембранных гликопротеинов, за которыми закрепилось название
«антигены главного комплекса гистосовместимости», или сокращенно «антигены ГКГ»
2)Общие свойства ГКГ:
Главный комплекс гистосовместимости (ГКГ) – это совокупность генов, кодирующих указанные гликопротеины. Данные гены
сосредоточены в коротком плече хромосомы 6
Не нужно путать:
Гены ГКГ, или просто ГКГ |
|
Антигены ГКГ |
соответствующие |
|
продукты тех генов – |
участки 6-х хромосом |
|
определенные |
|
|
мембранные |
|
|
гликопротеины |
11
Исходное представление о ГКГ возникло в связи с трансплантацией тканей и феноменом их отторжения. Было предположено, что на поверхности всех клеток имеется набор белков (антигенов), который различается у разных людей, узнается лимфоцитами и определяет реакцию отторжения. Отсюда термин «гистосовместимость» в общем названии этих белков. Впоследствии выяснилось, что белки ГКГ участвуют и практически во всех других иммунных реакциях
В англоязычной научной литературе для обозначения ГКГ используется аббревиатура
МНС (от major histocompatibility complex), а в медицинской литературе (т. е.
применительно лишь к человеку) – термин «гены НLА» (human leucocyte antigens), поскольку у человека антигены ГКГ впервые были обнаружены на лейкоцитах
3) Полиморфизм ГКГ
Гены, входящие в ГКГ, как правило, имеют много аллелей
У большинства генов |
У ряда генов – до |
– по несколько |
300-500 аллелей |
десятков аллелей |
|
Каждый человек имеет свою комбинацию аллелей всех генов ГКГ
Это и создает практически неповторимый индивидуальный набор поверхностных белков на клетках человека
12
4) Классы антигенов ГКГ
Антигены ГКГ подразделяются на три класса
Антигены ГКГ 1 класса |
Антигены ГКГ 2 класса |
содержатся на поверхности клеток –
мембранные белки
Антигены ГКГ 1 класса:
Присутствуют у всех клеток организма (кроме эритроцитов, нейронов, клеток ворсинчатого трофобласта)
Формирование комплекса «антигены ГКГ 1 класса – антиген» непрерывно происходит в ЭПС, в состав включаются любые синтезированные в клетке пептиды
Определяют биологическую индивидуальность и являются маркерами «своего» для организма
Представляют внутриклеточные антигены (при вирусах/опухолях) Т-киллерам (CD8) – обеспечивают
клеточный иммунный ответ
Антигены ГКГ 3 класса
содержатся не на поверхности клеток, а во
внеклеточных жидкостях
это ряд секреторных белков (белки системы комплемента и др.), участвующих в иммунных реакциях
13
Антигены ГКГ 2 класса:
Присутствуют только у АПК, В-лимфоцитов и активированных Т-лимфоцитов
Синтезируются в ЭПС
Представляют внеклеточные (бактерии/паразиты) антигены Т-хелперам (CD4) – участие в клеточном и гуморальном иммунном ответе
Классы главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) и соответствующие им лимфоциты:
ГКГ x CD = 8
ГКГ II класса x CD4 = 8,
ГКГ I класса x CD8 = 8
III.Антигенпредставляющие клетки (АПК)
Способностью представлять (презентировать) антигенные пептиды Т-лимфоцитам обладают антигенпредставляющие клетки
|
Антигенпредставляющие клетки |
|
|
дендритные клетки |
интердигитирующие |
активированные |
различные макрофаги |
|
клетки |
В-лимфоциты |
|
14
Презентации антигенных пептидов предшествуют стадии:
Захват поступившего в организм антигена
Переработка антигена
Формирование комплексов накопившихся антигенных пептидов с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости, постоянно синтезирующийся в этих клетках
Транспортировка образовавшихся комплексов на мембрану антигенпрезентирующей клетки
Доставка во вторичные лимфоидные органы, где и происходит встреча с Т-лимфоцитами и распознавание образовавшегося комплекса Т-клеточным рецептором
IV. Как образуются комплексы АД с белками ГКГ – презентация антигенов
15
1) Пептиды эндогенного происхождения
Белки ГКГ-I связывают и представляют АД эндогенных белков клетки, т.е. таких белков, которые синтезированы в самой этой клетке
Это могут быть не только собственные белки клетки, но также белки вирусов и прочих инфекционных агентов внутриклеточной локализации
Многие (хотя не все!) эндогенные белки распадаются не в эндо- и лизосомах, а в протеосомах – безмембранных белковых комплексах цитоплазмы, имеющих цилиндрическую форму и обладающих протеазной активностью
Образуются в протеосомах пептиды длиной по 8–11 аминокислотных остатков, которые:
проникают во внутреннее пространство ЭПС (с помощью ТАР-белка)
связываются здесь (по одному) с молекулами белков ГКГ-I (синтезированными на шероховатой ЭПС), входя в специальную щель на их поверхности
и в таком состоянии выводятся на поверхность клетки
Врезультате, каждая ядросодержащая клетка «выставляет» для «фэйс-контроля»
антигенные детерминанты своих многочисленных белков, и среди них могут присутствовать АД тех белков (вирусных, опухолевых, трансплантата), которые делают клетку нежелательной
Такие клетки и служат объектом атаки специфических Т-киллеров
16
2) Пептиды внешних антигенов
Антигенпредставляющие клетки (АПК) могут представлять на своей поверхности АД и других антигенов самой разной природы
Надо только, чтобы целые или фрагментированные образцы антигенных агентов (макромолекул, бактерий и т.д., включая также объекты клеточной иммунной реакции – опухолевые и прочие видоизмененные клетки) подверглись фагоцитозу со стороны потенциальных АПК – в первую очередь, всевозможных макрофагов и В-лимфоцитов
Тогда антиген оказывается внутри АПК в составе эндосомы – вначале ранней, а затем – поздней (по более привычной номенклатуре – лизосомы), где расщепляется до пептидов размером 15-20 аминокислотных остатков
Та же судьба ждет и многочисленные собственные мембранные белки АПК (в том числе и белки ГКГ обоих классов), которые в ходе эндоцитоза попадают в стенку или в полость пиноцитозных пузырьков.
