Ljudski glavni histokompatibilni kompleks hla. Imunološki sustav

Takozvani leukocitni Ags HLA (izgovara se kao "eh el hey", od "Human Leukocyte Antigens") - glikoproteini kodirani genima glavnog kompleksa histokompatibilnosti - MHC (izgovara se kao "m hsi", od "Major Histocompatibility Complex" ) određuju biološku individualnost svake osobe. Ovi glikoproteini obavljaju kritičnu funkciju u imunološkom sustavu: sudjeluju u prezentaciji peptida Ags limfocitima T pomoću stanica koje predstavljaju antigen (APC).

GLAVNI KOMPLEKS HISTOSKOMPATIBILNOSTI

HLA molekule kodirane MHC genima dijele se na glikoproteine MHC klasa I(HLA-A, HLA-B i HLA-C; ovi glikoproteini prisutni su na površini svih somatskih stanica, s izuzetkom stanica trofoblasta vila i eritrocita) i MHC klasa II(HLA-DP, HLA-DQ i HLA-DR; eksprimiraju se pretežno na membrani APC - DC, aktiviranim makrofagima i B-limfocitima, kao i na T-pomoćnim stanicama; neimunokompetentne somatske stanice u normalnim uvjetima ne eksprimiraju Molekule MHC-II. Molekule T-limfocita koje prepoznaju Ag (barem TCRαβ) mogu "vidjeti" i vezati Ag samo u kompleksu s molekulama MHC-I ili MHC-II, uključujući i na površini stanice njegov tijelo. Stoga je prirodna funkcija MHC proteina predstavljanje peptida Ags T limfocitima.

MHC kompleksni geni

MHC kompleks je vrlo velik, uključujući oko 2000 alelnih varijanti gena. Položaj lokusa ljudskog MHC kompleksa u genomu shematski je prikazan na Sl. 7.1.

Riža. 7.1. Položaj MHC gena na ljudskom kromosomu 6.

MHC-I. Geni skupina HLA-A, HLA-B i HLA-C kodiraju molekule MHC klase I.

MHC-II. Geni skupina HLA-DP, HLA-DQ i HLA-DR kodiraju molekule MHC klase II.

MHC-III. Izraz "MHC-III" označava područje između MHC-I i MHC-II, gene koji kodiraju neke komponente sustava komplementa (C4a i C4b, C2, faktor B), citokine (TNF-α i limfotoksin), 21-hidroksilazu ovdje su mapirani (enzim uključen u biosintezu steroidnih hormona), itd.

Neklasični geni ne pripadaju nijednoj MHC klasi. 6 takvih gena opisano je u regiji gdje se nalaze geni MHC-I (E, F, G, H, J, X), a 6 u regiji MHC-II (DM, DO, CLIP, TAP, LMP, LNA).

MHC transmembranski glikoproteini

MHC-I molekula(vidi sl. 5.1A) sastoji se od dva polipeptidna lanca - α- i β2-mikroglobulina.

α-lanac se sastoji od približno 325 AK ostataka, ima molekularnu težinu od oko 45 kDa (kiloDalton) i sadrži 3 izvanstanične domene (α1, α2, α3), transmembransku regiju i citoplazmatsku regiju od 55 AK ostataka. Domene α1 i α2 tvore udubljenje u obliku utora ili „košarice“, dimenzija 0,25x0,1x0,11 nm za vezanje Ag peptida dužine 9-11 AA, namijenjenih prepoznavanju od strane T limfocita.

Nekovalentno povezan s izvanstaničnim α-domenama je laki polipeptidni lanac s molekulskom težinom od 11,5 kDa, nazvan β2-mikroglobulin (kodiran genom smještenim izvan MHC kompleksa na kromosomu 15).

MHC-II molekule(vidi sliku 5.1B) - heterodimeri dvaju transmembranskih glikoproteina: α-lanac (molekulska težina 34 kDa) i β-lanac (molekulska težina 29 kDa). Izvanstanični dio svakog lanca ima dvije domene. Pukotinu za vezanje peptida zajednički tvore α1 i β1 domene. Za razliku od sličnog rascjepa u sastavu glikoproteina MHC-I, rascjep MHC-II otvoren s obje strane, što omogućuje vezanje duljih peptida (15-30 AA).

Genetski polimorfizam

MHC kompleksni geni (za razliku od TCR i imunoglobulinskih gena) ne podliježu rekombinaciji. Mehanizam njihove prilagodbe na neograničeni broj potencijalnih Ag leži u njihovom genetskom polimorfizmu (kodominacija, višestrukost alela, prirodna selekcija).

Kodominacija. MHC geni su kodominantni, tj. geni na kromosomu majke i oca eksprimiraju se istovremeno. Postoje 3 gena MHC-I (A, B, C) u svakom od homolognih kromosoma, postoje i 3 gena MHC-II (DP, DQ, DR); stoga, ako majka i otac nemaju iste alele, tada svaka jedinka ima najmanje 12 različitih glavnih alela za svaki MHC gen klase I i II zajedno.

Mnoštvo alela. Polimorfizam klasičnih MHC gena (klase I i II) znači prisutnost u populaciji mnogih alela – varijanti istoimenog gena kod različitih jedinki. Poznato je više od stotinu alelnih inačica za pojedinačne MHC lokuse. Svaka alelna varijanta MHC molekule preferencijalno veže peptide na određene "sidrene" AK ostatke.

Evolucijska selekcija. Svaki pojedinac je potencijalno sposoban razviti zaštitni imunološki odgovor samo na one peptide koji su sposobni vezati MHC glikoproteine ​​tog pojedinca. Specifične MHC varijante fiksiraju se u evoluciji prirodnom selekcijom, a svaka pojedinačna jedinka ispada da je prilagođena regionalnim vrstama i sojevima zaraznih mikroorganizama, protiv kojih je MHC selekcija kod predaka bila namijenjena zaštiti.

Neklasični geniČini se da MHC nisu polimorfni ili polimorfni kao MHC geni klase I i II.

Kompleksi “peptid Ag-MHC-I” ili “peptid Ag-MHC-II)”

Stvaranje kompleksa peptida Ags s molekulama MHC

različite klase pojavljuju se u različitim staničnim odjeljcima.

MHC-I“poslužuju” zonu citosola, koja kroz nuklearne pore komunicira sa sadržajem jezgre. Ovdje dolazi do savijanja (usvajanja ispravne konformacije) sintetiziranih proteinskih molekula. Kada se pojave pogreške (uključujući i tijekom sinteze virusnih proteina), proteinski proizvodi se razgrađuju u multiproteaznim kompleksima (proteasomima). Nastali peptidi vežu se na molekule MHC-I. Kao rezultat, molekule MHC-I predstavljaju intracelularno formirane peptidne Ags T limfocitima. Zato CD8+ T limfociti, koji prepoznaju komplekse Ag s MHC-I, primarno su uključeni u zaštitu od virusnih, kao i unutarstaničnih bakterijskih infekcija.

MHC-II. Zona "održavanja" MHC-II povezana je s izvanstaničnim okolišem, kao i sa staničnim organelama (Golgijev aparat, endoplazmatski retikulum, lizosomi, endosomi i fagosomi). Peptidi koji nastaju u ovoj zoni su izvanstaničnog podrijetla – oni su produkti proteolize proteina koje je stanica uhvatila endocitozom ili fagocitozom. Novosintetizirane molekule α- i β-lanca MHC-II, uz pomoć nepromjenjivog polipeptidnog lanca Ii i kalneksina, izložene su unutar vezikula (endosoma ili fagolizosoma) i tek ovdje, nakon kontakta s peptidom Ag, preuzimaju potrebnu konformaciju za daljnju ekspresiju na staničnoj membrani. Dakle, molekule MHC-II predstavljaju Ag tijekom razvoja imunoloških odgovora na izvanstanične infekcije. Glavnu ulogu u tim reakcijama ima CD4+ T limfociti, prepoznavanje Ag u kombinaciji s MHC-II.

Superantigeni

Tijekom evolucije, zarazni mikroorganizmi su "naučili" sintetizirati takozvane superantigene, koji su sposobni vezati se na molekule MHC-II bez prerade u agroindustrijskom kompleksu i vežu se za V regiju TCR β lanca. Ovakav uvez uzrokuje poliklonsku aktivaciju 2-20% perifernih CD4 + T limfocita, što dovodi, s jedne strane, do opće intoksikacije tijela, s druge strane, do brze smrti aktiviranih T limfocita kroz apoptozu i, posljedično, do imunodeficijencije. Na primjer, klinička slika trovanja hranom uglavnom je posljedica djelovanja stafilokoknih enterotoksina na T-limfocite.

Imunodeficijencija kod HIV infekcije također se uvelike objašnjava limfotoksičnim učinkom HIV superantigena.

Antigen prezentirajuće molekule CD1

Izvan MHC-a postoje geni koji kodiraju molekule koje predstavljaju Ag (na primjer, geni CD1 klastera: CD1a, CD1b, CD1c, CD1d, CD1e). Produkti ovih gena su heterodimeri (koji se sastoje od α-lanca i β2-mikroglobulina), sposobni su vezati i prezentirati neproteinske Ag (na primjer, mikolnu kiselinu i lipoarabinomanan mikobakterijske membrane) na T limfocite. Ove heterodimerne molekule su konstitutivno eksprimirane na DC i B limfocitima, kao i na timocitima i enterocitima. Ag u kompleksu s CD1 prepoznaju Tγδ limfociti i citotoksični Tαβ, čiji je TCR kodiran Va24 segmentom. Njihov fenotip je CD4 - /CD8 - ili CD8 + .

STANICE KOJE PREDSTAVLJAJU ANTIGEN

MHC molekule kontroliraju imunološki odgovor. Dakle, MHC-II Ags su uključeni u prezentaciju Ags T stanicama (Slika 7-2, vidi također Sliku 7.3) i u interakciji T i B limfocita. MHC-I i MHC-II Ag vežu se za diferencijaciju stanične površine

CD markeri (MHC-I s CD8, MHC-II s CD4).

Riža. 7.2. Prepoznavanje antigena pomoću receptora T-limfocita. Svaki MHC Ag sastoji se od različitih lanaca – α i β. Pomoću receptora T-limfocita T-stanica prepoznaje Ag, ali samo kada je u kompleksu s molekulom MHC. Kod T-helpera u proces je uključen i CD4 koji se slobodnim krajem veže za molekulu MHC. Ag koji prepoznaje T stanica ima dva mjesta: jedno je u interakciji s molekulom MHC, drugo (epitop) se veže na receptor T-limfocita. Sličan tip interakcije, ali uz sudjelovanje CD8, karakterističan je za proces prepoznavanja Ag povezanog s molekulom MHC klase I od strane citotoksičnog T limfocita.

Profesionalne Ag-predstavljajuće stanice. MHCII molekule eksprimiraju se samo na određenim stanicama, koje se nazivaju profesionalni APC. Kod ljudi postoje 3 vrste takvih stanica: dendritične stanice porijeklom iz koštane srži(DK), B-limfociti I makrofagi. Na njihovim membranama, osim MHCII i -I molekula, nalaze se sve koreceptorske molekule i citokini potrebni za aktiviranje T-limfocita na imunološki odgovor. Endotel također obavlja funkcije agrarno-industrijskog kompleksa, ali za posebnu namjenu. Vjerojatno je ekspresija kompleksa "peptid Ag-MHC" na endotelnim stanicama specifičan signal koji privlači imunološke limfocite iz cirkulirajuće krvi na mjesto lezije (osigurava Ag-specifično navođenje).

Obilježja različitih poljoprivrednih kompleksa predstavljen u tablici. 7.1.

Tablica 7.1. Svojstva profesionalnih antigen prezentirajućih stanica

Dendritičke stanice

Od svih stanica koje imaju definiciju "dendritičkih" (što znači samo "stanice s procesima"), samo su stanice porijeklom iz koštane srži klasificirane kao profesionalne APC. Takve su stanice široko rasprostranjene u tijelu. Mnogo ih ima u pokrovnim tkivima (Langerhansove stanice u koži) i limfoidnim organima. Ako su B limfociti i

makrofagi imaju druge (i glavne za njih) funkcije - proizvodnju imunoglobulina u B-limfocitima, fagocitozu i "probavu" u makrofagima - tada dendritične stanice nemaju druge funkcije osim prezentacije Ag i opskrbe kostimulacijskih signala limfocitima.

Vrste rekreacijskih centara. Vjerojatno postoje 2 vrste dendritika

♦ mijeloidni(DC 1) potječu iz monocita. Vjerojatno se mogu smatrati vrstom makrofaga specijaliziranih za prezentiranje Ag T limfocitima;

♦ limfoidni(DC 2) potječu od zajedničke limfne progenitorne stanice, iz koje se također razvijaju T- i B-limfociti, NK.

Markeri limfoidnih DC prekursora: ekspresija IL-3Rα (Rc varijanta za IL-3) i jedan od dva imunoglobulinu slična DC - ILT3 + ili ILN1 - .

DC 2 karakteriziraju markeri limfocita (CD2, CD5, CD7, pre-TCR α-lanac mRNA).

Endocitoza. DC aktivno i kontinuirano apsorbiraju tvari iz okoliša. U nedostatku patogena, DC apsorbiraju tvari iz vlastitih tkiva i prezentiraju taj materijal T limfocitima bez koreceptorskog podražaja. Zbog toga se ne razvija imunološka upala u odnosu na vlastita tkiva i održava se stanje imunološke tolerancije.

Aktivacija. DC-ovi se aktiviraju kada bilo koji patogen uđe u tijelo; DC-ovi prepoznaju patogen pomoću RC-a sličnih TOLL-u.

♦ DC 1 (kao i makrofagi) sadrži RC za manozu, RC za LPS, RC TLR2 i TLR4 koji prepoznaju produkte gram-negativnih i gram-pozitivnih bakterija.

♦ Na limfoidnim DC (DC 2) nalaze se RC TLR7 i TLR9 (prepoznaju virusnu i bakterijsku DNA), kao i poseban lektin RC (veže npr. virus influence).

Imunološka sinapsa. Patogenom aktivirani DC migriraju iz integumentarnih tkiva u regionalne limfne organe (osobito u parakortikalne zone limfnih čvorova), gdje prezentiraju Ag T limfocitima zajedno s koreceptorskim molekulama B7.1, B7.2 i CD40. Izgradnja takve međustanične – imunološke – sinapse (sl. 7.3.) preduvjet je za početak razvoja imunološkog odgovora.

Riža. 7.3. Imunološka sinapsa između limfocita T i stanice koja predstavlja antigen.

Minimalni skup interakcija potrebnih za pokretanje razvoja imunološkog odgovora: povezanost agregiranih TCR-a s kompleksima peptid-MHC; povezanost CD4 (ili CD8) koreceptora s MHC; povezanost CD40 sa CD40L; povezanost B7 s CD28; veze adhezijskih molekula (ICAM, LFA); interakcije citokina (IL) s citokinom LR (ILR).

Interakcija između T i B limfocita

Tijekom primarnog imunološkog odgovora, jedini učinkoviti APC za T limfocite su DC. Ali u slučaju aktivacije T-limfocita pomoću Ag, predstavljenog DC-om, obližnji B-limfociti također će biti uključeni u imunološki odgovor, koji će također "naći" nešto za prepoznavanje u trenutnom mikrookruženju. U ovom slučaju moguće su dvije mogućnosti interakcije T- i B-limfocita.

B-limfociti svojim imunoglobulinskim PCR vežu topljivo Ag, apsorbiraju ga endocitozom, interno obrađuju i izlažu fragmente Ag površini kao dio kompleksa s molekulama MHC-II i MHC-I. TCR limfocita T veže Ag na površini limfocita B, djelujući kao APC; osim toga, uspostavljaju se svi potrebni i dostatni koreceptorski odnosi između T- i B-limfocita (tablica 7.2). Ova interakcija se događa u T-ovisnim zonama perifernog limfnog tkiva na početku razvoja imunološkog odgovora.

B-limfocit prepoznaje svoj Ag, ali nedaleko će biti T-limfocit koji prepoznaje Ag na drugom APC-u i aktivira se interakcijom s tim drugim APC-om. U ovom slučaju, T-B interakcija može biti "hladnija" i ograničena na interakciju citokina T-limfocita s RC za te citokine na B-limfocitima.

cit, a međudjelovanje membranskih molekula među njima može se, ali i ne mora dogoditi u određenoj mjeri (barem u primarnom imunološkom odgovoru). Ali sa sekundarnim imunološkim odgovorom Obavezno postoji interakcija između membranske molekule B-limfocita CD40 i membranske molekule T-limfocita CD40L (osim T-limfocita, CD40L je do sada pronađen samo na mastocitima), jer bez te interakcije, kao što je iskustvo pokazuje da nema prebacivanja klase imunoglobulina s IgM na druge, a karakterizira se sekundarni odgovor B2 limfocita. obvezno prebacivanje klase imunoglobulina s IgM na IgG ili IgE. Ove T-B interakcije već se događaju na području zona B-stanica – u folikulima limfoidnih organa.

Tablica 7.2. T-B interakcija (pod pretpostavkom da B limfocit djeluje kao stanica koja predstavlja antigen)

čimbenici koji određuju imunološke devijacije

Dendritičke stanice kao APC ne samo da daju samu mogućnost razvoja limfocitnog imunološkog odgovora (ili pojave imunološke tolerancije), već određuju i smjer imunološke devijacije T-limfocita, a time i vrstu imunološkog odgovora.

Priroda aktivacije APC ovisi o biokemijskim karakteristikama i dozi patogena, njegovim biološkim svojstvima i putovima ulaska u tijelo. To rezultira sljedećim slijedom događaja:

* Različiti patogeni različito se vežu za različite APC-e, različito se prerađuju u APC-e i različito aktiviraju APC-e.

** Diferencijalno aktivirani APC proizvode različite citokine dizajnirane da utječu na T limfocite. Osim toga, koncentracije Ag na APC-ima mogu značajno varirati.

*** Dakle, i Ag i citokinski signal od APC do T limfocita određuju smjer diferencijacije imunološkog T limfocita. **** Diferencirani imunološki limfociti T različito induciraju različite vrste imunoloških upala u tkivima.

Bilješke PRR (Pattern Recognition Receptors) - RC koji prepoznaju molekularni mozaik (“uzorak”) na površini patogena; TOLL (od imena Toll gena kod Drosophila melanogaster) - Rts.

Imunološka upala tipa I

Uvjeti za razvoj imunološke upale tipa I (Th1 ovisna, CD8 + CTL). Kod intracelularnih infekcija - virusnih i nekih bakterijskih - svojstva patogena (uključujući njegovu sposobnost prodiranja) su takva da na APC - dendritične stanice

(DC) - stvara se visoka koncentracija patogenog materijala. Vezanje CD40L na membranu T-limfocita s CD40 na DC je signal za potonje da proizvedu neke interleukine i interferone. Interleukin-12

Mijeloidni DC proizvode IL-12 (brzo, u velikim količinama, ali kratko vrijeme - do jednog dana) i TNFa, stimulirajući T-limfocite da proizvode IFNa.

Limfni DC proizvode IL-12 u manjim količinama (100-1000 puta) u usporedbi s mijeloidnim DC-ima, ali dulje (nekoliko dana).

Makrofagi. IL-12 također proizvode makrofagi i neutrofili u fazi preimune upale.

T-limfocit. Na T-limfocitu, čiji je TCR vezao Ag s visokom avidnošću, Rc za IL-12, koji sadrži β2 podjedinicu (ekspresija ove podjedinice je specifična za Th1), je stabilno izražena.

Interferoni

Limfni DC odmah nakon prepoznavanja uzročnika (čak i prije ulaska u limfni čvor) počinju aktivno proizvoditi IFN tipa I (IFNa i β), koji s jedne strane autokrino stimuliraju sazrijevanje DC, as druge strane induciraju proizvodnju IFNa i IL-10 od strane T limfocita (a ne samo IFN, kao IL-12 mijeloidnih stanica).

IFNa i IFNa su kofaktori za Th1 diferencijaciju izazvanu IL-12. Njegov izvor, uz Th1, su aktivirani CD8+ T-limfociti, t.j. CD8+ limfociti doprinose diferencijaciji CD4+ T limfocita u Th1.

IL-10 inhibira diferencijaciju i potiskuje aktivnost Th1 (možda ne izravno, već putem supresije aktivnosti makrofaga i, sukladno tome, zbog nedostatka IL-12).

Stoga su velika doza Ag i dovoljne količine IL-12 dva nužna i moguće dovoljna uvjeta za indukciju diferencijacije T-limfocita u proizvođače IFNu, tj. CD4+ Th1.

Imunološka upala tipa II

Uvjeti za razvoj imunološke upale tipa II (Th2 ovisne).

Ova vrsta imunološkog odgovora usmjerena je na "presretanje" topljivih komponenti patogena (toksina, alergena, lijekova za kemoterapiju), kao i velikih invazivnih patogena - helminta,

koje zbog svoje veličine makrofagi ne mogu fagocitirati. Topljive patogene u niskim koncentracijama mogu vezati samo topljivi protureagensi – AT, stoga B-limfociti i limfoidni DC djeluju kao APC. U isto vrijeme, patogeni se ne množe unutar APC-a i eksprimiraju se na membrani u Ar+MHC kompleksima u malim količinama. Interleukin-4

Limfociti T4 koji nisu primili stimulans od IL-12 eksprimiraju molekulu OX40. Ligand za njega je OX40L na membrani aktiviranih DC i B-limfocita.

Interakcija OX40-OX40L inducira proizvodnju IL-4 u T-limfocitu i ekspresiju na ovoj stanici RC za poseban kemokin blr-1, koji osigurava migraciju ovog limfocita na područje limfoidnih folikula unutar limfnog čvora. (tj. u zonu B-stanica, gdje su daljnje T-B interakcije anatomski lokalizirane).

Moguće je da su limfoidni DC i B-limfociti sami sposobni proizvoditi IL-4.

IL-4 (i, moguće, njegov "podstudija" IL-13) autokrino stimulira diferencijaciju CD4+ T limfocita u Th2. Interleukin-5

Kada je fiziološki "ispravan", tj. U potencijalno zaštitnom imunološkom odgovoru na helminte (uz CD4+ T limfocite koji proizvode IL-4), diferencira se subpopulacija CD4+ T limfocita koji proizvode IL-5.

IL-5 podupire eozinofilopoezu i aktivira zrele eozinofile. Ovo je jedini poznati efektorski mehanizam koji ubija helminte koji su prodrli u tkiva unutarnjeg okruženja tijela.

Histamin. Tijelo "tjera" crijevne helminte također uz sudjelovanje IgE, koji izaziva degranulaciju mastocita u crijevnoj sluznici. Histamin otpušten u tkivo inicira stezanje glatkih mišića crijevne stijenke, tj. aktivna peristaltika i oslobađanje helminta.

Apoptoza. Th2 karakterizira ekspresija druge membranske molekule - CD30. Njegova interakcija s ligandom CD30L, eksprimiranim na B-limfocitima, eozinofilima, epitelu medularne zone timusa i prekursorskim stanicama mijelopoeze u koštanoj srži, najprije aktivira aktivnost T-limfocita, a zatim inducira njegovu apoptozu.

Glavni histokompatibilni kompleks je skupina gena i antigena stanične površine koje oni kodiraju, a koji imaju ključnu ulogu u prepoznavanju stranih tvari i razvoju imunološkog odgovora. HLA - humani limfocitni antigeni MHC. HLA je otkriven 1952. godine tijekom proučavanja leukocitnih antigena. HLA antigeni su glikoproteini smješteni na površini stanica i kodirani grupom blisko povezanih gena na kromosomu 6. HLA antigeni igraju ključnu ulogu u regulaciji imunološkog odgovora na strane antigene i sami su snažni antigeni.

HLA antigeni se dijele na antigene klase I i antigene klase II. HLA antigeni klase I potrebni su za prepoznavanje transformiranih stanica od strane citotoksičnih T limfocita.

Otkriće MHC-a dogodilo se tijekom proučavanja intraspecifične transplantacije tkiva. Genetski lokusi odgovorni za odbacivanje stranog tkiva tvore regiju u kromosomu koja se naziva glavni histokompatibilni kompleks (MHC).

Tada je, isprva na hipotetski način, temeljen na staničnoj fenomenologiji, a zatim u eksperimentalno dobro dokumentiranom obliku korištenjem metoda molekularne biologije, utvrđeno da T-stanični receptor ne prepoznaje sam strani antigen, već njegov kompleks s molekulama koje kontrolira geni glavnog histokompatibilnog kompleksa. U tom slučaju i molekula MHC i fragment antigena dolaze u kontakt s TCR.

MHC kodira dva skupa visoko polimorfnih staničnih proteina koji se nazivaju MHC molekule klase I i klase II. Molekule klase I sposobne su vezati peptide od 8-9 aminokiselinskih ostataka, molekule klase II su nešto duže.

Visoki polimorfizam MHC molekula, kao i sposobnost svake antigen prezentirajuće stanice (APC) da eksprimira nekoliko različitih MHC molekula, daje mogućnost prezentiranja širokog spektra antigenskih peptida T stanicama.

Treba napomenuti da, iako se molekule MHC obično nazivaju antigeni, one pokazuju antigenost samo kada ih imunološki sustav prepozna ne vlastitim, već genetski drugačijim organizmom, na primjer, tijekom alotransplantacije organa.

Prisutnost gena u MHC-u, od kojih većina kodira imunološki značajne polipeptide, sugerira da je ovaj kompleks evoluirao i razvio se specifično za provedbu imunoloških oblika zaštite.

Postoje i molekule MHC klase III, ali su u imunološkom smislu najvažnije molekule MHC klase I i molekule MHC klase II.

Charles B . Stolar (Charles U . Stolar)

Antigeni koji osiguravaju intraspecifične razlike između jedinki nazivaju se aloantigeni, a kada se uključe u proces odbacivanja transplantata alogenog tkiva, dobivaju naziv antigeni histokompatibilnosti. Evolucija je fiksirala jednu regiju blisko povezanih gena histokompatibilnosti, čiji produkti na površini stanice predstavljaju snažnu prepreku alotransplantaciji. Pojmovi "glavni antigeni histokompatibilnosti" i "glavni genski kompleks histokompatibilnosti" (MHC) odnose se na genske proizvode i gene ove kromosomske regije. Brojni manji antigeni histokompatibilnosti, naprotiv, kodirani su u više regija genoma. One odgovaraju slabijim aloantigenskim razlikama u molekulama koje obavljaju različite funkcije. Strukture koje nose MHC determinante igraju značajnu ulogu u imunitetu i samoprepoznavanju tijekom diferencijacije stanica i tkiva. Informacije o MHC kontroli imunološkog odgovora dobivene su u eksperimentima na životinjama, kada su geni imunološkog odgovora mapirani unutar MHC-a kod miševa (H-2), štakora (RT1) i zamoraca (GPLA). Kod ljudi se MHC naziva HLA. Pojedinačna slova kratice HLA imaju različita značenja, a prema međunarodnom sporazumu, HLA se koristi za označavanje ljudskog MHC kompleksa.

U vezi s MHC-om može se napraviti nekoliko generalizacija. Prvo, mala regija (manje od 2 centimorgana) MHC-a kodira tri klase genskih proizvoda. Molekule klase I, eksprimirane u gotovo svim stanicama, sadrže jedan teški i jedan laki polipeptidni lanac i proizvodi su tri reduplicirana lokusa - HLA-A, HLA-B i HLA-C. Molekule klase II, čija je ekspresija ograničena na B limfocite, monocite i aktivirane T limfocite, sadrže dva polipeptidna lanca (a i b) nejednake veličine i proizvodi su nekoliko blisko povezanih gena, koji se zajedno nazivaju HLA-D zona. Molekule klase III su komponente komplementa C4, C2 i Bf. Drugo, molekule klase I i II tvore kompleks s pseudoantigenom, ili antigen histokompatibilnosti i pseudoantigen zajedno prepoznaju T limfociti koji imaju odgovarajući receptor za antigen. Prepoznavanje sebe i ne-sebe na početku iu efektorskoj fazi imunološkog odgovora izravno je usmjereno molekulama klasa I i II. Treće, jasna ograničenja međustaničnih interakcija u kojima sudjeluju supresorski T-limfociti nisu identificirana kod ljudi, ali je uloga HLA gena vrlo važna za neke manifestacije aktivnosti supresorskih T-stanica. Četvrto, geni enzimskih sustava koji nisu izravno povezani s imunitetom, ali su važni za rast i razvoj skeleta, lokalizirani su u MHC regiji. Poznati HLA lokusi na kratkom kraku kromosoma 6 predstavljeni su na 63-1.

Lokusi HLA sustava. Antigeni klase I. Antigeni HLA klase I određuju se serološki pomoću ljudskih seruma, uglavnom višerotkinja, au manjoj mjeri pomoću monoklonskih protutijela. Antigeni klase I putuju različitim gustoćama u mnogim tkivima tijela, uključujući B stanice, T stanice, trombocite, ali ne i na zrelim crvenim krvnim stanicama. Broj serološki detektabilnih specifičnosti je velik, a HLA sustav je najpolimorfniji od poznatih ljudskih genetskih sustava. Unutar HLA kompleksa tri su lokusa jasno definirana za serološki detektabilne HLA antigene klase I. Svaki antigen klase 1 sadrži b 2 -mikroglobulinsku podjedinicu (molekularne težine 11500) i teški lanac (molekulske težine 44000), koji nosi specifičnost antigena (63-2). Postoji 70 dobro definiranih specifičnosti A i B i osam specifičnosti lokusa C. Oznaka HLA obično se koristi u imenovanju antigena glavnog histokompatibilnog kompleksa, ali se može izostaviti kada to kontekst dopušta. Antigeni koje SZO nije definitivno klasificirala označeni su slovom w iza naziva lokusa. Broj koji slijedi iza oznake lokusa služi kao pravo ime antigena. HLA antigeni stanovništva Afrike, Azije i Oceanije trenutno nisu dobro definirani, iako uključuju neke od uobičajenih antigena karakterističnih za ljude zapadnoeuropskog podrijetla. Distribucija HLA antigena je različita u različitim rasnim skupinama, te se mogu koristiti kao antropološki markeri u proučavanju bolesti i migracijskih procesa.

63-1. Shematski prikaz kromosoma 6.

Prikazana je lokalizacija HLA zone u regiji 21 kratke ruke. HLA-A, HLA-B i HLA-C lokusi kodiraju teške lance klase I (44 000), dok je b 2 -mikroglobulinski laki lanac (11 500) molekula klase I kodiran genom kromosoma 15. HLA-D zona (klasa II) nalazi se centromerno u odnosu na lokuse A, B i C s blisko povezanim genima komponenti komplementa C4A, C4B, Bf i C2 u B-D regiji. Redoslijed gena komplementa nije utvrđen. Svaka molekula D-regije klase II formirana je od a- i b-lanca. Putuju površinom stanice u različitim područjima (DP, DQ i DR). Broj ispred a i b znači da postoje različiti geni za određeni tip lanca, na primjer za DR postoje tri gena b lanca, tako da izražene molekule mogu biti 1ba, 2ba ili 3ba. Antigeni DRw52(MT2) i DRw53(MT3) nalaze se na 2b lancu, dok je DR na lb lancu. DR nije polimorfan, a molekule DQ antigena su polimorfne i u a- i u b-lancima (2a2b). Ostali DQ tipovi (1a1b) imaju ograničen polimorfizam. DP polimorfizam povezan je s b-lancima. Ukupna duljina HLA regije je oko 3 cm.

Budući da su kromosomi upareni, svaka jedinka ima do šest serološki detektabilnih antigena HLA-A, HLA-B i HLA-C, po tri od svakog roditelja. Svaki od ovih skupova označen je kao haplotip, a prema jednostavnom Mendelovom nasljeđivanju, četvrtina potomaka ima identične haplotipove, polovica dijeli neke od istih haplotipova, a preostala četvrtina potpuno je nekompatibilna (63-3). Značaj uloge ovog genskog kompleksa u transplantacijskom odgovoru potvrđuje činjenica da odabir parova davatelj-primatelj među potomcima jedne generacije prema haplotipu daje najbolje rezultate u transplantaciji bubrega - oko 85-90% dugoročnih. preživljavanje (poglavlje 221).

Antigeni klase II. HLA-D zona je uz lokuse klase I na kratkom kraku kromosoma 6 (63-1). Ovo područje kodira niz molekula klase II, od kojih svaka sadrži a-lanac (molekularna masa 29 000) i b-lanac (molekularna masa 34 000) (63-2). Inkompatibilnost u ovoj regiji, posebno u DR antigenima, određuje proliferativni odgovor limfocita in vitro. Reakcija miješanih limfocita (MLR) procjenjuje se razinom proliferacije u kulturi miješanih limfocita (MLC) i može biti pozitivna čak i kada su antigeni HLA-A, HLA-B i HLA-C identični (63-3). Antigeni HLA-D otkrivaju se korištenjem standardnih stimulirajućih limfocita koji su homozigotni za HLA-D i inaktivirani rendgenskim zrakama ili mitomicinom C kako bi se dobio jednosmjerni odgovor. Postoji 19 takvih antigena (HLA-Dwl-19) otkrivenih korištenjem tipizacije homozigotnih stanica.

Pokušaji otkrivanja HLA-D serološkim metodama u početku su otkrili niz D-vezanih (DR) antigena izraženih na molekulama klase II od strane B stanica, monocita i aktiviranih T stanica. Zatim su opisani drugi usko povezani antigenski sustavi koji su dobili različite nazive (MB, MT, DC, SB). Identitet pojedinačnih skupina molekula klase II sada je utvrđen, a geni odgovarajućeg a - i b-lanci su izolirani i sekvencirani. Mapa gena klase II prikazana na 63-1 odražava minimalan broj gena i molekularnih regija. Iako molekula mase II može sadržavati DRa iz haplotipa jednog od roditelja, i DRb iz drugog (transkomplementacija), kombinatorika izvan svake od DP, DQ, DR regija je rijetka, ako ne i nemoguća. DR i do neke mjere DQ molekule mogu poslužiti kao poticaji za primarni MLR. Sekundarni MLR definiran je kao početni test limfocita (PLT) i daje rezultate za 24-36 sati umjesto 6-7 dana za primarni odgovor. DP aloantigeni su otkriveni zbog svoje sposobnosti da izazovu PLT stimulaciju, iako ne dovode do primarne MLR. Iako B stanice i aktivirane T stanice eksprimiraju sva tri skupa molekula klase II, DQ antigeni nisu eksprimirani na 60-90% DP- i DR-pozitivnih monocita.

63-2. Shematski prikaz površinskih molekula klase I i klase II.

Molekule I. klase sastoje se od dva polipeptidna lanca. Teški lanac s stupom. težine 44 000 prolazi kroz plazma membranu; njegov vanjski dio sastoji se od tri domene (a 1, a 2 i a 3), formirane disulfidnim vezama. Laki lanac s mol. težine 11500 (b 2 -mikroglobulin, b2mu) kodiran je kromosomom 15 i nekovalentno je povezan s teškim lancem. Homologija aminokiselina između molekula klase I je 80-85%, smanjujući se na 50% u regijama a 1 i a 2, koje vjerojatno odgovaraju mjestima aloantigenog polimorfizma. Molekule klase II tvore dva nekovalentno povezana polipstidna lanca, a-lanac s mol. s masom od 34 000 i b-lanac s molekularnom masom od 29 000. Svaki lanac sadrži dvije domene formirane disulfidnim vezama (od S. B. Carpenter, E. L. Milford, Renal Transplantation: Immunobiology in Kidnev/Eds. B. Brenner, F. Rector, New York: Samiders, 1985).

63-3. HLA zona kromosoma 6: nasljeđivanje HLA haplotipova. Svaki kromosomski segment povezanih gena označen je kao haplotip, a svaki pojedinac nasljeđuje jedan haplotip od svakog roditelja. Dijagram prikazuje A, B i C antigene haplotipova a i b za danu hipotetsku jedinku; Ispod su oznake haplotipova u skladu s tekstom. Ako muškarac s haplotipom ab oženi ženu s haplotipom cd, potomci mogu biti samo četiri tipa (u smislu HLA). Ako se rekombinacija dogodi kod jednog od roditelja tijekom mejoze (označena isprekidanim linijama), to dovodi do stvaranja promijenjenog haplotipa. Učestalost promijenjenih haplotipova kod djece služi kao mjera udaljenosti na genetskoj hagi (1% frekvencija rekombinacije == 1 cM; 63-1) (iz G. V. Carpenter. Kidney International, G)78. 14.283).

Molekularna genetika. Svaki polipeptidni lanac molekula klase I i II sadrži nekoliko polimorfnih regija uz "privatnu" antigensku determinantu koju otkrivaju antiserumi. Test stanično posredovane limfolize (CML) utvrđuje specifičnost T stanica ubojica (T stanica) koje nastaju tijekom procesa proliferacije u MLR testiranjem na ciljnim stanicama donora koji nisu bili izvor stanica koje stimuliraju MLR. Antigenski sustavi određeni ovom metodom pokazuju blisku, ali nepotpunu korelaciju s "privatnim" antigenima klase 1. Kloniranje cigotoksičnih stanica omogućilo je otkrivanje niza polimorfnih determinanti meta na HLA molekulama, od kojih se neke ne mogu detektirati korištenjem aloantiseruma i monoklonskih protutijela dobivena imunizacijom ljudskih stanica miševa. Neki od ovih reagensa mogu se koristiti za identifikaciju "posebnih" HLA determinanti, dok su drugi usmjereni prema "općenitijim" (ponekad zvanim supertipizirajućim) determinantama. Jedan takav sustav "zajedničkih" HLA-B antigena ima dva alela, Bw4 i Bw6. Većina "privatnih" HLA-B povezanih je s Bw4 ili Bw6. Ostali sustavi povezani su s podskupinama HLA antigena. Na primjer, HLA-B-pozitivni teški lanci sadrže dodatne regije zajedničke B7, B27, Bw22 i B40 ili B5, B15, B18 i Bw35. Postoje i druge vrste preklapajućih antigenih determinanti, što dokazuje reakcija monoklonskih protutijela s regijom zajedničkom teškim lancima HLA-A i HLA-B. Studija aminokiselinske sekvence i mapa pstida nekih HLA molekula pokazala je da su hipervarijabilne regije antigena klase I koncentrirane u vanjskoj a 1 domeni (63-2) i susjednoj regiji a 2 domene. Varijabilne sekvence molekula klase II različite su za različite lokuse. Zanimljivo je da a3-domena klase I, a2-domena klase II i b2-domena, kao i dio membranske molekule T8 (Leu 2), uključeni u međustanične interakcije (poglavlje 62) pokazuju značajnu homologiju aminokiselinske sekvence s konstantnim imunoglobulinskim zonama. Ovo potvrđuje hipotezu o evolucijskom nastanku obitelji genskih proizvoda koji nose funkcije imunološkog prepoznavanja. Pri ispitivanju HLA genomske DNA pronađene su tipične egzon-intron sekvence za molekule klase I i II, a egzoni su identificirani za signalne peptide (5) svake od domena, transmembranskog hidrofobnog segmenta i citoplazmatskog segmenta (3). Dostupne su cDNA sonde za većinu HLA lanaca, a upotreba enzimskih hidrolizata za procjenu statusa polimorfizma duljine restrikcijskih fragmenata (RFLP) proizvela je podatke koji koreliraju s rezultatima iz seroloških studija molekula klase 11 u MLR. Međutim, veliki broj (20-30) gena klase 1 otežava procjenu polimorfizma RFLP-om. Mnogi od ovih gena nisu eksprimirani (pseudogenes), iako neki mogu odgovarati dodatnim lokusima klase I koji se eksprimiraju samo na aktiviranim T stanicama; njihove funkcije su nepoznate. Razvoj specifičnih testova za HLA-A i HLA-B lokuse pomoći će u razumijevanju ovog prilično složenog problema.

Komplement (klasa III). Strukturni geni tri komponente komplementa - C4, C2 i Bf - nalaze se u zoni HLA-B-D (63-1). To su dva C4 lokusa koji kodiraju C4A i C4B, izvorno opisani kao Rodgers i Chido eritrocitni antigeni. Pokazalo se da su ti antigeni zapravo molekule C4 apsorbirane iz plazme. Ostale komponente komplementa ne vežu se usko za HLA. Nije opisano križanje između gena C2, Bf i C4. Svi su kodirani regijom između HLA-B i HLA-DR, duljine oko 100 kb. Postoje dva C2, četiri Bf, sedam C4A i tri C4B alela, osim toga, postoje tihi QO aleli na svakom lokusu. Izniman polimorfizam histotipova (komplotipova) komplementa čini ovaj sustav pogodnim za genetička istraživanja.

Tablica 63-1. Najčešći HLA haplotini

U tablici 63-1 predstavlja četiri najčešća haplotipa pronađena kod pojedinaca zapadnoeuropskog podrijetla. MLR rezultati kod nesrodnih pojedinaca odabranih za kompatibilnost na ovim haplotipovima su negativni, dok se reakcija obično događa kada se nesrodni pojedinci podudaraju samo za HLA-DR i DQ kompatibilnost. Takvi identični zajednički haplotipovi vjerojatno potječu nepromijenjeni od jednog pretka.

Ostali geni na kromosomu 6. Nedostatak steroidne 21-hidroksilaze, autosomno recesivno svojstvo, uzrokuje sindrom kongenitalne adrenalne hiperplazije (poglavlja 325 i 333). Gen za ovaj enzim lokaliziran je u HLA-B-D regiji. Gen 21-hidroksilaze uz gen C4A briše se kod osoba oboljelih od spomenutog sindroma, zajedno s C4A (C4AQO), a gen HLA-B može se transformirati konverzijom B 13 u rijetki Bw47, koji se nalazi samo u promijenjeni haplotipovi. Za razliku od manjka 21-hidroksilaze povezanog s kasnim početkom HLA, kongenitalna hiperplazija nadbubrežne žlijezde povezana s nedostatkom 21b-hidroksilaze nije povezana s HLA. Nekoliko obiteljskih studija pokazalo je da je idiopatska hemokromatoza, autosomno recesivni poremećaj, povezana s HLA (poglavlje 310). Iako je patogeneza poremećaja apsorpcije željeza u gastrointestinalnom traktu nepoznata, utvrđeno je da se geni koji moduliraju ovaj proces nalaze u blizini HLA-A regije.

Tablica 63-2. Povezanost genetskih defekata
	Lokalizacija	Uočljiv
		haplotipovi
nedostatak C2		Aw25, B18, BfS, DR2
Nedostatak 21-OH		A3, Bw47, BfF, DR7
Nedostatak 21-OH (kasna manifestacija)
Idiopatska hemokromatoza
Pagetova bolest
Spinocerebelarna ataksija
Hodgkinova bolest

63-4 (prikaz, ostalo). Shema relativnih uloga antigena HLA-A, HLA-B, HLA-C i HLA-D u pokretanju aloimunog odgovora i u stvaranju efektorskih stanica i protutijela.

Dvije glavne klase T limfocita prepoznaju antigene: T stanice, prekursori citotoksičnih stanica “ubojica” i Tx pomoćne stanice, koje potiču razvoj citotoksičnog odgovora. Tx također pruža pomoć B limfocitima u razvoju "zrelog" IgG odgovora. Važno je napomenuti da Tx obično prepoznaju antigene klase I, dok signal za Tx stvara pretežno HLA-D, koji je usko povezan s antigenima klase II (od C. B. Carpenter. - Kidney International, 1978, 14, 283).

Geni imunološkog odgovora. Proučavajući in vitro odgovor na sintetske polipeptidne antigene, hemocijanin, kolagen, toksoid tetanusa, otkriveno je da je HLA-D zona slična H-2 regiji. Ja u mišu. Prezentacija antigenskih fragmenata na površini makrofaga ili drugih stanica koje nose molekule klase II zahtijeva spregnuto prepoznavanje kompleksa molekula klase II + antigen od strane T limfocita koji nose odgovarajući(e) receptor(e) (poglavlje 62). Srž ove hipoteze o "sebe-)-X" ili "modificiranom ja" je da se imunološki odgovor ovisan o T, djelovanje stanica T pomoćnika/induktora (Tx), događa samo ako se sintetiziraju odgovarajuće determinante klase II. Geni potonjeg su Ir geni. Budući da se alogene determinante I. klase prepoznaju kao već promijenjene, alogeni MLP predstavlja model imunološkog sustava u kojem nije potreban prolaz pseudoantigena (63-4). Efektorske faze imuniteta zahtijevaju prepoznavanje pseudoantigena u kombinaciji s njegovim vlastitim strukturama. Potonji su kod ljudi, kao i kod miševa, molekule antigena histokompatibilnosti klase I. Ljudske stanične linije zaražene virusom influence liziraju imunološki citotoksični T limfociti (Tlimfociti) samo ako su stanice koje reagiraju i ciljne stanice identične na lokusima HLA-A i HLA-B. Alogeni MLR također služi kao model za stvaranje citotoksičnih T limfocita klase I ograničenih (63-4). Pojedinosti o restrikciji za različite molekule i epitope klase I i II mogu se izolirati korištenjem stanica koje su bile podvrgnute ekspanziji i kloniranju. Na primjer, na razini stanica koje prezentiraju antigen, dati Tx klon prepoznaje antigenski fragment kompleksiran sa specifičnom regijom molekule klase II pomoću Ti receptora. Restrikcijski elementi za neke mikrobne antigene su DR i Dw aleli.

Supresija imunološkog odgovora (ili niska razina odgovora) na pelud cedra, streptokokne i šistosomske antigene je dominantna i povezana s HLA, što ukazuje na postojanje gena za supresiju imuniteta (Is). Prisutnost specifičnih alelnih asocijacija HLA s razinom imunološkog odgovora također je dokazana, na primjer, za antigen ricinusa Ra5 - s DR2 i za kolagen - s DR4.

Asocijacije na bolesti. Ako glavni histokompatibilni kompleks ima važnu biološku funkciju, koja je to funkcija? Jedna je hipoteza da igra ulogu u imunološkom nadzoru neoplastičnih stanica koje se pojavljuju tijekom života pojedinca. Ovaj sustav je od velike važnosti tijekom trudnoće, jer uvijek postoji nekompatibilnost tkiva između majke i fetusa. Visoki stupanj polimorfizma također može doprinijeti preživljavanju vrsta u suočavanju s ogromnim brojem mikrobnih agenasa koji putuju u okolišu. Tolerancija na “sebe” (autotolerancija) može se proširiti na mikrobne antigene, što rezultira visokom osjetljivošću koja dovodi do smrtonosnih infekcija, dok polimorfizam u HLA sustavu pridonosi tome da dio populacije prepoznaje opasne agense kao strane i uključuje adekvatan odgovor. Ove hipoteze povezuju ulogu HLA s prednostima koje omogućuju preživljavanje sustava pod selektivnim pritiskom. Svaka od ovih hipoteza ima određenu potporu.

Važan dokaz uloge HLA kompleksa u imunobiologiji bilo je otkriće pozitivne povezanosti nekih patoloških procesa s HLA antigenima. Proučavanje ovih povezanosti potaknuto je otkrićem gena imunološkog odgovora povezanih s kompleksom H-2 kod miševa. U tablici 63-3 sažima najznačajnije povezanosti HLA-bolesti.

Utvrđeno je da se incidencija HLA-B27 povećava kod nekih reumatskih bolesti, posebice kod ankilozantnog spondilitisa, bolesti koja je izrazito obiteljska. Antigen B27 prisutan je u samo 7% ljudi zapadnoeuropskog podrijetla, ali se nalazi u 80-90% bolesnika s ankilozantnim spondilitisom. Relativno to znači da je ovaj antigen odgovoran za sklonost razvoju ankilozantnog spondilitisa, koja je kod njegovih nositelja 87 puta veća nego u općoj populaciji. Slično, visok stupanj povezanosti s antigenom B27 prikazan je za akutni prednji uveitis, Reiterov sindrom i reaktivni artritis u najmanje tri bakterijske infekcije (yersiniosis, salmoneloza i gonoreja). Iako je uobičajeni oblik juvenilnog reumatoidnog artritisa također povezan s B27, vrsta bolesti s blagim zglobnim sindromom i iritisom povezana je s B27. U centralnom tipu psorijatičnog artritisa, B27 je češći, dok je Bw38 povezan i sa centralnim i perifernim tipom. Psorijaza je povezana s Cw6. Bolesnici s degenerativnim artritisom ili gihtom ne pokazuju nikakve promjene u učestalosti pojavljivanja antigena.

Većina drugih povezanosti s bolestima karakteristična je za antigene HLA-D zone.Na primjer, enteropatija osjetljiva na gluten kod djece i odraslih povezana je s antigenom DR3 (u odnosu na 21).Stvarni postotak pacijenata s ovim antigenom varira od 63 do 96 % u usporedbi s 22-27 % u kontrolama. Isti se antigen češće nalazi u bolesnika s aktivnim kroničnim hepatitisom i dermatitis herpetiformisom, koji istodobno boluju od glutenske enteropatije. Juvenilni dijabetes melitus ovisan o inzulinu (tip I) povezan je s DR3 i DR4, a negativno povezan s DR2.Rijedak alel Bf (M) nađen je u 17-25% bolesnika s dijabetesom tipa I. Dijabetes u odrasloj dobi (tip II) nema povezanost s HLA. Hipertireoza se u Sjedinjenim Državama povezuje s B8 i Dw3, dok je u japanskoj populaciji povezana s Bw35. Šire ispitivanje zdravih i bolesnih predstavnika različitih rasa pomoći će razjasniti pitanje univerzalnih HLA markera. Na primjer, antigen B27, rijedak kod zdravih Japanaca, čest je kod pacijenata s ankilozantnim spondilitisom. Slično tome, DR4 je marker lisnih uši dijabetesa tipa I kod predstavnika svih rasa. Ponekad je HLA marker jasno povezan samo s dijelom simptoma unutar sindroma. Na primjer, miastenija gravis mnogo je snažnije povezana s antigenima B8 i DR3 u bolesnika bez timoma, a multipla skleroza povezana je s antigenom DR2 u osoba s brzo progresivnim tijekom bolesti. Goodpastureov sindrom, povezan s autoimunim oštećenjem bazalnih membrana glomerula, idiopatski membranski glomerulonefritis, koji odražava autoimune procese sa stvaranjem antitijela na glomerularne antigene, kao i zlatom inducirani membranski nefritis, značajno su povezani s HLA-DR.

Tablica 63-3. Bolesti povezane s HLA antigenima

bolesti		U odnosu na
Reumatoidni
Ankilozantni spondilitis
Reiterov sindrom
Akutni prednji uveitis
Reaktivni artritis (Yersinia, Salmonella, Gonococcus)
Psorijatični artritis (centralni)
Psorijatični artritis (periferni)
Juvenilni reumatoidni artritis
Juvenilni artritis s blagim zglobnim sindromom
Reumatoidni artritis
Sjögrenov sindrom
Sistemski eritematozni lupus
Sistemski eritematozni lupus (kao rezultat
uzimanje apresina)
Gastrointestinalni
Enteropatija osjetljiva na gluten
Kronični aktivni hepatitis
Ulcerozni kolitis
Hematološki
Idiopatska hemokromatoza
Perniciozna anemija
Dermatitis herpetiformis
Psoriasis vulgaris
Psoriasis vulgaris (kod japanske populacije)
Pemphigus vulgaris (u europskoj populaciji)
Behçetova bolest
Endokrini
Dijabetes melitus tip I
Hipertireoza
Hipertireoza (u japanskoj populaciji)
bolesti	Najbliže povezani antigeni		U odnosu na
Adrenalna insuficijencija
Subakutni tiroiditis (de Quervain)
Hashimotov tireoiditis
N eurološki
Miastenija gravis
Multipla skleroza
Manično-depresivni poremećaj
Shizofrenija
Bubrežna
Idiopatski membranski glomerulo-
Goodpastureova bolest (anti-GMB)
Bolest minimalne promjene (steroidna
Policistična bolest bubrega
IgA nefropatija
Zlatom izazvana nefropatija
Zarazna
Tuberkuloidna lepra (kod azijskog magarca)
Potpuna paraliza
Nizak odgovor na virus cjepiva
Imunodeficijencija
Nedostatak IgA (davatelji krvi)

Neuravnotežena adhezija. Iako distribucija HLA alela varira među rasnim i etničkim populacijama, najistaknutija značajka populacijske genetike HLA antigena je prisutnost neravnoteže povezivanja za neke A i B antigene, B i C antigene, B, D i lokuse komplementa. Neravnoteža povezivanja znači da se antigeni iz blisko povezanih lokusa nalaze zajedno češće nego što bi se očekivalo na temelju pretpostavke nasumične povezanosti. Klasičan primjer neravnoteže povezivanja je povezanost antigena lokusa AHLA-A1 s antigenom lokusa B HLA-B8 kod pojedinaca zapadnoeuropskog podrijetla. Istovremenu prisutnost A1 i B8, izračunatu na temelju frekvencija njihovih gena, treba promatrati s učestalošću od 0,17. 0,11, tj. otprilike 0,02. Dok je uočena učestalost njihovog suživota 0,08, odnosno 4 puta veća od očekivane, a razlika između ovih vrijednosti je 0,06. Posljednja vrijednost je označena kao delta (D) i služi kao mjera neravnoteže. Neravnoteža povezivanja također je pronađena za druge haplotipove A- i B-lokusa: A3 i B7, A2 i B 12, A29 i B 12, A11 i Bw35. Za neke determinante D-zone, neravnoteža povezivanja s antigenima B-lokusa bila je opisano (na primjer, DR3 i AT 8); kao i za antigene B i C lokusa. Serološki detektabilni HLA antigeni služe kao markeri za gene cijelog haplotipa unutar obitelji i kao markeri za specifične gene u populaciji, ali samo u prisutnosti neravnoteže povezivanja.

Značaj neravnoteže povezivanja je velik jer takve asocijacije gena mogu dovesti do specifičnih funkcija. Pritisak selekcije tijekom evolucije može biti glavni faktor u postojanosti određenih kombinacija gena u genotipovima. Na primjer, postoji teorija da A1 i B8, kao i neke determinante D i drugih regija, daju selektivnu prednost u slučaju epidemija bolesti kao što su kuga ili velike boginje. Međutim, također je moguće da potomci ljudi koji su preživjeli takve epidemije ostanu osjetljivi na druge bolesti jer njihov jedinstveni kompleks gena ne pruža adekvatan odgovor na druge čimbenike okoliša. Glavna poteškoća ove hipoteze je pretpostavka da selekcija djeluje na nekoliko gena istovremeno i time osigurava pojavu opaženih vrijednosti A, ali potreba za složenim interakcijama između produkata različitih lokusa MHC kompleksa samo je početna. veza za promatrane pojave i selekcija mogu poboljšati neravnotežu višestruke povezanosti. Očuvanje nekih uobičajenih gore navedenih haplotipova podupire ovo stajalište.

S druge strane, hipoteza odabira ne objašnjava nužno neravnotežu povezivanja. Kada se populacija kojoj nedostaju neki antigeni križa s drugom koja ima visoku učestalost tih antigena u ravnoteži, D se može pojaviti nakon nekoliko generacija. Na primjer, povećanje D za A1 i B8 pronađeno u populacijama u smjeru istok-zapad, od Indije do zapadne Europe, može se objasniti na temelju migracije stanovništva i asimilacije. U malim skupinama, neravnoteža može biti posljedica kompatibilnosti, učinaka osnivača i genetskog pomaka. Konačno, neki slučajevi neravnoteže povezivanja rezultat su nenasumičnog križanja tijekom mejoze, budući da kromosomski segmenti mogu biti više ili manje krhki. Bilo zbog selekcijskog pritiska ili ograničenja križanja, neravnoteža povezivanja može nestati unutar nekoliko generacija. Velik broj nenasumičnih asocijacija postoji u genskom kompleksu HLA, a identificiranje njihovih uzroka može dati uvid u mehanizme koji leže u pozadini osjetljivosti na bolest.

Kohezija i asocijacije. U tablici 63-2 navedene su bolesti koje služe kao primjer povezivanja s HLA, kada su nasljedne karakteristike unutar obitelji označene odgovarajućim haplotipovima. Na primjer, nedostatak C2, 21-hidroksilaze i idiopatska hemokromatoza nasljeđuju se recesivno s djelomičnim nedostatkom u heterozigota. Ovi genetski poremećaji također su povezani s HLA i uzrokovani su viškom određenih HLA alela kod nesrodnih pogođenih pojedinaca. Nedostatak C2 obično je povezan s haplotipovima HLA-Aw 25, B 18, B55, D/DR2, a kod idiopatske hemokromatoze očituje se i veza i jaka povezanost između HLA-A3 i B 14. Visok stupanj neravnoteže povezivanja u ovom slučaj je uzrokovan mutacijama u osobi koja je poslužila kao njegov izvor; osim toga, vremenski period potreban da se genski fond vrati u ravnotežu nije bio dovoljan. S ove točke gledišta, HLA geni su jednostavni markeri povezanih gena. S druge strane, interakcija sa specifičnim HLA alelima može biti potrebna da bi se određeni poremećaj očitovao. Posljednja hipoteza zahtijevala bi prepoznavanje veće stope mutacija s ekspresijom defektnih gena, što se događa samo pod uvjetom povezivanja s određenim HLA genima.

Pagetova bolest i spinocerebelarna ataksija su autosomno dominantno nasljedni poremećaji povezani s HLA; nalaze se u nekoliko članova obitelji odjednom. Hodgkinova bolest je manifestacija HLA-vezane recesivne nasljedne mane. U ovim bolestima nisu pronađene HLA asocijacije, što upućuje na početno mnoštvo “osnivača” ovih bolesti s mutacijama povezanim s različitim HLA alelima.

Veza s HLA lako se utvrđuje kada je lako razlikovati dominantna i recesivna svojstva, tj. kada je ekspresivnost visoka i proces je određen defektom u pojedinačnim genima. U većini asocijacija HLA markeri odražavaju čimbenike uključene u provedbu i modulaciju imunološkog odgovora pod utjecajem više gena. Primjer poligene imunološke bolesti je atonička alergija, kod koje HLA povezanost može biti vidljiva samo kod pojedinaca s niskim genetski kontroliranim (ne zbog HLA) razinama proizvodnje IgE. Drugi primjer ove vrste je nedostatak IgA (tablica 63-3) povezan s HLA-DR3.

Klinički značaj HLA sustava. Klinička vrijednost HLA tipizacije za dijagnozu ograničena je na određivanje B27 u dijagnozi ankilozantnog spondilitisa; međutim, u ovom slučaju uočeno je 10% lažno pozitivnih i lažno negativnih rezultata. Proučavanje HLA također je dragocjeno u praksi genetskih konzultacija za rano otkrivanje bolesti u obiteljima s idiopatskom hemokromatozom, kongenitalnom hiperplazijom nadbubrežne žlijezde povezanom s nedostatkom steroidne hidroksilaze, osobito ako se HLA tipizacija provodi na stanicama dobivenim amniocentezom. Visoki stupanj polimorfizma u HLA sustavu čini ga vrijednim alatom za testiranje različitih staničnih lijekova, posebno u forenzičkoj praksi. Neke bolesti, kao što je dijabetes melitus tipa I i druge, za koje su indicirane HLA asocijacije, zahtijevaju dodatna istraživanja uloge komponenti HLA sustava u patogenezi ovih bolesti.

Antigeni histokompatibilnosti su glikoproteini koji postoje na površini svih stanica. U početku identificirani kao glavni ciljni antigeni u reakcijama transplantacije. Transplantacija tkiva s odraslog darivatelja na jedinku iste vrste (alotransplantacija) ili druge vrste (ksenotransplantacija) obično dovodi do njegovog odbacivanja. Eksperimenti na transplantaciji kože između različitih sojeva miševa pokazali su da je odbacivanje transplantata uzrokovano imunološkom reakcijom na strane antigene koji se nalaze na površini njegovih stanica. Kasnije se pokazalo da su T stanice uključene u te reakcije. Reakcije su usmjerene protiv genetski "stranih" varijanti glikoproteina na staničnoj površini, zvanih histokompatibilnih molekula (tj. tkivne kompatibilnosti).

Glavne molekule histokompatibilnosti su skupina glikoproteina kodiranih genima koji čine glavni histokompatibilni kompleks (MNS - glavni histokompatibilni kompleks). Unutar MHC-a lokalizirani su geni koji kontroliraju glavne transplantacijske antigene i geni koji određuju intenzitet imunološkog odgovora na pojedini antigen – tzv. Ir geni (imunološki odgovor). MHC molekule prisutne su na površini stanica svih viših kralješnjaka. Prvo su pronađeni kod miševa i nazvani H2 antigeni ( histokompatibilnost-2). U ljudima se zovu HLA(leukociti, povezane s ljudskim leukocitima), jer su prvobitno otkriveni na leukocitima.

Postoje dvije glavne klase MHC molekula, od kojih je svaka skup površinskih glikoproteina stanice. Molekule MHC klasa I izraženo na gotovo svim stanicama, molekulama razred II- na stanice uključene u imunološki odgovor (limfociti, makrofagi). Molekule klase I prepoznaju citotoksične T-stanice (stanice ubojice), koje moraju komunicirati s bilo kojom stanicom u tijelu koja je zaražena virusom, dok molekule klase II prepoznaju pomoćne T-stanice (Tx), koje komuniciraju uglavnom s drugim stanicama uključeni u imunološki odgovor, kao što su B limfociti i makrofagi (stanice koje prezentiraju antigen).

Prema klonska selekcijska teorija imuniteta, u tijelu postoje brojne skupine (klonovi) limfocita koji su genetski programirani da reagiraju na jedan ili više antigena. Stoga svaki specifični antigen ima selektivni učinak, stimulirajući samo one limfocite koji imaju afinitet prema njegovim površinskim determinantama.

Pri prvom susretu s antigenom (tzv primarni odgovor) limfociti su stimulirani i podvrgnuti transformaciji u blastne oblike, koji su sposobni za proliferaciju i diferencijaciju u imunocite. Kao rezultat proliferacije, povećava se broj limfocita odgovarajućeg klona koji "prepoznaju" antigen. Diferencijacija dovodi do pojave dvije vrste stanica - efektor i stanice memorija. Efektorske stanice su izravno uključene u eliminaciju ili neutralizaciju stranog materijala. Efektorske stanice uključuju aktivirane limfocite i plazma stanice. Memorijske stanice su limfociti koji se vraćaju u neaktivno stanje, ali nose informaciju (sjećanje) o susretu s određenim antigenom. Kada se ovaj antigen ponovno uvede, oni su sposobni pružiti brzi imunološki odgovor jačeg intenziteta (tzv. sekundarni odgovor) zbog pojačane proliferacije limfocita i stvaranja imunocita.

Ovisno o mehanizmu razaranja antigena, razlikuje se stanična imunost i humoralna imunost.

Na stanični imunitet efektorske stanice su citotoksični T limfociti ili limfociti ubojice. Oni su izravno uključeni u uništavanje stranih stanica drugih organa ili patoloških vlastitih (na primjer, tumorskih) stanica i izlučuju litičke tvari. Ova reakcija je u osnovi odbacivanja stranih tkiva tijekom transplantacije ili kada je koža izložena kemijskim (senzibilizirajućim) tvarima koje uzrokuju preosjetljivost (tzv. odgođena preosjetljivost) i druge reakcije.

Na humoralni imunitet efektorske stanice su plazma stanice koje sintetiziraju i oslobađaju antitijela u krv.

Neki pojmovi iz praktične medicine:

· agamaglobulinemija(agamaglobulinemija; a- + gamaglobulini + grč. haima krv; sinonim: hipogamaglobulinemija, sindrom nedostatka antitijela) je opći naziv za skupinu bolesti karakteriziranih odsutnošću ili oštrim smanjenjem razine imunoglobulina u krvnom serumu;

· autoantigeni(auto-+ antigeni) - normalni tjelesni antigeni, kao i antigeni koji nastaju pod utjecajem različitih bioloških i fizičko-kemijskih čimbenika, u odnosu na koje se stvaraju autoantitijela;

· autoimuna reakcija-- imunološki odgovor organizma na autoantigene;

· alergija (alergija; grčki allos drugi, drugačiji + ergon djelovanje) - stanje promijenjene reaktivnosti tijela u obliku povećane osjetljivosti na opetovanu izloženost bilo kojim tvarima ili komponentama vlastitih tkiva; Alergija se temelji na imunološkom odgovoru koji uzrokuje oštećenje tkiva;

· aktivni imunitet imunitet koji proizlazi iz imunološkog odgovora tijela na uvođenje antigena;

· Glavne stanice koje provode imunološke reakcije su T- i B-limfociti (i njihovi derivati ​​- plazmociti), makrofagi, kao i niz stanica koje su u interakciji s njima (mastociti, eozinofili itd.).

Limfociti

· Populacija limfocita je funkcionalno heterogena. Postoje tri glavne vrste limfocita: T limfociti, B limfociti i tzv nula limfociti (0-stanice). Limfociti se razvijaju iz nediferenciranih limfoidnih prekursora koštane srži i nakon diferencijacije dobivaju funkcionalne i morfološke karakteristike (prisutnost markera, površinskih receptora), koje se otkrivaju imunološkim metodama. 0-limfociti (nula) su lišeni površinskih markera i smatraju se rezervnom populacijom nediferenciranih limfocita.

· T limfociti- najbrojnija populacija limfocita, koja čini 70-90% limfocita krvi. Diferenciraju se u timusnoj žlijezdi - timusu (otuda im i naziv), ulaze u krv i limfu i naseljavaju T-zone u perifernim organima imunološkog sustava - limfne čvorove (duboki dio korteksa), slezenu (periarterijske ovojnice limfnih nodule), u pojedinačnim i višestrukim folikulima raznih organa, u kojima pod utjecajem antigena nastaju T-imunociti (efektori) i memorijske T-stanice. T-limfocite karakterizira prisutnost posebnih receptora na plazmalemi koji su sposobni specifično prepoznati i vezati antigene. Ovi receptori su proizvodi gena imunološkog odgovora. Limfociti T osiguravaju stanični imunitet, sudjeluju u regulaciji humoralne imunosti, proizvode citokine pod utjecajem antigena.

· U populaciji T-limfocita razlikuje se nekoliko funkcionalnih skupina stanica: citotoksični limfociti (TC), odn. T stanice ubojice(Tk), T pomoćne stanice(Tx), T-supresori(Tch). Tcs sudjeluju u reakcijama stanične imunosti, osiguravajući uništavanje (lizu) stranih stanica i vlastitih promijenjenih stanica (na primjer, tumorskih stanica). Receptori im omogućuju prepoznavanje proteina virusa i tumorskih stanica na njihovoj površini. U ovom slučaju dolazi do aktivacije TC (ubojica) pod utjecajem antigeni histokompatibilnosti na površini stranih stanica.

· Osim toga, limfociti T sudjeluju u regulaciji humoralne imunosti uz pomoć Tx i Tc. Tx potiču diferencijaciju B limfocita, stvaranje plazma stanica iz njih i stvaranje imunoglobulina (Ig). Tx imaju površinske receptore koji se vežu za proteine ​​na plazmalemi B stanica i makrofaga, potičući Tx i makrofage na proliferaciju, proizvodnju interleukina (peptidnih hormona) i B stanica na proizvodnju protutijela.

· Dakle, glavna funkcija Tx je prepoznavanje stranih antigena (prezentiranih od strane makrofaga), izlučivanje interleukina, koji stimuliraju B limfocite i druge stanice da sudjeluju u imunološkim reakcijama.

· Smanjenje broja Tx u krvi dovodi do slabljenja obrambenih reakcija organizma (ove osobe su osjetljivije na infekcije). Zapažen je nagli pad broja Tx kod osoba zaraženih virusom AIDS-a.

· Ts su sposobni inhibirati aktivnost Tx, B-limfocita i plazma stanica. Sudjeluju u alergijskim reakcijama i reakcijama preosjetljivosti. Tc potiskuju diferencijaciju B limfocita.

· Jedna od glavnih funkcija T-limfocita je proizvodnja citokini, koji imaju stimulirajući ili inhibitorni učinak na stanice uključene u imunološki odgovor (kemotaktički čimbenici, inhibicijski čimbenik makrofaga - MIF, nespecifične citotoksične tvari itd.).

· Prirodne ubojice. Među limfocitima u krvi, osim gore opisanih TK koji imaju funkciju ubojica, postoje i tzv. prirodni ubojice (NK, N.K.), koji su također uključeni u stanični imunitet. Oni čine prvu liniju obrane od stranih stanica i djeluju odmah, brzo uništavajući stanice. NK u vlastitom tijelu uništavaju tumorske stanice i stanice zaražene virusom. TC čine drugu liniju obrane, budući da je za njihov razvoj iz neaktivnih T limfocita potrebno vrijeme, pa stupaju u akciju kasnije od NK. NK su veliki limfociti promjera 12-15 mikrona, imaju lobuliranu jezgru i azurofilne granule (lizosome) u citoplazmi.

· Razvoj T- i B-limfocita

· Predak svih stanica imunološkog sustava je hematopoetska matična stanica (HSC). HSC su lokalizirani u embrionalnom razdoblju u žumanjčanoj vrećici, jetri i slezeni. U kasnijem razdoblju embriogeneze pojavljuju se u koštanoj srži i nastavljaju proliferirati u postnatalnom životu. Iz BMSC-a u koštanoj srži nastaje limfopoezna progenitorna stanica (limfoidna multipotentna progenitorna stanica) koja stvara dvije vrste stanica: pre-T stanice (prekursorske T-stanice) i pre-B-stanice (prekursorske B-stanice).

Diferencijacija T limfocita

· Pre-T stanice migriraju iz koštane srži putem krvi do središnjeg organa imunološkog sustava – timusa. Već tijekom embrionalnog razvoja stvara se mikrookoliš u timusu koji je važan za diferencijaciju T limfocita. U formiranju mikrookoliša posebnu ulogu imaju retikuloepitelne stanice ove žlijezde, sposobne za proizvodnju niza biološki aktivnih tvari. Pre-T stanice migrirajući u timus stječu sposobnost reagiranja na podražaje mikrookoliša. Pre-T stanice u timusu proliferiraju i transformiraju se u T limfocite koji nose karakteristične membranske antigene (CD4+, CD8+). T-limfociti stvaraju i "isporučuju" u krvotok i zone ovisne o timusu perifernih limfoidnih organa 3 tipa limfocita: Tc, Tx i Tc. “Djevičanski” T-limfociti koji migriraju iz timusne žlijezde (djevičanski T-limfociti) su kratkog vijeka. Specifična interakcija s antigenom u perifernim limfoidnim organima služi kao početak procesa njihove proliferacije i diferencijacije u zrele i dugovječne stanice (T-efektorske i memorijske T-stanice), koje čine većinu recirkulacijskih T-limfocita.

· Ne migriraju sve stanice iz timusa. Neki T-limfociti umiru. Postoji mišljenje da je uzrok njihove smrti vezivanje antigena za antigen-specifični receptor. U timusu nema stranih antigena, pa ovaj mehanizam može poslužiti za uklanjanje T-limfocita koji mogu reagirati s vlastitim strukturama tijela, tj. obavljaju funkciju zaštite od autoimunih reakcija. Smrt nekih limfocita genetski je programirana (apoptoza).

· Antigeni diferencijacije T stanica. Tijekom procesa diferencijacije limfocita na njihovoj se površini pojavljuju specifične membranske molekule glikoproteina. Takve se molekule (antigeni) mogu otkriti pomoću specifičnih monoklonskih protutijela. Dobivena su monoklonska protutijela koja reagiraju samo s jednim antigenom stanične membrane. Pomoću skupa monoklonskih protutijela mogu se identificirati subpopulacije limfocita. Postoje setovi antitijela na antigene diferencijacije ljudskih limfocita. Protutijela tvore relativno malo skupina (ili "grozdova"), od kojih svaka prepoznaje jedan protein na površini stanice. Izrađena je nomenklatura diferencijacijskih antigena ljudskih leukocita detektiranih monoklonskim protutijelima. Ova CD nomenklatura ( CD - klaster diferencijacije- differentiation cluster) temelji se na skupinama monoklonskih protutijela koja reagiraju s istim diferencijacijskim antigenima.

· Dobivena su multiklonska protutijela na niz diferencijacijskih antigena ljudskih T-limfocita. Pri određivanju ukupne populacije T stanica mogu se koristiti monoklonska protutijela CD specifičnosti (CD2, CD3, CDS, CD6, CD7).

· Poznati su diferencijacijski antigeni T stanica, koji su karakteristični ili za određene faze ontogeneze, ili za subpopulacije koje se razlikuju po funkcionalnoj aktivnosti. Dakle, CD1 je marker rane faze sazrijevanja T-stanica u timusu. Tijekom procesa diferencijacije timocita, CD4 i CD8 markeri se istovremeno eksprimiraju na njihovoj površini. Međutim, nakon toga CD4 marker nestaje iz nekih stanica i ostaje samo na subpopulaciji koja je prestala eksprimirati CD8 antigen. Zrele CD4+ stanice su Tx. CD8 antigen se eksprimira na približno ⅓ perifernih T stanica koje sazrijevaju iz CD4+/CD8+ T limfocita. Podskup CD8+ T stanica uključuje citotoksične i supresorske T limfocite. Antitijela na glikoproteine ​​CD4 i CD8 naširoko se koriste za razlikovanje i razdvajanje T stanica na Tx i Tx.

· Osim diferencijacijskih antigena poznati su specifični markeri T-limfocita.

· T-stanični antigenski receptori su heterodimeri slični antitijelima koji se sastoje od polipeptidnih α- i β-lanaca. Svaki lanac je dugačak 280 aminokiselina, a veliki izvanstanični dio svakog lanca je savijen u dvije domene slične Ig: jednu varijabilnu (V) i jednu konstantnu (C). Heterodimer sličan antitijelu kodiran je genima koji se sastavljaju iz više genskih segmenata tijekom razvoja T stanica u timusu.

· Postoji antigen neovisna i antigen ovisna diferencijacija i specijalizacija B- i T-limfocita.

· Neovisan o antigenu proliferacija i diferencijacija genetski su programirani da proizvode stanice sposobne dati specifičan tip imunološkog odgovora pri susretu sa specifičnim antigenom zbog pojave posebnih "receptora" na plazmalemi limfocita. Nastaje u središnjim organima imunološkog sustava (timus, koštana srž ili Fabriciusova burza kod ptica) pod utjecajem specifičnih čimbenika koje proizvode stanice koje tvore mikrookruženje (retikularna stroma ili retikuloepitelne stanice u timusu).

· Ovisno o antigenu do proliferacije i diferencijacije T- i B-limfocita dolazi pri susretu s antigenima u perifernim limfoidnim organima te nastaju efektorske stanice i memorijske stanice (koje zadržavaju informaciju o aktivnom antigenu).

Nastali T-limfociti tvore bazen dugovječan, recirkulacijski limfociti i B limfociti - kratkotrajni Stanice.

66. Karakteristike B-limfocita.

B limfociti su glavne stanice uključene u humoralni imunitet. Kod ljudi nastaju iz HSC-a crvene koštane srži, zatim ulaze u krv i dalje naseljavaju B-zone perifernih limfoidnih organa – slezenu, limfne čvorove i limfne folikule mnogih unutarnjih organa. Njihova krv sadrži 10-30% ukupne populacije limfocita.

Limfocite B karakterizira prisutnost površinskih imunoglobulinskih receptora (SIg ili MIg) za antigene na plazmalemi. Svaka B stanica sadrži 50 000...150 000 antigen-specifičnih SIg molekula. U populaciji B limfocita postoje stanice s različitim SIgs: većina (⅔) sadrži IgM, manji broj (⅓) - IgG i oko 1-5% - IgA, IgD, IgE. Plazmalema B limfocita također sadrži receptore komplementa (C3) i Fc receptore.

Kada su izloženi antigenu, B limfociti u perifernim limfoidnim organima se aktiviraju, proliferiraju i diferenciraju u plazma stanice koje aktivno sintetiziraju antitijela različitih klasa koja ulaze u krv, limfu i tkivnu tekućinu.

Diferencijacija B stanica

Prekursori B stanica (pre-B stanice) dalje se razvijaju u ptica u Fabricijevoj burzi (bursa), odakle i dolazi naziv B limfociti, au čovjeka i sisavaca - u koštanoj srži.

Fabricijeva burza (bursa Fabricii) je središnji organ imunopoeze u ptica, gdje dolazi do razvoja B limfocita, smještenih u kloaki. Njegovu mikroskopsku strukturu karakterizira prisutnost brojnih nabora prekrivenih epitelom, u kojima se nalaze limfoidni noduli, omeđeni membranom. Noduli sadrže epitelne stanice i limfocite u različitim stupnjevima diferencijacije. Tijekom embriogeneze u središtu folikula nastaje medularna zona, a na periferiji (izvan membrane) kortikalna zona u koju vjerojatno migriraju limfociti iz medularne zone. Zbog činjenice da se u Fabriciusovoj burzi kod ptica stvaraju samo B-limfociti, ona je pogodan objekt za proučavanje strukture i imunoloških karakteristika ove vrste limfocita. Ultramikroskopsku strukturu B limfocita karakterizira prisutnost skupina ribosoma u obliku rozeta u citoplazmi. Ove stanice imaju veće jezgre i manje gusti kromatin od T limfocita zbog povećanog sadržaja eukromatina.

Limfociti B razlikuju se od ostalih vrsta stanica po svojoj sposobnosti sintetiziranja imunoglobulina. Zreli B limfociti eksprimiraju Ig na staničnoj membrani. Takvi membranski imunoglobulini (MIg) funkcioniraju kao antigen-specifični receptori.

Pre-B stanice sintetiziraju unutarstanični citoplazmatski IgM, ali nemaju površinske imunoglobulinske receptore. Virgin B limfociti koštane srži imaju IgM receptore na svojoj površini. Zreli B limfociti na svojoj površini nose imunoglobulinske receptore različitih klasa - IgM, IgG itd.

Diferencirani B-limfociti ulaze u periferne limfne organe, gdje pod utjecajem antigena dolazi do proliferacije i daljnje specijalizacije B-limfocita uz stvaranje plazmocita i memorijskih B-stanica (MB).

Tijekom svog razvoja mnoge B stanice prelaze s proizvodnje antitijela jedne klase na proizvodnju antitijela druge klase. Taj se proces naziva prebacivanje klasa. Sve B stanice započinju svoju aktivnost sinteze protutijela proizvodnjom molekula IgM, koje su ugrađene u plazma membranu i služe kao receptori za antigen. Zatim, čak i prije interakcije s antigenom, većina B stanica nastavlja s istovremenom sintezom IgM i IgD molekula. Kada se djevičanska B-stanica prebaci s proizvodnje samog IgM vezanog na membranu na istodobnu proizvodnju IgM i IgD vezanog na membranu, prijelaz se vjerojatno događa zbog promjene u obradi RNA.

Kada su stimulirane antigenom, neke od tih stanica se aktiviraju i počinju lučiti IgM protutijela, koja prevladavaju u primarnom humoralnom odgovoru.

Ostale stanice stimulirane antigenom prelaze na proizvodnju IgG, IgE ili IgA protutijela; Memorijske B stanice nose ova antitijela na svojoj površini, a aktivne B stanice ih luče. Molekule IgG, IgE i IgA zajednički se nazivaju protutijelima sekundarne klase jer se čini da nastaju tek nakon antigenske stimulacije i prevladavaju u sekundarnim humoralnim odgovorima.

Uz pomoć monoklonskih protutijela bilo je moguće identificirati određene diferencijacijske antigene, koji, čak i prije pojave citoplazmatskih µ-lanaca, omogućuju klasificiranje limfocita koji ih nosi kao B-staničnu liniju. Stoga je antigen CD19 najraniji marker koji omogućuje klasificiranje limfocita kao B-stanica. Prisutan je na pre-B stanicama u koštanoj srži i na svim perifernim B stanicama.

Antigen detektiran monoklonskim protutijelima skupine CD20 specifičan je za B limfocite i karakterizira kasnije faze diferencijacije.

Na histološkim rezovima antigen CD20 detektira se na B stanicama germinativnih centara limfoidnih čvorova i u korteksu limfnih čvorova. Limfociti B također nose niz drugih (npr. CD24, CD37) markera.

67. Makrofagi igraju važnu ulogu u prirodnom i stečenom imunitetu organizma. Sudjelovanje makrofaga u prirodnom imunitetu očituje se u njihovoj sposobnosti fagocitoze i u sintezi niza aktivnih tvari - probavnih enzima, komponenti sustava komplementa, fagocitina, lizozima, interferona, endogenog pirogena i dr., koji su glavni čimbenici prirodnog imuniteta. Njihova uloga u stečenoj imunosti je pasivni prijenos antigena u imunokompetentne stanice (T i B limfociti) i indukcija specifičnog odgovora na antigene. Makrofagi su također uključeni u osiguravanje imunološke homeostaze kontrolirajući proliferaciju stanica koje karakteriziraju brojne abnormalnosti (tumorske stanice).

Za optimalan razvoj imunoloških reakcija pod utjecajem većine antigena potrebno je sudjelovanje makrofaga kako u prvoj induktivnoj fazi imuniteta, kada stimuliraju limfocite, tako i u njegovoj završnoj fazi (produktivnoj), kada sudjeluju u proizvodnji antitijela i uništavanje antigena. Antigeni koje fagocitiraju makrofagi induciraju jači imunološki odgovor u usporedbi s onima koje oni ne fagocitiraju. Blokada makrofaga uvođenjem suspenzije inertnih čestica (na primjer, lešine) u tijelo životinje značajno slabi imunološki odgovor. Makrofagi su sposobni fagocitozirati i topljive (na primjer, proteine) i korpuskularne antigene. Korpuskularni antigeni uzrokuju jači imunološki odgovor.

Neki tipovi antigena, na primjer pneumokoki, koji na površini sadrže ugljikohidratnu komponentu, mogu se fagocitirati samo nakon preliminarne opsonizacija. Fagocitoza je znatno olakšana ako su antigene determinante stranih stanica opsonizirane, t.j. povezan s protutijelom ili kompleksom protutijela i komplementa. Proces opsonizacije osigurava prisutnost receptora na membrani makrofaga koji vežu dio molekule protutijela (Fc fragment) ili dio komplementa (C3). Samo se protutijela klase IgG mogu izravno vezati na membranu makrofaga kod ljudi kada su u kombinaciji s odgovarajućim antigenom. IgM se može vezati za membranu makrofaga u prisutnosti komplementa. Makrofagi mogu "prepoznati" topljive antigene, poput hemoglobina.

Postoje dvije faze u mehanizmu prepoznavanja antigena koje su međusobno blisko povezane. Prva faza uključuje fagocitozu i probavu antigena. U drugom stadiju polipeptidi, topljivi antigeni (serumski albumini) i korpuskularni bakterijski antigeni nakupljaju se u fagolizosomima makrofaga. U istim fagolizosomima može se naći nekoliko unesenih antigena. Proučavanje imunogenosti različitih subcelularnih frakcija pokazalo je da je najaktivnije stvaranje antitijela uzrokovano unošenjem lizosoma u tijelo. Antigen se također nalazi u staničnim membranama. Većina prerađenog antigenskog materijala koji oslobađaju makrofagi ima stimulirajući učinak na proliferaciju i diferencijaciju klonova T- i B-limfocita. Mala količina antigenskog materijala može dugo trajati u makrofagima u obliku kemijskih spojeva koji se sastoje od najmanje 5 peptida (moguće u vezi s RNA).

U B-zonama limfnih čvorova i slezene nalaze se specijalizirani makrofagi (dendritičke stanice), na površini njihovih brojnih procesa pohranjeni su mnogi antigeni koji ulaze u tijelo i prenose se na odgovarajuće klonove B-limfocita. U T-zonama limfnih folikula nalaze se interdigitirajuće stanice koje utječu na diferencijaciju klonova T-limfocita.

Dakle, makrofagi izravno aktivno sudjeluju u kooperativnoj interakciji stanica (T- i B-limfocita) u imunološkim reakcijama tijela.

GENETIKA GLAVNOG HISTOSKOMPATIBILNOG KOMPLEKSA

MHC (Major Histocompatibility Complex) - glavni histokompatibilni kompleks - sustav gena koji kodiraju antigene koji određuju funkcioniranje imunološkog sustava

HLA (Human Leucocyte Antigen) - humani glavni histokompatibilni kompleks

Povijest otkrića

Otvaranje MNS-a.

Nobelova nagrada 1980

Jean Dosset

Otkriven prvi ljudski antigen histokompatibilnosti (HLA)

George Snell

Otkriveni antigeni histokompatibilnosti kod miševa (H-2 kompleks)

Baruch Benacerraf

Otkriveni geni imunološkog odgovora (Ir geni)

Funkcije Ministarstva poreza

• · Prepoznavanje “prijatelja ili neprijatelja” - reakcija odbacivanja presatka, GVHD (reakcija presatka protiv domaćina)
• · Regulacija interakcija među stanicama imunološkog sustava - ograničenje sudjelovanja limfocita u imunološkom odgovoru, kroz prezentaciju antigena
• · Regulacija jačine imunološkog odgovora na antigen - geni imunološkog odgovora (Ir) - s engleskog imunološki odgovor

KARAKTERISTIKE MNS

MHC kompleksni geni (za razliku od TCR i Ig gena) ne podliježu rekombinaciji.

Mehanizam njihove prilagodbe varijabilnosti (neograničen skup potencijalnih Ag) leži u njihovom genetskom polimorfizmu, poligenosti i kodominantnom načinu nasljeđivanja.

POLIMORFIZAM

Postojanje velikog broja različitih specifičnosti HLA gena unutar svakog lokusa. Geni se međusobno razlikuju po nukleotidnim sekvencama uključenim u varijabilnu regiju DNA

POLIGENIČNOST

Prisutnost nekoliko nealelnih blisko povezanih gena, čiji su proteinski produkti strukturno slični i obavljaju identične funkcije

POLIGENECIJA i POLIMORFIZAM

HLA sustav, uključuje gene

1. razred: A, B, C; 2 razreda: DR, DP, DG

GENETSKA MAPA MNS

Broj kromosoma čovjeka - 6p 21.1-21.3

MHC geni su podijeljeni u tri skupine.

Svaka skupina uključuje gene koji kontroliraju sintezu polipeptida jedne od tri MHC klase

MHC-I klasa

Geni skupina HLA-A, HLA-B i HLA-C kodiraju molekule MHC klase I.

MHC-II klasa

Geni skupina HLA-DP, HLA-DQ i HLA-DR kodiraju molekule MHC klase II. histokompatibilnost genetski polimorfizam viral

• · MHC-III označava područje između MHC-I i MHC-II, gene koji kodiraju neke komponente sustava komplementa (C4a i C4b, C2, faktor B), citokine (TNF-b i limfotoksin), 21-hidroksilazu (enzim) ovdje su mapirani, uključeni u biosintezu steroidnih hormona), itd.
• · Neklasični geni ne pripadaju niti jednoj MHC klasi. 6 takvih gena opisano je u regiji gdje se nalaze geni MHC-I (E, F, G, H, J, X), a 6 u regiji MHC-II (DM, DO, CLIP, TAP, LMP, LNA)

NASLJEDSTVO MNF

MHC geni su kodominantni, tj. geni na kromosomu majke i oca eksprimiraju se istovremeno. Postoje 3 gena MHC-I (A, B, C) u svakom od homolognih kromosoma, postoje i 3 gena MHC-II (DP, DQ, DR); stoga, ako majka i otac nemaju iste alele, tada svaka jedinka ima najmanje 12 različitih glavnih alela za svaki MHC gen klase I i II zajedno.

Kodominacija

Poznato je oko 2000 alelnih gena.

HLA aleli klase I - više od 900

HLA aleli klase II - više od 600

MHC genski proizvodi igraju središnju ulogu u prepoznavanju "sebe ili neprijatelja" u imunološkom odgovoru

STRUKTURA

klasični MNS

klasa I

Razred II

LOCI LOCUS

A, B, C DP, DQ, DR

MNS I klase

Molekula klase I sastoji se od 2 lanca. Teški b-lanac i laki b2-mikroglobulin

b-lanac uključuje tri fragmenta: izvanstanični, transmembranski i citoplazmatski.

Izvanstanični sadrži 3 domene - b1, b2 i b3. Vezanje antigenskog peptida događa se u pukotini koju tvore b1 i b2 domene.

Egzonska organizacija gena koji kodiraju b-lanac molekula klase I

• Ekson 1, koji kodira signalni peptid,
• 4 egzona koji kodiraju 3 vanjske i transmembranske domene,
• 2 egzona koji kodiraju malu citoplazmatsku domenu

Ekspresija i funkcije MHC klase 1

Ekspresijski antigeni prisutni su na svim stanicama, tkivima i organima, pa su glavni transplantacijski antigeni.

• · Reakcija odbacivanja transplantata;
• · Ograničenje aktivnosti citotoksičnih reakcija T-ubojica.

AG prezentacija

MHC-I “služi” zonu citosola, koja kroz jezgrene pore komunicira sa sadržajem jezgre. Ovdje dolazi do savijanja sintetiziranih proteinskih molekula.

Kada se pojave pogreške (uključujući i tijekom sinteze virusnih proteina), proteinski proizvodi se razgrađuju u multiproteaznim kompleksima (proteasomima). Rezultirajući peptidi vežu se na molekule MHC-I, koje T limfocitima prezentiraju intracelularno formirane peptide Ags. Stoga su CD8+ T limfociti, koji prepoznaju komplekse Ag s MHC-I, prvenstveno uključeni u zaštitu od virusnih, kao i unutarstaničnih bakterijskih infekcija.

Faze pripreme virusnih proteina za interakciju s molekulama klase I glavnog histokompatibilnog kompleksa

Stadij I - uništavanje virusnih proteina koji se nalaze u citosolu uz pomoć kompleksa proteaze - proteasoma.

Faza II - transport nastalih peptida u unutarnji prostor endoplazmatskog retikuluma uz pomoć TAP-1 i TAP-2, tvoreći heterodimer na endoplazmatskoj membrani.

Faza III - susret transportiranih peptida s molekulama MHC klase I. Interakcija peptida s molekulom klase I dovodi do odvajanja kalneksina. Rezultirajući kompleks peptida: molekula klase I spremna je za daljnji transport do plazma membrane.

Stadij IV - kompleks se transportira kroz Golgijev aparat do površine stanice, virusni peptid u kompleksu s molekulom MHC klase I postaje dostupan (imunogen) za njegovo prepoznavanje pomoću TCR-a.

MHC klasa II

Molekula klase II je heterodimer od dva nekovalentno povezana lanca b i c, od kojih svaki uključuje dvije domene: b1, b2 i b1, c2 (respektivno). Regiju koja veže antigen čine b1 i b1 domene.

Egzonska organizacija gena koji kodiraju b i c lance molekula klase II

• Exon 1 kodira vodeću sekvencu.
• Eksoni 2 i 3 su prva (b-1 ili c-1) odnosno druga (b-2 ili c-2) vanjska domena.
• Ekson 4 kodira transmembransku regiju i dio citoplazmatskog fragmenta.
• Egzoni 5 i 6 - citoplazmatski “rep”

Ekspresija i funkcije MHC klase II

Ekspresija antigena prisutna je na makrofagima, B limfocitima i aktiviranim T limfocitima.

Bolest presatka protiv domaćina

Ograničenje interakcija:

• T-h1
• T-h2

MHC-II. Zona “održavanja” povezana je s izvanstaničnim okolišem i staničnim organelama (Golgijev aparat, EPS, lizosomi, endosomi i fagosomi).

Peptidi koji nastaju u ovoj zoni su izvanstaničnog podrijetla – oni su produkti proteolize proteina koje je stanica uhvatila endocitozom ili fagocitozom. Molekule MHC-II, uz pomoć kalneksina, eksponiraju se unutar vezikula (endosoma ili fagolizosoma) i tek tu, u kontaktu s peptidom Ag, poprimaju potrebnu konformaciju za daljnju ekspresiju na staničnoj membrani.

Dakle, molekule MHC-II predstavljaju Ag tijekom razvoja imunoloških odgovora na izvanstanične infekcije. Glavnu ulogu u tim reakcijama imaju CD4+ T-limfociti koji prepoznaju Ag u kombinaciji s MHC-II. Faze pripreme virusnih proteina za interakciju s molekulama klase II glavnog histokompatibilnog kompleksa.

Stadij I - apsorpcija bakterija ili njihovih toksina od strane fagocitne stanice sposobne za prezentaciju antigena i razgradnju uhvaćenog materijala u pojedinačne peptide u fagolizosomima.

Stadij II - u unutarnjem prostoru ER-a okupljaju se molekule klase II, koje se prije susreta s peptidom kompleksiraju s nepromjenjivim lancem (Ii). Ovaj protein štiti molekulu klase II od slučajnog susreta s bakterijskim peptidima u endoplazmatskom retikulumu. Kompleks molekule klase II s Ii napušta endoplazmatski retikulum kao dio vakuole.

Stadij III - vakuola koja sadrži kompleks molekule klase II s klasom Ii spaja se s fagolizosomom. Proteaze uništavaju protein Ii i uklanjaju zabranu interakcije MHC II s bakterijskim peptidima. Kompleks peptid + MHC II unutar sekretorne vakuole prelazi na membranu. Rezultat je ekspresija AG peptida u kompleksu s MHC klase II na površini stanice.

To osigurava dostupnost Ag peptida TCR T stanicama.

USPOREDBA MHC klase I i II

Struktura molekula HLA klase II u osnovi je slična strukturi molekula klase I, unatoč razlici u sastavu podjedinica koje ih tvore.

TM - transmembranska domena, CIT - citoplazmatska domena, EC - ekstracelularna domena

Ekspresija na staničnoj membrani