Они тоже расщепляются до крупных пептидов
Из шероховатой ЭПС через аппарат Гольджи в эндосому прибывают вновь синтезированные молекулы белков ГКГ-II. Правда, на время пути во внутреннем пространстве ЭПС активность молекул ГКГ-II блокируется дополнительной пептидной цепью – во избежание связывания эндогенных пептидов
В эндосоме этот «пояс верности» удаляется, молекулы ГКГ-II связывают по одному пептиду и выводятся на поверхность клетки. В итоге, АПК с помощью белков ГКГ-II представляют на поверхности еще одно большое множество пептидов (помимо тех, что связаны с белками ГКГ-I). И в этом множестве лишь небольшая доля пептидов (порядка 0,1 %) представляют собой АД чужеродного антигенного агента
Такие АД – объект поиска Т-хелперов. Но, обнаружив АПК с искомой антигенной детерминантой, Т- хелпер не атакует АПК, а лишь активирует и стимулирует к действию более компетентные клетки – В-лимфоциты или Т-киллеры, основной «удар» которых приходится на источник этой АД
17
Общие сведения о лимфопоэзе
Зрелые лимфоциты обладают уникальным свойством –
иммунокомпетентностью –
способностью узнавать тот или иной антиген
I.Этапы лимфопоэза
1)Лимфопоэз включает два этапа:
Эту способность обеспечивают антигенспецифичные мембранные рецепторы – BCR (B-cell receptor) у В-
клеток и TCR (T-cell receptor) у Т-клеток
В связи с необходимостью выработать эту высокую специфичность у исходно одинаковых клеток, развитие лимфоцитов происходит гораздо сложнее, чем других форменных элементов крови
Основная функция лимфоцитов
–антигенспецифичное участие
виммунных реакциях
|
Антигензависимая |
Антигеннезависимое созревание |
дифференцировка, которая следует |
лимфоцитов, происходящее в |
после встречи лимфоцитов с |
центральных органах кроветворения |
антигенами и осуществляется в |
|
периферической лимфоидной ткани |
2)У взрослого человека антигеннезависимое созревание постепенно затухает – и основным источником пополнения популяции лимфоцитов в организме становится антигензависимый лимфопоэз
3)Антигензависимый этап лимфопоэза представляет собой, по существу, иммунные реакции
18
II.Ключевые события антигеннезависимого этапа лимфопоэза
На данном этапе происходит формирование у лимфоцитов иммуноспецифичности. Это достигается с помощью ряда уникальных процессов, из которых наиболее важными являются:
Ключевой процесс
Отбор (селекция) появившихся клонов лимфоцитов
Образование генов Ig-подобных мембранных рецепторов, путем перестройки (реаранжировки) соответствующей геномной области. Причем результат этой перестройки в разных клетках различен
В первом туре отбор происходит по способности клеток взаимодействовать с антигенами в принципе: клетки с этой способностью сохраняются, что обозначается как положительная селекция
Во втором туре отбор идет по способности взаимодействовать с собственными антигенами организма: клетки с этой способностью уничтожаются – отрицательная селекция
Морфология клеток
Все эти события практически не сказываются на морфологии клеток. По внешнему виду почти все предшественники В- и Т-лимфоцитов (кроме лимфобластов) не отличаются от зрелых клеток
19
III.Подразделение лимфопоэтических клеток на классы
Подразделение лимфопоэтических клеток на шесть классов не всегда используется в литературе и может быть произведено с некоторой долей условности
В случае антигеннезависимого лимфопоэза: