Układ odpornościowy. Indukowalne czynniki obrony organizmu (układ odpornościowy). Główny kompleks zgodności tkankowej (MHC pierwszej i drugiej klasy). Geny MHC I i MHC II.
Układ odpornościowy- zespół narządów, tkanek i komórek zapewniających strukturalną i genetyczną stałość komórek organizmu; tworzy drugą linię obrony organizmu. Funkcje pierwszej bariery na drodze obcych czynników pełni skóra i błony śluzowe, kwasy tłuszczowe (wchodzące w skład wydzieliny gruczołów łojowych skóry) oraz wysoka kwasowość soku żołądkowego, prawidłowa mikroflora organizmu. organizmu, a także komórki pełniące funkcje nieswoistej ochrony przed czynnikami zakaźnymi.
Układ odpornościowy jest w stanie rozpoznać miliony różnych substancji, ujawniając subtelne różnice nawet pomiędzy cząsteczkami o podobnej budowie. Optymalne funkcjonowanie ustroju zapewniają subtelne mechanizmy interakcji komórek limfoidalnych z makrofagami, realizowane poprzez bezpośredni kontakt i przy udziale rozpuszczalnych mediatorów (mediatorów układu odpornościowego). System ma pamięć immunologiczna, przechowując informacje o poprzednich ekspozycjach na antygeny. Zasady zachowania stałości strukturalnej organizmu („czystości antygenowej”) opierają się na rozpoznaniu „przyjaciela lub wroga”.
Aby to zrobić, na powierzchni komórek organizmu znajdują się receptory glikoproteinowe (Ag), które tworzą główny kompleks zgodności tkankowej - WPC[z angielskiego. główny kompleks zgodności tkankowej] Jeśli struktura tych antygenów zostanie naruszona, czyli nastąpi zmiana w „własnym”, układ odpornościowy uzna je za „obce”.
Widmo cząsteczek MHC jest unikalny dla każdego organizmu i stanowi o jego odrębności biologicznej; pozwala to rozróżnić „własne” ( tkankowo zgodny) z „obcego” (niekompatybilnego). Przydziel geny i Ag dwóch głównych klas WPC.
Główny kompleks zgodności tkankowej (MHC pierwszej i drugiej klasy). Geny MHC I i MHC II.
Cząsteczki I i II klasy kontrolować odpowiedź immunologiczną. Są one współrozpoznawane przez docelowe komórki CD-Ar różnicujące się powierzchniowo i biorą udział w reakcjach cytotoksyczności komórkowej, w których pośredniczą cytotoksyczne limfocyty T (CTL).
Geny MHC klasy I określić Ag tkanki; Klasa Ag MHC I obecne na powierzchni wszystkich komórek jądrzastych.
Geny MHC klasy II odpowiedź kontrolna na Ag zależne od grasicy; Antygeny klasy II ulegają ekspresji głównie na błonach komórek immunokompetentnych, w tym makrofagów, monocytów, limfocytów B i aktywowanych komórek T.
Na błonach cytoplazmatycznych prawie wszystkich komórek makroorganizmu antygeny zgodności tkankowej. Większość z nich należy do systemugłówny komkompleks zgodności tkankowej, Lub WPC(w skrócie z angielskiego. Główny Hystokompatybilność Złożony).
Antygeny zgodności tkankowej odgrywają kluczową rolę w realizacji specyficznych rozpoznanie „przyjaciela lub wroga” I wywołanie nabytej odpowiedzi immunologicznej. Określają zgodność narządów i tkanek podczas przeszczepiania w obrębie tego samego gatunku, ograniczenie genetyczne (ograniczenie) odpowiedzi immunologicznej i inne skutki.
Wielkie zasługi w badaniu MNS, jako zjawiska świata biologicznego, mają J. Dosse, P. Doherty, P. Gorer, G. Snell, R. Zinkernagel, R. V. Petrov, którzy zostali założycielami immunogenetyka.
MHC odkryto po raz pierwszy w latach 60. XX wieku. w doświadczeniach na genetycznie czystych (wsobnych) liniach myszy w próbie międzyliniowego przeszczepu tkanek nowotworowych (P. Gorer, G. Snell). U myszy kompleks ten nazwano H-2 i zmapowano go na 17. chromosomie.
U ludzi MHC opisano nieco później w pracach J. Dosse’a. Został oznaczony jako HLA (w skrócie z angielskiego.człowiek Leukocyt Antygen ), ponieważ jest związany z leukocytami.
BiosyntezaHLAzdeterminowane genami, zlokalizowane jednocześnie w kilku loci krótkiego ramienia 6. chromosomu.
MHC ma złożoną strukturę i wysoki polimorfizm. Z chemicznego punktu widzenia antygeny zgodności tkankowej są glikoproteiny, ściśle związane z cytoplazmąbłona komórkowa. Ich poszczególne fragmenty są homologia strukturalna z cząsteczkami immunoglobulin i dlatego należą do tego samego nadrodzina.
Wyróżnić dwie główne klasy cząsteczek MHC.
Konwencjonalnie przyjmuje się, że MHC klasy I indukuje głównie komórkową odpowiedź immunologiczną.
MHC klasa II - humoralna.
Główne klasy łączą wiele antygenów o podobnej strukturze, które są kodowane przez wiele genów allelicznych. Jednocześnie na komórkach osobnika można wyrazić nie więcej niż dwie odmiany produktów każdego genu MHC, co jest ważne dla utrzymania heterogeniczności populacji i przeżycia zarówno osobnika, jak i całej populacji jako całości.
WPCIklasa składa się z dwóch niekowalencyjnie połączonych łańcuchów polipeptydowych o różnych masach cząsteczkowych: ciężkiego łańcucha alfa i lekkiego łańcucha beta. Łańcuch alfa ma region zewnątrzkomórkowy o strukturze domenowej (domeny al, a2 i a3), transbłonowy i cytoplazmatyczny. Łańcuch beta to mikroglobulina beta-2, która „przykleja się” do domeny a3 po ekspresji łańcucha alfa na błonie cytoplazmatycznej komórki.
Łańcuch alfa ma wysoką zdolność sorpcyjną dla peptydów. O tej właściwości decydują domeny al i a2, które tworzą tzw. „lukę Bjorkmana” – region hiperzmienny odpowiedzialny za sorpcję i prezentację cząsteczek antygenu. „Bjorkman gap” MHC klasy I zawiera nanopeptyd, który w tej postaci jest łatwo wykrywany przez specyficzne przeciwciała.
Postępuje proces tworzenia kompleksu MHC klasy I-antygen wewnątrzkomórkowe w sposób ciągły.
W jego składzie znajdują się każdyendogennie syntetyzowane peptydy, w tym wirusy. Kompleks początkowo składa się w siateczce śródplazmatycznej, gdzie za pomocą specjalnego białka proteasom, transport peptydów z cytoplazmy. Peptyd zawarty w kompleksie nadaje stabilność strukturalną MHC klasy I. W przypadku jego braku funkcję stabilizatora pełni opiekun(kalneksyna).
Klasa MHC I charakteryzuje się wysokim tempem biosyntezy – proces kończy się w ciągu 6 godzin.
Ten kompleks wyrażone prawie na powierzchni wszystkie komórki, z wyjątkiem erytrocytów komórki niejądrowe są nieobecnetelewizor biosynteza) i kosmków trofoblastów („zapobieganie” odrzuceniu płodu). Gęstość MHC klasy I sięga 7000 cząsteczek na komórkę i zajmują one około 1% jej powierzchni. Ekspresja cząsteczek ulega znacznemu wzmocnieniu pod wpływem cytokin, takich jak γ-interferon.
Obecnie u człowieka wyróżnia się ponad 200 różnych wariantów klasy HLAI. Są kodowane przez geny mapowane do trzech głównych subloci 6. chromosomu i są dziedziczone i wyrażane niezależnie: HLA-A, HLA-B i HLA-C. Locus A łączy ponad 60 wariantów, B – 130, a C – około 40.
Typowanie osobnika pod kątem I klasy HLA przeprowadza się na limfocytach metodami serologicznymi – w reakcji mikrolimfocytolizy z określonymi surowicami. Do diagnostyki wykorzystuje się swoiste przeciwciała poliklonalne, które stwierdza się w surowicy krwi wieloródek, pacjentek poddanych masowej transfuzji krwi oraz monoklonalne.
Biorąc pod uwagę niezależne dziedziczenie genów subloci, w populacji powstaje nieskończona liczba niepowtarzalnych kombinacji klasy HLAI. Dlatego każda osoba jest ściśle wyjątkowa pod względem zestawu antygenów zgodności tkankowej, z wyjątkiem bliźniąt jednojajowych, które są absolutnie podobne pod względem zestawu genów.
Podstawowi biolodzyrolę akademicką HLAIklasa to one definiują indywiduum biologiczneness („paszport biologiczny”) i są markery „własne” dla komórek immunokompetentnych. Zakażenie komórki wirusem lub mutacją zmienia jej strukturęHAIklasa. Zawierającyobce lub zmodyfikowane peptydy cząsteczka MHCIklasa ma nietypowy charakterstrukturze tego organizmu i jest sygnałem aktywacji zabijaczy T (CO8 + -lim-focyty). Komórki różniące się m.inIklasazniszczony jako obcy.
MHC 1 -w celu ułatwienia rozpoznania zakażenia wewnątrzkomórkowego.
W strukturze i funkcjonowaniu WHCII class ma wiele zasadniczych różnic.
Po pierwsze, mają bardziej złożoną strukturę. Kompleks tworzą dwa niekowalencyjnie połączone łańcuchy polipeptydowe (łańcuch alfa i łańcuch beta) posiadające podobną strukturę domeny. Łańcuch alfa ma jeden region kulisty, a łańcuch beta ma dwa. Obydwa łańcuchy jako peptydy transbłonowe składają się z trzech odcinków - zewnątrzkomórkowego, transbłonowego i cytoplazmatycznego.
Po drugie, „lukę Bjorkmana” w klasie MHC II tworzą jednocześnie oba łańcuchy. Zawiera większy oligopeptyd (12-25 reszt aminokwasowych), ten ostatni jest całkowicie „ukryty” wewnątrz tej luki i w tym stanie nie jest wykrywany przez specyficzne przeciwciała.
Po trzecie, klasa MHC II obejmuje peptyd wychwytywany ze środowiska zewnątrzkomórkowegoprzez endocytozę, nie syntetyzowany przez samą komórkę.
Czwarty, WPCIIklasa ekspresowana powierzchni ograniczonej liczbykomórki: dendrytyczne, limfocyty B, komórki pomocnicze T, aktywowane makrofagi, komórki tuczne, nabłonkowe i śródbłonkowe. Wykrycie MHC klasy II na komórkach atypowych jest obecnie uważane za immunopatologię.
Biosynteza MHC klasy II zachodzi w retikulum endoplazmatycznym, powstały kompleks dimeryczny jest następnie włączany do błony cytoplazmatycznej. Zanim peptyd zostanie w nim zawarty, kompleks jest stabilizowany przez chaperon (kalneksynę). MHC klasy II ulega ekspresji na błonie komórkowej w ciągu godziny po endocytozie antygenu. Ekspresję kompleksu można zwiększyć za pomocą interferonu γ i zmniejszyć za pomocą prostaglandyny Eg
Według dostępnych danych organizm ludzki charakteryzuje się wyjątkowo wysokim polimorfizmem HLA klasy II, który w dużej mierze jest zdeterminowany cechami strukturalnymi łańcucha beta. W skład kompleksu wchodzą produkty trzech głównych loci: HLA DR, DQ i DP. Jednocześnie locus DR łączy około 300 form allelicznych, DQ - około 400 i DP - około 500.
Obecność i rodzaj antygenów zgodności tkankowej klasy II określa się w reakcjach odporności serologicznej (test mikrolimfocytotoksyczności) i komórkowej (mieszana kultura limfocytów, MCL). Typowanie serologiczne MHC klasy II przeprowadza się na limfocytach B przy użyciu swoistych przeciwciał występujących w surowicy krwi wieloródek, pacjentek poddanych masowej transfuzji krwi, a także syntetyzowanych metodą inżynierii genetycznej. Badanie w SCL ujawnia drobne składniki MHC klasy II, które nie są wykrywalne serologicznie. Ostatnio coraz częściej stosuje się metodę PCR.
Biologiczna rola MHCII klasa jest niezwykle duża. W rzeczywistości kompleks ten jest zaangażowany w nabytą przez niego indukcjębłotnista odpowiedź. Fragmenty cząsteczki antygenu ulegają ekspresji na błonie cytoplazmatycznej specjalnej grupy komórek, która nazywa się komórki prezentujące antygen (APC). Jest to jeszcze węższy krąg wśród komórek zdolnych do syntezy MHC klasy II. Za najbardziej aktywną komórkę APC uważa się komórkę dendrytyczną, a następnie limfocyt B i makrofag.
Antygeny zgodności tkankowej to glikoproteiny znajdujące się na powierzchni wszystkich komórek. Początkowo zidentyfikowany jako główny antygen docelowy w reakcjach przeszczepu. Przeszczep tkanki od dorosłego dawcy tego samego gatunku (allotransplantacja) lub innego gatunku (ksenotransplantacja) zwykle kończy się jej odrzuceniem. Doświadczenia z przeszczepianiem skóry pomiędzy różnymi liniami myszy wykazały, że odrzucenie przeszczepu wynika z odpowiedzi immunologicznej na obce antygeny znajdujące się na powierzchni komórek. Później wykazano, że w reakcjach tych biorą udział limfocyty T. Reakcje są skierowane przeciwko genetycznie „obcym” wariantom glikoprotein powierzchniowych komórki, zwanych cząsteczkami zgodności tkankowej (tj. zgodności tkankowej).
Główne cząsteczki zgodności tkankowej to rodzina glikoprotein kodowanych przez geny tworzące główny kompleks zgodności tkankowej (WPC - główny kompleks zgodności tkankowej). W obrębie MHC zlokalizowane są geny kontrolujące główne antygeny przeszczepiające oraz geny determinujące intensywność odpowiedzi immunologicznej na dany antygen, tzw. Ir geny (odpowiedź immunologiczna). Cząsteczki MHC są obecne na powierzchni komórek wszystkich wyższych kręgowców. Po raz pierwszy znaleziono je u myszy i nazwano je antygenami H2 ( zgodność tkankowa-2). U ludzi są to tzw HLA(leukocyt, związane z ludzkimi leukocytami), ponieważ pierwotnie znajdowano je na leukocytach.
Istnieją dwie główne klasy cząsteczek MHC, z których każda jest zestawem glikoprotein powierzchniowych komórki. Cząsteczki MHC klasy I ulega ekspresji na prawie wszystkich komórkach i cząsteczkach klasa II- na komórkach biorących udział w odpowiedziach immunologicznych (limfocyty, makrofagi). Cząsteczki klasy I są rozpoznawane przez cytotoksyczne komórki T (zabójcy), które muszą oddziaływać z każdą komórką organizmu zakażoną wirusem, natomiast cząsteczki klasy II są rozpoznawane przez komórki pomocnicze T (Tx), które oddziałują głównie z innymi komórkami zaangażowane w odpowiedzi immunologiczne, takie jak limfocyty B i makrofagi (komórki prezentujące antygen).
Według Teoria selekcji klonalnej odporności w organizmie znajdują się liczne grupy (klony) limfocytów zaprogramowanych genetycznie do reagowania na jeden lub więcej antygenów. Dlatego każdy specyficzny antygen ma działanie selektywne, stymulując tylko te limfocyty, które mają powinowactwo do jego determinantów powierzchniowych.
Przy pierwszym spotkaniu z antygenem (tzw. odpowiedź pierwotna) limfocyty ulegają pobudzeniu i ulegają przemianie w formy blastyczne zdolne do proliferacji i różnicowania w immunocyty. W wyniku proliferacji wzrasta liczba limfocytów odpowiedniego klonu, które „rozpoznały” antygen. W wyniku różnicowania powstają dwa typy komórek - efektor i komórki pamięć. Komórki efektorowe biorą bezpośredni udział w eliminacji lub neutralizacji ciał obcych. Komórki efektorowe obejmują aktywowane limfocyty i komórki plazmatyczne. Komórki pamięci to limfocyty, które powracają do stanu nieaktywnego, ale niosą informację (pamięć) o spotkaniu z określonym antygenem. Dzięki wielokrotnemu wprowadzeniu tego antygenu są w stanie zapewnić szybką odpowiedź immunologiczną o większym natężeniu (tzw. odpowiedź wtórna) z powodu zwiększonej proliferacji limfocytów i tworzenia immunocytów.
W zależności od mechanizmu niszczenia antygenu wyróżnia się odporność komórkową i humoralną.
Na odporność komórkowa komórkami efektorowymi są cytotoksyczne limfocyty T lub limfocyty zabójcze (zabójcze). Biorą bezpośredni udział w niszczeniu obcych komórek innych narządów lub patologicznych własnych (na przykład nowotworowych) komórek i wydzielają substancje lityczne. Taka reakcja leży u podstaw odrzucenia obcych tkanek w warunkach przeszczepu lub pod działaniem na skórę substancji chemicznych (uczulających), które powodują nadwrażliwość (tzw. Nadwrażliwość typu opóźnionego) i inne reakcje.
Na Odporność humoralna komórki efektorowe to komórki plazmatyczne, które syntetyzują i wydzielają przeciwciała do krwi.
Niektóre terminy z medycyny praktycznej:
· agammaglobulinemia(agammaglobulinemia; a- + gamma globuliny + gr. haima krew; synonim: hipogammaglobulinemia, zespół niedoboru przeciwciał) - ogólna nazwa grupy chorób charakteryzujących się brakiem lub gwałtownym spadkiem poziomu immunoglobulin w surowicy krwi;
· autoantygeny(auto- + antygeny) - normalne antygeny własne organizmu, a także antygeny powstałe pod wpływem różnych czynników biologicznych i fizykochemicznych, w stosunku do których powstają autoprzeciwciała;
· reakcja autoimmunologiczna- odpowiedź immunologiczna organizmu na autoantygeny;
· alergia (alergie; grecki allos inny, inny + Erg działanie) – stan zmienionej reaktywności organizmu w postaci wzrostu jego wrażliwości na wielokrotne narażenie na jakiekolwiek substancje lub składniki własnych tkanek; Alergia opiera się na odpowiedzi immunologicznej, która pojawia się w wyniku uszkodzenia tkanki;
· odporność czynna odporność wynikająca z odpowiedzi immunologicznej organizmu na wprowadzenie antygenu;
Głównymi komórkami przeprowadzającymi reakcje immunologiczne są limfocyty T i B (oraz pochodne tych ostatnich - komórki plazmatyczne), makrofagi, a także szereg komórek z nimi oddziałujących (komórki tuczne, eozynofile itp.).
· Limfocyty
Populacja limfocytów jest funkcjonalnie niejednorodna. Istnieją trzy główne typy limfocytów: Limfocyty T, Limfocyty B i tzw zero limfocyty (komórki 0). Limfocyty rozwijają się z niezróżnicowanych limfoidalnych progenitorów szpiku kostnego i po różnicowaniu uzyskują cechy funkcjonalne i morfologiczne (obecność markerów, receptorów powierzchniowych) wykrywane metodami immunologicznymi. Limfocyty 0 (null) są pozbawione markerów powierzchniowych i są uważane za populację rezerwową niezróżnicowanych limfocytów.
· Limfocyty T- najliczniejsza populacja limfocytów, stanowiąca 70-90% limfocytów krwi. Różnicują się w grasicy – grasicy (stąd ich nazwa), przedostają się do krwi i limfy oraz zasiedlają strefy T w narządach obwodowych układu odpornościowego – węzły chłonne (głęboka część substancji korowej), śledziona (okołotętnicze osłonki limfatyczne guzki), w pojedynczych i mnogich pęcherzykach różnych narządów, w których pod wpływem antygenów powstają immunocyty T (efektorowe) i komórki pamięci T. Limfocyty T charakteryzują się obecnością na plazmalemie specjalnych receptorów, które mogą specyficznie rozpoznawać i wiązać antygeny. Receptory te są produktami genów odpowiedzi immunologicznej. Limfocyty T zapewniają komórkowy odporność, uczestniczą w regulacji odporności humoralnej, przeprowadzają produkcję cytokin pod wpływem antygenów.
W populacji limfocytów T wyróżnia się kilka grup funkcjonalnych komórek: limfocyty cytotoksyczne (TC), czyli T-zabójcy(TK), Pomocnicy T(TX), Tłumiki T(T). TK biorą udział w reakcjach odporności komórkowej, zapewniając zniszczenie (lizę) obcych komórek i własnych zmienionych komórek (na przykład komórek nowotworowych). Receptory pozwalają im rozpoznawać na swojej powierzchni białka wirusów i komórek nowotworowych. Jednocześnie pod wpływem następuje aktywacja Tc (zabójców). antygeny zgodności tkankowej na powierzchni obcych komórek.
Ponadto limfocyty T biorą udział w regulacji odporności humoralnej za pomocą Tx i Tc. Tx stymulują różnicowanie limfocytów B, tworzenie z nich komórek plazmatycznych i wytwarzanie immunoglobulin (Ig). Tx mają receptory powierzchniowe, które wiążą się z białkami w plazmolemie komórek B i makrofagów, stymulując Tx i makrofagi do proliferacji, wytwarzania interleukin (hormonów peptydowych) i komórek B do wytwarzania przeciwciał.
Zatem główną funkcją Tx jest rozpoznawanie obcych antygenów (prezentowanych przez makrofagi), wydzielanie interleukin, które stymulują limfocyty B i inne komórki do udziału w odpowiedziach immunologicznych.
· Spadek liczby Tx we krwi prowadzi do osłabienia reakcji obronnych organizmu (osoby te są bardziej podatne na infekcje). Zaobserwowano gwałtowny spadek liczby Tx u osób zakażonych wirusem AIDS.
· Tc są w stanie hamować aktywność limfocytów Tx, B i komórek plazmatycznych. Biorą udział w reakcjach alergicznych, reakcjach nadwrażliwości. Tc hamują różnicowanie limfocytów B.
Jedną z głównych funkcji limfocytów T jest ich produkcja cytokiny, które działają stymulująco lub hamująco na komórki biorące udział w odpowiedzi immunologicznej (czynniki chemotaktyczne, czynnik hamujący makrofagi - MIF, nieswoiste substancje cytotoksyczne itp.).
· naturalni zabójcy. Wśród limfocytów we krwi, oprócz opisanych powyżej Tc, które pełnią funkcję zabójców, występują tzw. naturalne zabójcy (Hk, NK), które biorą również udział w odporności komórkowej. Stanowią pierwszą linię obrony przed obcymi komórkami, działają natychmiastowo, szybko niszcząc komórki. NK we własnym organizmie niszczą komórki nowotworowe i komórki zakażone wirusem. Tc stanowią drugą linię obrony, ponieważ ich rozwój z nieaktywnych limfocytów T wymaga czasu, dlatego zaczynają działać później niż Hc. NK to duże limfocyty o średnicy 12-15 mikronów, posiadające jądro płatkowe i azurofilne granulki (lizosomy) w cytoplazmie.
Rozwój limfocytów T i B
· Przodkiem wszystkich komórek układu odpornościowego są hematopoetyczne komórki macierzyste (HSC). HSC zlokalizowane są w okresie embrionalnym w woreczku żółtkowym, wątrobie i śledzionie. W późniejszym okresie embriogenezy pojawiają się w szpiku kostnym i namnażają się w życiu poporodowym. Komórki HSC w szpiku kostnym wytwarzają komórkę progenitorową limfopoezy (limfoidalną multipotencjalną komórkę progenitorową), która generuje dwa typy komórek: komórki pre-T (progenitory komórek T) i komórki pre-B (progenitory komórek B).
Różnicowanie limfocytów T
Komórki Pre-T migrują ze szpiku kostnego poprzez krew do centralnego narządu układu odpornościowego, grasicy. Już w okresie rozwoju embrionalnego w grasicy tworzy się mikrośrodowisko, które jest ważne dla różnicowania limfocytów T. W tworzeniu mikrośrodowiska szczególną rolę odgrywają komórki siatkowo-nabłonkowe tego gruczołu, które są zdolne do wytwarzania szeregu substancji biologicznie czynnych. Komórki Pre-T migrujące do grasicy nabywają zdolność reagowania na bodźce mikrośrodowiskowe. Komórki Pre-T w grasicy proliferują, przekształcają się w limfocyty T niosące charakterystyczne antygeny błonowe (CD4+, CD8+). Limfocyty T wytwarzają i „dostarczają” do krwiobiegu i stref zależnych od grasicy obwodowych narządów limfatycznych 3 typy limfocytów: Tc, Tx i Tc. „Dziewcze” limfocyty T migrujące z grasicy (dziewicze limfocyty T) są krótkotrwałe. Specyficzne oddziaływanie z antygenem w obwodowych narządach limfatycznych inicjuje procesy ich proliferacji i różnicowania do dojrzałych i długowiecznych komórek (komórek T-efektorowych i T-pamięci), które stanowią większość recyrkulujących limfocytów T.
Nie wszystkie komórki migrują z grasicy. Część limfocytów T obumiera. Istnieje opinia, że przyczyną ich śmierci jest przyłączenie antygenu do receptora specyficznego dla antygenu. W grasicy nie ma obcych antygenów, zatem mechanizm ten może służyć do usuwania limfocytów T, które mogą reagować z własnymi strukturami organizmu, tj. pełnią funkcję ochronną przed reakcjami autoimmunologicznymi. Śmierć niektórych limfocytów jest zaprogramowana genetycznie (apoptoza).
· Antygeny różnicujące komórki T. W procesie różnicowania limfocytów na ich powierzchni pojawiają się specyficzne cząsteczki błonowe glikoprotein. Takie cząsteczki (antygeny) można wykryć za pomocą specyficznych przeciwciał monoklonalnych. Uzyskano przeciwciała monoklonalne, które reagują tylko z jednym antygenem błony komórkowej. Za pomocą zestawu przeciwciał monoklonalnych można zidentyfikować subpopulacje limfocytów. Istnieją zestawy przeciwciał przeciwko antygenom różnicowania ludzkich limfocytów. Przeciwciała tworzą stosunkowo niewiele grup (lub „skupisek”), z których każda rozpoznaje pojedyncze białko powierzchniowe komórki. Stworzono nazewnictwo antygenów różnicujących leukocyty ludzkie, wykrywanych za pomocą przeciwciał monoklonalnych. Ta nomenklatura płyt CD ( płyta CD - Klaster zróżnicowania- klaster różnicowania) opiera się na grupach przeciwciał monoklonalnych, które reagują z tymi samymi antygenami różnicowania.
· Uzyskano przeciwciała poliklonalne przeciwko szeregowi różnicujących antygenów ludzkich limfocytów T. Do określenia całkowitej populacji limfocytów T można zastosować przeciwciała monoklonalne o specyficzności CD (CD2, CD3, CDS, CD6, CD7).
· Znane są różnicujące antygeny limfocytów T, które są charakterystyczne albo dla określonych etapów ontogenezy, albo dla subpopulacji różniących się aktywnością funkcjonalną. Zatem CD1 jest markerem wczesnej fazy dojrzewania komórek T w grasicy. Podczas różnicowania tymocytów na ich powierzchni ulegają jednoczesnej ekspresji markery CD4 i CD8. Jednak później marker CD4 znika z części komórek i pozostaje jedynie w subpopulacji, która przestała wyrażać antygen CD8. Dojrzałe komórki CD4+ to Th. Antygen CD8 ulega ekspresji na około ⅓ obwodowych limfocytów T, które dojrzewają z limfocytów T CD4+/CD8+. Subpopulacja limfocytów T CD8+ obejmuje limfocyty T cytotoksyczne i supresorowe. Przeciwciała przeciwko glikoproteinom CD4 i CD8 są szeroko stosowane do rozróżniania i rozdzielania limfocytów T odpowiednio na Tx i Tc.
Oprócz antygenów różnicujących znane są specyficzne markery limfocytów T.
· Receptory komórek T dla antygenów są heterodimerami podobnymi do przeciwciał, składającymi się z polipeptydowych łańcuchów α i β. Każdy z łańcuchów ma długość 280 aminokwasów, a duża zewnątrzkomórkowa część każdego łańcucha jest złożona w dwie domeny Ig-podobne: jedną zmienną (V) i jedną stałą (C). Heterodimer podobny do przeciwciała jest kodowany przez geny, które składają się z kilku segmentów genów podczas rozwoju komórek T w grasicy.
Rozróżnia się różnicowanie i specjalizację limfocytów B i T niezależne od antygenu i zależne od antygenu.
· Niezależny od antygenu proliferacja i różnicowanie są genetycznie zaprogramowane do tworzenia komórek zdolnych do udzielenia określonego rodzaju odpowiedzi immunologicznej w przypadku napotkania określonego antygenu w wyniku pojawienia się specjalnych „receptorów” na plazmolemmie limfocytów. Zachodzi ona w ośrodkowych narządach odporności (grasica, szpik kostny czy kaletka Fabriciusa u ptaków) pod wpływem specyficznych czynników wytwarzanych przez komórki tworzące mikrośrodowisko (zręb siatkowy lub komórki siatkowo-nabłonkowe w grasicy).
· zależny od antygenu proliferacja i różnicowanie limfocytów T i B następuje w momencie napotkania przez nie antygenów w obwodowych narządach limfatycznych, z utworzeniem komórek efektorowych i komórek pamięci (przechowujących informację o działającym antygenie).
Powstałe limfocyty T tworzą pulę długowieczny, limfocyty krążące i limfocyty B - krótkotrwały komórki.
66. Charakterystyka limfocytów B.
Limfocyty B są głównymi komórkami biorącymi udział w odporności humoralnej. U ludzi powstają z SCM czerwonego szpiku kostnego, następnie przedostają się do krwiobiegu i następnie zasiedlają strefy B obwodowych narządów limfatycznych - śledziony, węzłów chłonnych, pęcherzyków limfatycznych wielu narządów wewnętrznych. Ich krew zawiera 10-30% całej populacji limfocytów.
Limfocyty B charakteryzują się obecnością powierzchniowych receptorów immunoglobulin (SIg lub MIg) dla antygenów na plazmalemie. Każda komórka B zawiera 50 000–150 000 cząsteczek SIg specyficznych dla antygenu. W populacji limfocytów B występują komórki o różnym SIg: większość (⅔) zawiera IgM, mniejsza liczba (⅓) zawiera IgG, a około 1-5% zawiera IgA, IgD, IgE. W błonie komórkowej limfocytów B znajdują się także receptory dopełniacza (C3) i receptory Fc.
Pod wpływem antygenu limfocyty B w obwodowych narządach limfatycznych ulegają aktywacji, proliferacji, różnicowaniu w komórki plazmatyczne, aktywnie syntetyzując przeciwciała różnych klas, które dostają się do krwi, limfy i płynu tkankowego.
Różnicowanie limfocytów B
Prekursory komórek B (pre-komórki B) rozwijają się dalej u ptaków w kaletce Fabriciusa (kaletce), skąd wzięła się nazwa limfocyty B, u ludzi i ssaków - w szpiku kostnym.
Torba Fabriciusa (bursa Fabricii) - centralny narząd immunopoezy u ptaków, w którym następuje rozwój limfocytów B, znajduje się w kloace. Jego mikroskopijną strukturę charakteryzuje obecność licznych fałdów pokrytych nabłonkiem, w których zlokalizowane są guzki limfatyczne, ograniczonych błoną. Guzki zawierają nabłonki i limfocyty na różnych etapach różnicowania. Podczas embriogenezy w centrum pęcherzyka tworzy się strefa mózgowa, a na obrzeżu (poza błoną) strefa korowa, do której prawdopodobnie migrują limfocyty ze strefy mózgowej. Ze względu na fakt, że u ptaków w kaletce Fabriciusa powstają wyłącznie limfocyty B, jest to dogodny obiekt do badania budowy i cech immunologicznych tego typu limfocytów. Ultramikroskopowa struktura limfocytów B charakteryzuje się obecnością w cytoplazmie grup rybosomów w postaci rozet. Komórki te mają większe jądra i mniej gęstą chromatynę niż limfocyty T ze względu na zwiększoną zawartość euchromatyny.
Limfocyty B różnią się od innych typów komórek zdolnością do syntezy immunoglobulin. Dojrzałe limfocyty B wyrażają Ig na błonie komórkowej. Takie immunoglobuliny błonowe (MIg) działają jako receptory specyficzne dla antygenu.
Komórki Pre-B syntetyzują wewnątrzkomórkowe cytoplazmatyczne IgM, ale brakuje im powierzchniowych receptorów immunoglobulin. Limfocyty B szpiku kostnego Virgila mają na swojej powierzchni receptory IgM. Dojrzałe limfocyty B niosą na swojej powierzchni receptory immunoglobulin różnych klas - IgM, IgG itp.
Zróżnicowane limfocyty B przedostają się do obwodowych narządów limfatycznych, gdzie pod działaniem antygenów następuje proliferacja i dalsza specjalizacja limfocytów B wraz z tworzeniem się komórek plazmatycznych i komórek B pamięci (VP).
W trakcie rozwoju wiele limfocytów B przechodzi od wytwarzania przeciwciał jednej klasy do wytwarzania przeciwciał innych klas. Proces ten nazywany jest przełączaniem klas. Wszystkie komórki B rozpoczynają swoją aktywność syntezy przeciwciał od wytwarzania cząsteczek IgM, które są włączane do błony komórkowej i służą jako receptory antygenu. Następnie, jeszcze przed interakcją z antygenem, większość limfocytów B przystępuje do jednoczesnej syntezy cząsteczek IgM i IgD. Kiedy komórka B wirgilii przechodzi z wytwarzania samej IgM związanej z błoną do jednoczesnego wytwarzania IgM i IgD związanych z błoną, zmiana ta jest prawdopodobnie spowodowana zmianą w przetwarzaniu RNA.
Po stymulacji antygenem niektóre z tych komórek ulegają aktywacji i zaczynają wydzielać przeciwciała IgM, które dominują w pierwotnej odpowiedzi humoralnej.
Inne komórki stymulowane antygenem zaczynają wytwarzać przeciwciała IgG, IgE lub IgA; Komórki B pamięci niosą te przeciwciała na swojej powierzchni, a aktywne komórki B je wydzielają. Cząsteczki IgG, IgE i IgA są wspólnie określane jako przeciwciała klasy drugorzędowej, ponieważ wydają się tworzyć dopiero po prowokacji antygenem i dominują we wtórnych odpowiedziach humoralnych.
Za pomocą przeciwciał monoklonalnych udało się zidentyfikować pewne antygeny różnicujące, które jeszcze przed pojawieniem się cytoplazmatycznych łańcuchów µ pozwalają przypisać niosący je limfocyt do linii komórek B. Zatem antygen CD19 jest najwcześniejszym markerem pozwalającym przypisać limfocyt do serii komórek B. Jest obecny na komórkach pre-B w szpiku kostnym, na wszystkich obwodowych komórkach B.
Antygen wykrywany przez przeciwciała monoklonalne z grupy CD20 jest specyficzny dla limfocytów B i charakteryzuje późniejsze etapy różnicowania.
Na skrawkach histologicznych antygen CD20 wykrywa się na komórkach B ośrodków rozrodczych guzków limfatycznych, w substancji korowej węzłów chłonnych. Limfocyty B niosą także szereg innych markerów (np. CD24, CD37).
67. Makrofagi odgrywają ważną rolę zarówno w naturalnej, jak i nabytej odporności organizmu. Udział makrofagów w naturalnej odporności objawia się ich zdolnością do fagocytozy oraz syntezą szeregu substancji czynnych - enzymów trawiennych, składników układu dopełniacza, fagocytyny, lizozymu, interferonu, endogennego pirogenu itp., które są głównymi czynniki naturalnej odporności. Ich rola w odporności nabytej polega na biernym przeniesieniu antygenu do komórek immunokompetentnych (limfocytach T i B) oraz na wywołaniu specyficznej odpowiedzi na antygeny. Makrofagi biorą także udział w zapewnianiu homeostazy immunologicznej poprzez kontrolowanie reprodukcji komórek charakteryzujących się szeregiem nieprawidłowości (komórki nowotworowe).
Dla optymalnego rozwoju odpowiedzi immunologicznych pod wpływem większości antygenów niezbędny jest udział makrofagów zarówno w pierwszej fazie indukcyjnej odporności, gdy stymulują limfocyty, jak i w jej fazie końcowej (produkcyjnej), gdy biorą udział w wytwarzaniu przeciwciała i zniszczenie antygenu. Antygeny fagocytowane przez makrofagi wywołują silniejszą odpowiedź immunologiczną niż te, które nie zostały przez nie fagocytowane. Blokada makrofagów poprzez wprowadzenie do organizmu zwierząt zawiesiny obojętnych cząstek (np. tusz) znacznie osłabia odpowiedź immunologiczną. Makrofagi są zdolne do fagocytowania zarówno antygenów rozpuszczalnych (na przykład białek), jak i cząstek stałych. Antygeny korpuskularne wywołują silniejszą odpowiedź immunologiczną.
Niektóre typy antygenów, takie jak pneumokoki, zawierające na powierzchni składnik węglowodanowy, mogą ulegać fagocytacji dopiero po wstępnym opsonizacja. Fagocytoza jest znacznie ułatwiona, jeśli determinanty antygenowe obcych komórek zostaną opsonizowane, tj. połączony z przeciwciałem lub kompleksem przeciwciało-dopełniacz. Proces opsonizacji zapewnia obecność na błonie makrofagów receptorów, które wiążą część cząsteczki przeciwciała (fragment Fc) lub część dopełniacza (C3). Tylko przeciwciała klasy IgG mogą bezpośrednio wiązać się z błoną makrofagów u ludzi, gdy występują w połączeniu z odpowiednim antygenem. IgM może wiązać się z błoną makrofagów w obecności dopełniacza. Makrofagi potrafią „rozpoznawać” rozpuszczalne antygeny, takie jak hemoglobina.
W mechanizmie rozpoznawania antygenu dwa etapy są ze sobą ściśle powiązane. Pierwszym etapem jest fagocytoza i trawienie antygenu. W drugim etapie fagolizosomy makrofagów gromadzą polipeptydy, rozpuszczalne antygeny (albumina surowicy) i korpuskularne antygeny bakteryjne. W tych samych fagolizosomach można znaleźć kilka wprowadzonych antygenów. Badanie immunogenności różnych frakcji subkomórkowych wykazało, że najbardziej aktywne powstawanie przeciwciał następuje na skutek wprowadzenia do organizmu lizosomów. Antygen występuje także w błonach komórkowych. Większość przetworzonego materiału antygenowego wydzielanego przez makrofagi ma stymulujący wpływ na proliferację i różnicowanie klonów limfocytów T i B. Niewielka ilość materiału antygenowego może być przechowywana w makrofagach przez długi czas w postaci związków chemicznych składających się z co najmniej 5 peptydów (ewentualnie w połączeniu z RNA).
W strefach B węzłów chłonnych i śledziony znajdują się wyspecjalizowane makrofagi (komórki dendrytyczne), na powierzchni licznych procesów, w których przechowywanych jest wiele antygenów, które dostają się do organizmu i są przekazywane do odpowiednich klonów limfocytów B. W strefach T pęcherzyków limfatycznych znajdują się komórki międzypalcowe, które wpływają na różnicowanie klonów limfocytów T.
Zatem makrofagi są bezpośrednio zaangażowane we współdziałanie komórek (limfocytów T i B) w odpowiedziach immunologicznych organizmu.
Karol B . Stolarz (Karol W . stolarz)
Antygeny zapewniające różnice wewnątrzgatunkowe u poszczególnych osobników określa się jako alloantygeny, a gdy zostaną włączone do procesu odrzucania allogenicznych przeszczepów tkankowych, stają się znane jako antygeny zgodności tkankowej (zgodności tkankowej). Ewolucja ustaliła pojedynczy region ściśle powiązanych genów zgodności tkankowej, których produkty na powierzchni komórki stanowią silną barierę dla alloprzeszczepu. Terminy „główne antygeny zgodności tkankowej” (główne antygeny zgodności tkankowej) i „główny kompleks genów zgodności tkankowej” (MHC) (główny kompleks genów zgodności tkankowej) odnoszą się odpowiednio do produktów genowych i genów tego regionu chromosomalnego. Przeciwnie, liczne mniejsze antygeny zgodności tkankowej są kodowane przez wiele regionów genomu. Odpowiadają one słabszym różnicom alloantygenowym pomiędzy cząsteczkami pełniącymi różne funkcje. Struktury niosące determinanty MHC odgrywają znaczącą rolę w odporności i samorozpoznawaniu podczas różnicowania komórek i tkanek. Informacje na temat kontroli odpowiedzi immunologicznej przez MHC uzyskano w eksperymentach na zwierzętach, kiedy geny odpowiedzi immunologicznej mapowano wewnątrz myszy MHC (H-2), szczurów (RT1) i świnek morskich (GPLA). U ludzi MHC nosi nazwę HLA. Poszczególnym literom skrótu HLA nadaje się różne znaczenia i zgodnie z umową międzynarodową HLA służy do oznaczenia ludzkiego kompleksu MHC.
Można dokonać kilku uogólnień na temat MHC. Po pierwsze, w małym regionie (mniej niż 2 centymorgany) MHC koduje trzy klasy produktów genowych. Cząsteczki klasy I, wyrażane przez prawie wszystkie komórki, zawierają jeden ciężki i jeden lekki łańcuch polipeptydowy i są produktami trzech reduplikowanych loci - HLA-A, HLA-B i HLA-C. Cząsteczki klasy II, których ekspresja jest ograniczona do limfocytów B, monocytów i aktywowanych limfocytów T, zawierają dwa łańcuchy polipeptydowe (a i b) o różnej wielkości i są produktami kilku blisko powiązanych genów, łącznie określanych jako strefa HLA-D . Cząsteczki klasy III są składnikami dopełniacza C4, C2 i Bf. Po drugie, cząsteczki klasy I i II tworzą kompleks z pseudoantygenem, czyli antygenem zgodności tkankowej i pseudoantygenem, rozpoznawane wspólnie przez limfocyty T, które posiadają odpowiedni receptor dla antygenu. Rozpoznawanie siebie i obcego na początku i w fazie efektorowej odpowiedzi immunologicznej jest bezpośrednio kierowane przez cząsteczki klasy I i II. Po trzecie, nie ma wyraźnych ograniczeń dotyczących interakcji międzykomórkowych z udziałem supresorowych limfocytów T u ludzi, ale rola genów HLA jest dość istotna dla niektórych przejawów aktywności supresorowych limfocytów T. Po czwarte, region MHC zawiera geny układów enzymatycznych, które nie są bezpośrednio związane z odpornością, ale są ważne dla wzrostu i rozwoju szkieletu. Znane loci HLA na krótkim ramieniu chromosomu 6 pokazano jako 63-1.
Loci układu HLA. Antygeny klasy I. Antygeny HLA klasy I oznacza się serologicznie przy użyciu surowicy ludzkiej, głównie od kobiet wieloródek, w mniejszym stopniu przy użyciu przeciwciał monoklonalnych. Antygeny klasy I przemieszczają się z różną gęstością w wielu tkankach organizmu, w tym w komórkach B, komórkach T i płytkach krwi, ale nie w dojrzałych erytrocytach. Liczba swoistości wykrywalnych serologicznie jest duża, a układ HLA jest najbardziej polimorficznym ze znanych ludzkich układów genetycznych. W obrębie kompleksu HLA wyraźnie zdefiniowano trzy loci dla wykrywalnych serologicznie antygenów HLA klasy I. Każdy antygen klasy 1 zawiera podjednostkę b2-mikroglobuliny (masa cząsteczkowa 11500) i łańcuch ciężki (masa cząsteczkowa 44000) niosące specyficzność antygenową (63-2). Istnieje 70 dobrze zdefiniowanych specyficzności A i B oraz osiem specyficzności locus C. Oznaczenie HLA jest powszechnie używane do nazewnictwa głównych antygenów kompleksu zgodności tkankowej, ale można je pominąć, jeśli pozwala na to kontekst. Antygeny sklasyfikowane przez WHO w sposób niejednoznaczny są oznaczone literą w po nazwie locus. Liczba następująca po oznaczeniu locus służy jako nazwa własna antygenu. Antygeny HLA populacji Afryki, Azji i Oceanii nie są obecnie dobrze zdefiniowane, chociaż obejmują niektóre z powszechnych antygenów wspólnych dla ludzi pochodzenia zachodnioeuropejskiego. Rozkład antygenów HLA jest różny w różnych grupach rasowych i mogą one być stosowane jako markery antropologiczne w badaniu chorób i procesów migracyjnych.
63-1. Schematyczne przedstawienie chromosomu 6.
Pokazano lokalizację strefy HLA w obszarze 21 krótkiego ramienia. Loci HLA-A, HLA-B i HLA-C kodują łańcuchy ciężkie klasy I (44 000), podczas gdy łańcuch lekki b2-mikroglobuliny (11 500) cząsteczek klasy I jest kodowany przez gen na chromosomie 15. HLA- Strefa D (klasa II) jest zlokalizowana centromerem w stosunku do loci A, B i C ze ściśle powiązanymi genami składników dopełniacza C4A, C4B, Bf i C2 w regionie B-D. Kolejność genów dopełniacza nie została ustalona. Każda cząsteczka klasy II regionu D jest utworzona przez łańcuchy a i b. Podróżują po powierzchni komórki w różnych obszarach (DP, DQ i DR). Liczba poprzedzająca znaki aib oznacza, że dla tego typu łańcucha istnieją różne geny, na przykład w przypadku DR występują trzy geny łańcucha b, zatem wyrażane cząsteczki mogą mieć rozmiary 1ba, 2ba lub 3ba. Antygeny DRw52(MT2) i DRw53(MT3) znajdują się na łańcuchu 2b, podczas gdy DR znajduje się na łańcuchu lb. DR nie jest polimorficzny, podczas gdy cząsteczki antygenu DQ są polimorficzne zarówno w łańcuchach a, jak i b (2a2b). Inne typy DQ (1a1b) mają ograniczony polimorfizm. Polimorfizm DP jest powiązany z łańcuchami b. Całkowita długość regionu HLA wynosi około 3 cm.
Ponieważ chromosomy są sparowane, każdy osobnik ma do sześciu wykrywalnych serologicznie antygenów HLA-A, HLA-B i HLA-C, po trzy od każdego rodzica. Każdy z tych zestawów jest oznaczony jako haplotyp i zgodnie z prostym dziedziczeniem mendlowskim jedna czwarta potomstwa ma identyczne haplotypy, połowa należy do powszechnych haplotypów, a pozostała ćwiartka jest całkowicie niezgodna (63-3). Znaczenie roli tego kompleksu genowego w odpowiedzi na przeszczep potwierdza fakt, że selekcja haplotypów par dawca-biorca wśród potomstwa jednego pokolenia zapewnia najlepsze wyniki w przeszczepieniu nerki – około 85-90% przeżycia długoterminowego (rozdział 221).
antygeny klasy II. Strefa HLA-D sąsiaduje z loci klasy I na krótkim ramieniu 6. chromosomu (63-1). Region ten koduje szereg cząsteczek klasy II, z których każda zawiera łańcuch a (masa cząsteczkowa 29 000) i łańcuch b (masa cząsteczkowa 34 000) (63-2). Niezgodność w tym regionie, zwłaszcza w zakresie antygenów DR, determinuje odpowiedź proliferacyjną limfocytów in vitro. Mieszaną reakcję limfocytów (MLR) ocenia się na podstawie poziomu proliferacji w mieszanej hodowli limfocytów (MLC) i może ona być dodatnia nawet w przypadku identyczności antygenów HLA-A, HLA-B i HLA-C (63-3). Antygeny HLA-D wykrywa się przy użyciu standardowych limfocytów stymulujących, homozygotycznych pod względem HLA-D i inaktywowanych promieniami rentgenowskimi lub mitomycyną C w celu uzyskania odpowiedzi jednokierunkowej. Istnieje 19 takich antygenów (HLA-Dwl-19) wykrywanych przy użyciu homozygotycznych komórek typujących.
Próby określenia HLA-D metodami serologicznymi umożliwiły w pierwszej kolejności wykrycie szeregu antygenów połączonych z D (DR), ulegających ekspresji na cząsteczkach klasy II limfocytów B, monocytów i aktywowanych limfocytów T. Następnie opisano inne, ściśle ze sobą powiązane układy antygenowe, którym nadano różne nazwy (MB, MT, DC, SB). Ustalono obecnie tożsamość poszczególnych grup cząsteczek klasy II i geny odpowiadających im cząsteczek a - i łańcuchy b izoluje się i sekwencjonuje. Mapa genów klasy II pokazana na 63-1 odzwierciedla minimalną liczbę genów i regionów molekularnych. Chociaż cząsteczka masy II może zawierać DRa z haplotypu jednego z rodziców i DRb z drugiego (transkomplementacja), kombinatoryka poza każdym z regionów DP, DQ, DR jest rzadka, jeśli nie niemożliwa. Cząsteczki DR i do pewnego stopnia DQ mogą służyć jako bodźce dla pierwotnego MLR. Wtórną MLR definiuje się jako test ze starterem limfocytowym (PLT), którego odpowiedź pierwotna wynosi 24–36 godzin zamiast 6–7 dni. Alloantygeny DP odkryto ze względu na ich zdolność do indukowania stymulacji PLT, chociaż nie powodują one pierwotnej MLR. Chociaż limfocyty B i aktywowane limfocyty T wyrażają wszystkie trzy zestawy cząsteczek klasy II, antygeny DQ nie ulegają ekspresji na 60-90% monocytów DP i DR-dodatnich.
63-2. Schematyczne przedstawienie cząsteczek powierzchniowych komórek klasy I i II.
Cząsteczki klasy I składają się z dwóch łańcuchów polipeptydowych. Ciężki łańcuch z molo. ważący 44 000 przechodzi przez błonę plazmatyczną; jego zewnętrzna część składa się z trzech domen (a 1, a 2 i a 3) utworzonych przez wiązania disiarczkowe. Łańcuch lekki z mol. o masie 11500 (b 2 -mikroglobulina, b2mu) jest kodowana przez chromosom 15 i jest niekowalencyjnie połączona z łańcuchem ciężkim. Homologia aminokwasów pomiędzy cząsteczkami klasy I wynosi 80-85%, zmniejszając się do 50% w regionach a1 i a2, które prawdopodobnie odpowiadają regionom polimorfizmu alloantygenowego. Cząsteczki klasy II składają się z dwóch niekowalencyjnie połączonych łańcuchów polipstydowych, łańcucha a z filarem. o masie 34 000 i łańcuchu b o masie molowej 29 000. Każdy łańcuch zawiera dwie domeny utworzone przez wiązania dwusiarczkowe (z S. B. Carpenter, E. L. Milford, Renal Transplantation: Immunobiology in the Kidnev/Eds. B. Brenner, F. Rector, Nowy Jork: Samiders, 1985).
63-3. Region HLA chromosomu 6: dziedziczenie haplotypów HLA. Każdy segment chromosomalny połączonych genów jest oznaczony jako haplotyp i każdy osobnik dziedziczy jeden haplotyp od każdego z rodziców. Diagram przedstawia antygeny A, B i C haplotypów aib dla tego hipotetycznego osobnika; poniżej podano oznaczenia haplotypów zgodnie z tekstem. Jeśli samiec z haplotypem ab poślubi kobietę z haplotypem cd, potomstwo może należeć tylko do czterech typów (pod względem HLA). Jeżeli podczas mejozy jeden z rodziców ulegnie rekombinacji (zaznaczonej liniami przerywanymi), wówczas prowadzi to do powstania zmienionego haplotypu. Częstotliwość zmienionych haplotypów u dzieci służy jako miara odległości genetycznej wiedźmy (1% częstości rekombinacji == 1 cM; 63-1) (z H. W. Carpenter. Kidney International, D)78. 14.283).
Genetyka molekularna. Każdy łańcuch polipeptydowy cząsteczek klasy I i II zawiera kilka regionów polimorficznych oprócz „prywatnej” determinanty antygenowej oznaczonej za pomocą surowic odpornościowych. Test limfolizy komórkowej (CML) określa specyficzność limfocytów T zabójczych (TK), które proliferują w MLR, poprzez badanie komórek docelowych od dawców, którzy nie dostarczyli komórek stymulujących MLR. Systemy antygenowe określone tą metodą wykazują bliską, choć niepełną korelację z „prywatnymi” antygenami klasy 1. Klonowanie komórek cytotoksycznych umożliwiło wykrycie zestawu polimorficznych determinantów docelowych na cząsteczkach HLA, z których niektórych nie można wykryć za pomocą alloantygenów i przeciwciał monoklonalnych uzyskanych przez immunizację ludzkich komórek myszy. Niektóre z tych odczynników można zastosować do identyfikacji „konkretnych” determinantów HLA, podczas gdy inne służą do identyfikacji bardziej „ogólnych” determinantów (czasami nazywanych supertypowaniem). Jeden z takich układów „wspólnych” antygenów HLA-B ma dwa allele, Bw4 i Bw6. Większość „prywatnych” HLA-B jest powiązana z Bw4 lub Bw6. Inne systemy są powiązane z podgrupami antygenów HLA. Na przykład, łańcuchy ciężkie HLA-B-dodatnie zawierają dodatkowe regiony wspólne dla B7, B27, Bw22 i B40 lub B5, B15, B18 i Bw35. Istnieją inne rodzaje nakładających się determinant antygenowych, o czym świadczy reakcja przeciwciał monoklonalnych z miejscem wspólnym dla łańcuchów ciężkich HLA-A i HLA-B. Badanie sekwencji aminokwasów i map pstid niektórych cząsteczek HLA wykazało, że regiony hiperzmienne antygenów klasy I są skoncentrowane w zewnętrznej domenie a1 (63-2) i sąsiednim regionie domeny a2. Zmienne sekwencje cząsteczek klasy II są różne dla różnych loci. Godne uwagi jest to, że domena 3 klasy I, domena 2 klasy II i domena b 2, a także część cząsteczki błonowej T8 (Leu 2) zaangażowana w interakcje międzykomórkowe (rozdz. 62) wykazują znacząca homologia sekwencji aminokwasów ze stałymi obszarami immunoglobulin. Potwierdza to hipotezę o ewolucyjnym powstaniu rodziny produktów genowych pełniących funkcje rozpoznawania immunologicznego. W badaniu genomowego DNA HLA dla cząsteczek klas I i II znaleziono typowe sekwencje ekson-intron oraz zidentyfikowano eksony dla peptydów sygnałowych (5) każdej z domen, transbłonowego segmentu hydrofobowego i segmentu cytoplazmatycznego (3). . Sondy cDNA są dostępne dla większości łańcuchów HLA, a zastosowanie trawień enzymatycznych do oceny stanu polimorfizmu długości fragmentów restrykcyjnych (RFLP) dostarczyło danych, które korelują z testami serologicznymi klasy 11 w MLR. Jednakże liczebność (20–30) genów klasy 1 utrudnia ocenę polimorfizmu metodą RFLP. Wiele z tych genów nie ulega ekspresji (pseudogeny), chociaż niektóre mogą odpowiadać dodatkowym loci klasy I, które ulegają ekspresji tylko na aktywowanych limfocytach T; ich funkcje są nieznane. Opracowanie specyficznych testów dla loci HLA-A i HLA-B pomoże zrozumieć ten dość złożony problem.
Uzupełnienie (klasa III). Geny strukturalne trzech składników dopełniacza C4, C2 i Bf przemieszczają się w strefie HLA-B-D (63-1). Są to dwa loci C4 kodujące C4A i C4B, pierwotnie opisane jako antygeny erytrocytów, odpowiednio, Rodgers i Chido. Antygeny te zostały faktycznie zaabsorbowane z osocza przez cząsteczki C4. Pozostałe składniki dopełniacza nie mają ścisłego wiązania z HLA. Nie opisano żadnego krzyżowania pomiędzy genami C2, Bf i C4. Wszystkie są kodowane przez sekcję pomiędzy HLA-B i HLA-DR o długości około 100 kb. Istnieją dwa allele C2, cztery Bf, siedem C4A i trzy allele C4B, ponadto w każdym locus znajdują się ciche allele QO. Wyjątkowy polimorfizm histotypów dopełniacza (komplotypów) sprawia, że system ten nadaje się do badań genetycznych.
Tabela 63-1. Najczęstsze haplotyny HLA
W tabeli. Rycina 63-1 przedstawia cztery najczęstsze haplotypy spotykane u osób pochodzenia zachodnioeuropejskiego. Wyniki MLR u niespokrewnionych osobników wybranych pod kątem zgodności pod kątem tych haplotypów są negatywne, podczas gdy reakcja zwykle pojawia się, jeśli niespokrewnione osobniki zostaną dopasowane jedynie pod kątem zgodności z HLA-DR i DQ. Takie identyczne wspólne haplotypy mogą pochodzić w niezmienionej postaci od jednego przodka.
Inne geny 6. chromosomu. Niedobór 21-hydroksylazy steroidowej, cechy autosomalnej recesywnej, powoduje zespół wrodzonego przerostu nadnerczy (rozdz. 325 i 333). Gen tego enzymu zlokalizowany jest w regionie HLA-B-D. Gen 21-hydroksylazy sąsiadujący z genem C4A ulega delecji u osób cierpiących na wspomniany zespół wraz z C4A (C4AQO), a gen HLA-B może ulec transformacji poprzez konwersję B 13 do rzadkiego Bw47, występującego jedynie w zmienionych haplotypy. W przeciwieństwie do niedoboru 21-hydroksylazy związanego z HLA o późnym początku, wrodzony przerost nadnerczy z niedoborem 21b-hydroksylazy nie jest związany z HLA. Kilka badań rodzinnych wykazało, że idiopatyczna hemochromatoza, choroba autosomalna recesywna, jest powiązana z HLA (rozdz. 310). Choć patogeneza zaburzeń wchłaniania żelaza w przewodzie pokarmowym nie jest znana, ustalono, że geny modulujące ten proces zlokalizowane są w pobliżu regionu HLA-A.
| Tabela 63-2. Powiązanie wad genetycznych | ||
| Lokalizacja | wykrywalne |
|
| haplotypy |
||
| Niedobór C2 | Aw25, B18, BfS, DR2 |
|
| Niedobór 21-OH | A3, Bw47, BfF, DR7 |
|
| Niedobór 21-OH (późny objaw) | ||
| Hemochromatoza idiopatyczna | ||
| choroba Pageta | ||
| Ataksja rdzeniowo-móżdżkowa | ||
| choroba Hodgkina | ||
63-4. Schemat względnej roli antygenów HLA-A, HLA-B, HLA-C i HLA-D w inicjacji odpowiedzi alloimmunologicznej oraz w tworzeniu komórek efektorowych i przeciwciał.
Antygeny rozpoznają dwie główne klasy limfocytów T: Tk – prekursory cytotoksycznych komórek „zabójczych” oraz komórki pomocnicze Tx, które przyczyniają się do rozwoju odpowiedzi cytotoksycznej. Tx wspomagają także limfocyty B w rozwoju „dojrzałej” odpowiedzi IgG. Należy zauważyć, że TK zwykle rozpoznaje antygeny klasy I, podczas gdy sygnał dla Th jest generowany głównie przez HLA-D, który jest ściśle związany z antygenami klasy II (od C. B. Carpenter. - Kidney International, 1978, 14, 283).
geny odpowiedzi immunologicznej. Badanie in vitro odpowiedzi na syntetyczne antygeny polipeptydowe, hemocyjaninę, kolagen i toksoid tężcowy ujawniło, że strefa HLA-D jest podobna do regionu H-2. Ja w myszce. Prezentacja fragmentów antygenowych na powierzchni makrofagów lub innych komórek zawierających cząsteczki klasy II wymaga sprzężonego rozpoznania kompleksu cząsteczka klasy II + antygen przez limfocyty T posiadające odpowiedni(e) receptor(y) (rozdz. 62). Trzon tej hipotezy „self-)-X” lub „zmienione ja” polega na tym, że zależna od T odpowiedź immunologiczna, działanie pomocników/induktorów T (Tx) zachodzi tylko wtedy, gdy zsyntetyzuje się odpowiednie determinanty klasy II. Geny tego ostatniego to geny Ir. Ponieważ determinanty allogeniczne klasy I są uznawane za już zmienione, allogeniczny MLP jest modelem układu odpornościowego, w którym przejście pseudoantygenu jest opcjonalne (63-4). Fazy efektorowe odporności wymagają rozpoznania pseudoantygenu w połączeniu z jego własnymi strukturami. Te ostatnie u ludzi, a także u myszy, są cząsteczkami antygenów zgodności tkankowej klasy I. Ludzkie linie komórkowe zakażone grypą są lizowane przez immunocytotoksyczne limfocyty T (TC) tylko wtedy, gdy komórki odpowiadające i komórki docelowe są identyczne w loci HLA-A i HLA-B. Allogeniczny MLR służy także jako model tworzenia cytotoksycznych limfocytów T o ograniczonej klasie I (63-4). Szczegóły ograniczeń dla różnych cząsteczek i epitopów klasy I i II można wyizolować przy użyciu zagruntowanych komórek, które zostały namnożone i sklonowane. Na przykład, na poziomie komórek prezentujących antygen, dany klon Th rozpoznaje fragment antygenowy skompleksowany z konkretnym regionem cząsteczki klasy II poprzez receptor Ti. Elementami restrykcyjnymi dla niektórych antygenów drobnoustrojów są allele DR i Dw.
Tłumienie odpowiedzi immunologicznej (lub niski poziom odpowiedzi) na pyłek cedru, antygeny paciorkowców i antygeny schistosomów jest dominujące i powiązane z HLA, co wskazuje na istnienie genów supresji odporności (Is). Wykazano także obecność specyficznych allelicznych powiązań HLA z poziomem odpowiedzi immunologicznej, np. dla antygenu rącznika Ra5 – z DR2 i dla kolagenu – z DR4.
Skojarzenia z chorobami. Jeśli główny kompleks zgodności tkankowej pełni ważną funkcję biologiczną, jaka to jest funkcja? Jedna z hipotez głosi, że odgrywa rolę w nadzorze immunologicznym komórek nowotworowych, które pojawiają się w ciągu życia jednostki. Znaczenie tego układu w czasie ciąży jest ogromne, ponieważ pomiędzy matką a płodem zawsze występuje niezgodność tkankowa. Wysoki stopień polimorfizmu może także przyczynić się do przetrwania gatunków w obliczu ogromnej liczby czynników mikrobiologicznych wędrujących po środowisku. Tolerancja na „ja” (samotolerancja) może przenosić się na antygeny drobnoustrojów, co skutkuje dużą podatnością prowadzącą do śmiertelnych infekcji, natomiast polimorfizm w układzie HLA powoduje, że część populacji rozpoznaje czynniki niebezpieczne jako obce i uwzględnia odpowiednią odpowiedź. Hipotezy te łączą rolę HLA z korzyściami płynącymi z przetrwania systemu pod presją selekcyjną. Każda z tych hipotez ma pewne poparcie.
Ważnym dowodem na rolę kompleksu HLA w immunobiologii było odkrycie pozytywnego związku niektórych procesów patologicznych z antygenami HLA. Badanie tych powiązań było stymulowane odkryciem u myszy genów odpowiedzi immunologicznej powiązanych z kompleksem H-2. W tabeli. 63-3 podsumowuje najważniejsze powiązania HLA i chorób.
Stwierdzono, że częstość występowania HLA-B27 jest zwiększona w niektórych chorobach reumatycznych, zwłaszcza w zesztywniającym zapaleniu stawów kręgosłupa, chorobie wyraźnie rodzinnej. Antygen B27 występuje jedynie u 7% osób pochodzenia zachodnioeuropejskiego, ale u 80-90% chorych na zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa. W ujęciu względnym oznacza to, że antygen ten jest odpowiedzialny za podatność na rozwój zesztywniającego zapalenia stawów kręgosłupa, która u nosicieli jest 87 razy większa niż w populacji ogólnej. Podobnie wykazano wysoki stopień powiązania z antygenem B27 w ostrym zapaleniu przedniego błony naczyniowej oka, zespole Reitera i reaktywnym zapaleniu stawów w co najmniej trzech infekcjach bakteryjnych (jersinioza, salmonelloza i rzeżączka). Chociaż powszechna postać młodzieńczego reumatoidalnego zapalenia stawów jest również powiązana z witaminą B27, rodzaj choroby z łagodnym zespołem stawowym i zapaleniem tęczówki jest powiązany z witaminą B27. W łuszczycowym zapaleniu stawów typu ośrodkowego częściej występuje B27, podczas gdy Bw38 występuje zarówno w typie ośrodkowym, jak i obwodowym. Łuszczyca jest powiązana z Cw6. Pacjenci ze zwyrodnieniowym zapaleniem stawów lub dną moczanową nie wykazują żadnych zmian w częstotliwości antygenów.
Większość innych powiązań z chorobami jest charakterystyczna dla antygenów HLA-D.Na przykład enteropatia glutenozależna u dzieci i dorosłych jest powiązana z antygenem DR3 (w stosunku do 21). Rzeczywisty odsetek pacjentów z tym antygenem waha się od 63 do 96% w porównaniu do 22–27% w grupie kontrolnej. Ten sam antygen częściej stwierdza się u pacjentów z aktywnym przewlekłym zapaleniem wątroby i opryszczkowym zapaleniem skóry, którzy cierpią również na enteropatię glutenozależną. Młodzieńcza cukrzyca insulinozależna (typ I) jest powiązana z DR3 i DR4, a ujemnie z DR2.U 17-25% chorych na cukrzycę typu I stwierdzono rzadki allel Bf (M). Cukrzyca rozpoczynająca się w wieku dorosłym (typ II) nie ma związku z HLA. Nadczynność tarczycy w USA jest powiązana z B8 i Dw3, podczas gdy w populacji japońskiej jest powiązana z Bw35. Szersze badanie zdrowych i chorych przedstawicieli różnych ras pomoże wyjaśnić kwestię uniwersalnych markerów HLA. Na przykład antygen B27, który występuje rzadko u zdrowych Japończyków, jest powszechny u pacjentów ze zesztywniającym zapaleniem stawów kręgosłupa. Podobnie DR4 jest markerem cukrzycy typu I u mszyc wszystkich ras. Czasami marker HLA jest wyraźnie powiązany tylko z częścią objawów zespołu. Przykładowo miastenia jest istotnie silniej powiązana z antygenami B8 i DR3 u pacjentów bez grasiczaka, a stwardnienie rozsiane z antygenem DR2 u osób z szybko postępującym przebiegiem choroby. Zespół Goodpasture'a związany z autoimmunologicznym uszkodzeniem błon podstawnych kłębuszków nerkowych, idiopatycznym błoniastym kłębuszkowym zapaleniem nerek, odzwierciedlającym procesy autoimmunologiczne z tworzeniem przeciwciał przeciwko antygenom kłębuszkowym, a także błoniastym zapaleniem nerek indukowanym złotem, są w dużej mierze powiązane z HLA-DR.
Tabela 63-3. Choroby związane z antygenami HLA
| Choroby | względem | |||
| Reumatoidalny | ||||
| Zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa | ||||
| Zespół Reitera | ||||
| Ostre zapalenie przedniego odcinka błony naczyniowej oka | ||||
| Reaktywne zapalenie stawów (Yersinia, Salmonella, Gonococcus) | ||||
| Łuszczycowe zapalenie stawów (ośrodkowe) | ||||
| Łuszczycowe zapalenie stawów (obwodowe) | ||||
| Młodzieńcze reumatoidalne zapalenie stawów | ||||
| Młodzieńcze zapalenie stawów z łagodnym zespołem stawowym | ||||
| Reumatoidalne zapalenie stawów | ||||
| Zespół Sjogrena | ||||
| Toczeń rumieniowaty układowy | ||||
| Toczeń rumieniowaty układowy (w wyniku | ||||
| branie apresyny) | ||||
| Układ pokarmowy | ||||
| Enteropatia wrażliwa na gluten | ||||
| Przewlekłe aktywne zapalenie wątroby | ||||
| Wrzodziejące zapalenie okrężnicy | ||||
| Hematologiczne | ||||
| Hemochromatoza idiopatyczna | ||||
| Niedokrwistość złośliwa | ||||
| Opryszczkowe zapalenie skóry | ||||
| Łuszczyca zwykła | ||||
| Łuszczyca zwykła (w populacji Japonii) | ||||
| Pemphigus vulgaris (w populacji europejskiej) | ||||
| choroba Behçeta | ||||
| Dokrewny | ||||
| Cukrzyca typu I | ||||
| Nadczynność tarczycy | ||||
| Ginertyreoza (w populacji Japonii) | ||||
| Choroby | Najściślej powiązane antygeny | względem |
||
| Niewydolność nadnerczy | ||||
| Podostre zapalenie tarczycy (de Quervain) | ||||
| Zapalenie tarczycy Hashimoto | ||||
| H eurologiczny | ||||
| miastenia gravis | ||||
| Stwardnienie rozsiane | ||||
| Zaburzenie maniakalno-depresyjne | ||||
| Schizofrenia | ||||
| Nerkowy | ||||
| Idiopatyczne błoniaste kłębuszki | ||||
| Choroba Goodpasture’a (anty-GMB) | ||||
| Choroba minimalnej zmiany (steroid | ||||
| Wielotorbielowatość nerek | ||||
| Nefropatia IgA | ||||
| Nefropatia spowodowana złotem | ||||
| zakaźny | ||||
| Trąd gruźliczy (u osła azjatyckiego | ||||
| pełny paraliż | ||||
| Słaba odpowiedź na szczepionkę wirusową | ||||
| niedobór odpornościowy | ||||
| Niedobór IgA (dawcy krwi) | ||||
Niezrównoważony chwyt. Chociaż rozmieszczenie alleli HLA jest zróżnicowane w populacjach rasowych i etnicznych, najbardziej charakterystyczną cechą genetyki populacyjnej antygenów HLA jest obecność nierównowagi powiązań dla niektórych antygenów A i B, B i C, B, D oraz loci dopełniacza. Nierównowaga powiązań oznacza, że antygeny z blisko powiązanych loci występują razem częściej, niż można by oczekiwać na podstawie założenia o przypadkowym powiązaniu. Klasycznym przykładem braku równowagi sprzężeń jest asocjacja antygenu locus AHLA-A1 z antygenem locus B HLA-B8 u osób pochodzenia zachodnioeuropejskiego. Jednoczesną obecność A1 i B8, obliczoną na podstawie częstości ich genów, należy zaobserwować z częstotliwością 0,17. 0,11, czyli około 0,02. Natomiast obserwowana częstotliwość ich współistnienia wynosi 0,08, czyli 4 razy więcej niż oczekiwano, a różnica między tymi wartościami wynosi 0,06. Ostatnia wartość jest oznaczona jako delta (D) i służy jako miara braku równowagi. Nierównowagę powiązań stwierdzono także dla innych haplotypów loci A i B: A3 i B7, A2 i B12, A29 i B12, A11 i Bw35. AT 8); jak również dla antygenów loci B i C. Wykrywalne serologicznie antygeny HLA służą jako markery całych genów haplotypów w rodzinie oraz jako markery specyficznych genów w populacji, ale tylko w przypadku braku równowagi powiązań.
Nierównowaga powiązań jest znacząca, ponieważ takie skojarzenia genów mogą generować pewne funkcje. Presja selekcyjna podczas ewolucji może być głównym czynnikiem utrzymania pewnych kombinacji genów w genotypach. Przykładowo istnieje teoria, że A1 i B8, a także niektóre determinanty D i innych regionów, zapewniają selektywną przewagę w obliczu epidemii chorób takich jak dżuma czy ospa. Możliwe jest jednak również, że potomkowie osób, które przeżyły takie epidemie, pozostaną podatni na inne choroby, gdyż ich unikalny kompleks genowy nie zapewnia odpowiedniej reakcji na inne czynniki środowiskowe. Główna trudność tej hipotezy polega na założeniu, że selekcja działa na kilka genów jednocześnie i tym samym zapewnia wystąpienie obserwowanych wartości P, jednak potrzeba złożonych interakcji pomiędzy produktami różnych loci kompleksu MHC jest jedynie początkowe połączenie obserwowanych zjawisk, a selekcja może zwiększyć nierównowagę wielu powiązań. Zachowanie niektórych powszechnych haplotypów wymienionych powyżej potwierdza ten pogląd.
Z drugiej strony hipoteza selekcji nie musi wyjaśniać nierównowagi powiązań. Kiedy populacja pozbawiona niektórych antygenów zostanie skrzyżowana z inną, w której występuje duża częstość tych antygenów w równowadze, D może pojawić się po kilku pokoleniach. Na przykład wzrost D dla A1 i B8 stwierdzony w populacjach w kierunku wschód-zachód z Indii do Europy Zachodniej można wyjaśnić na podstawie migracji i asymilacji populacji. W małych grupach brak równowagi może być spowodowany zgodnością, efektem założycielskim i dryfem genetycznym. Wreszcie, niektóre przypadki braku równowagi połączeń są wynikiem nielosowego krzyżowania się podczas mejozy, ponieważ segmenty chromosomów mogą być mniej lub bardziej kruche. Niezależnie od tego, czy jest to presja selekcyjna, czy ograniczenia krzyżowania, nierównowaga powiązań może zniknąć w ciągu kilku pokoleń. W kompleksie genów HLA istnieje duża liczba nielosowych powiązań, a określenie ich przyczyn może zapewnić wgląd w mechanizmy leżące u podstaw podatności na choroby.
Sprzęgło i skojarzenia. W tabeli. 63-2 wymienia choroby, które służą jako przykład powiązania HLA, gdy cechy dziedziczne są oznaczane w rodzinie odpowiednimi haplotypami. Na przykład niedobór C2,21-hydroksylazy, idiopatyczna hemochromatoza są dziedziczone w sposób recesywny z częściowym niedoborem u heterozygot. Te zaburzenia genetyczne są również związane z HLA i są spowodowane nadmiarem pewnych alleli HLA u niespokrewnionych osób dotkniętych tą chorobą. Niedobór C2 jest zwykle powiązany z haplotypami HLA-Aw 25, B 18, B55, D/DR2, a w hemochromatozie idiopatycznej objawia się zarówno powiązaniem, jak i silnym powiązaniem pomiędzy HLA-A3 i B 14. Wysoki stopień nierównowagi powiązań u w tym przypadku przyczyną są mutacje u osoby, która była jej źródłem; ponadto okres czasu potrzebny na powrót puli genowej do stanu równowagi był niewystarczający. Z tego punktu widzenia geny HLA są prostymi markerami połączonych genów. Z drugiej strony, aby ujawnić się określone zaburzenie, może być wymagana interakcja z określonymi allelami HLA. Ta ostatnia hipoteza wymagałaby uznania większego odsetka mutacji z ekspresją genów wadliwych, co zachodzi jedynie pod warunkiem połączenia z niektórymi genami HLA.
Choroba Pageta i ataksja rdzeniowa są chorobami dziedzicznymi sprzężonymi z HLA, dziedziczonymi w sposób autosomalny dominujący; występują u kilku członków rodziny jednocześnie. Choroba Hodgkina jest manifestacją recesywnej wady dziedzicznej sprzężonej z HLA. W tych chorobach nie znaleziono żadnych powiązań HLA, co sugeruje początkową wielość czynników wywołujących te choroby z mutacjami związanymi z różnymi allelami HLA.
Powiązanie z HLA można łatwo określić, gdy dominacja i recesywność cech są łatwe do rozróżnienia, tj. gdy ekspresja jest wysoka, a proces jest zdeterminowany defektem w pojedynczych genach. W większości skojarzeń markery HLA odzwierciedlają czynniki zaangażowane w realizację i modulację odpowiedzi immunologicznej pod wpływem wielu genów. Przykładem wielogenowej choroby immunologicznej jest alergia atoniczna, w której związek z HLA może być widoczny jedynie u osób z niskim, genetycznie kontrolowanym (nie wynikającym z HLA) poziomem wytwarzania IgE. Innym przykładem tego rodzaju jest niedobór IgA (Tabela 63-3) związany z HLA-DR3.
Znaczenie kliniczne układu HLA. Kliniczne znaczenie typowania HLA w diagnostyce ogranicza się do oznaczania witaminy B27 w diagnostyce zesztywniającego zapalenia stawów kręgosłupa; jednak w tym przypadku jest 10% wyników fałszywie dodatnich i fałszywie ujemnych. Badanie HLA ma także wartość w praktyce poradnictwa genetycznego w celu wczesnego wykrywania chorób w rodzinach z idiopatyczną hemochromatozą, wrodzonym przerostem nadnerczy związanym z niedoborem hydroksylazy steroidowej, zwłaszcza jeśli typowanie HLA przeprowadza się na komórkach uzyskanych w wyniku amniopunkcji. Wysoki stopień polimorfizmu w układzie HLA sprawia, że jest to cenne narzędzie do badania różnych preparatów komórkowych, zwłaszcza w medycynie sądowej. Niektóre choroby, takie jak cukrzyca typu I i inne, w przypadku których wskazane są powiązania z HLA, wymagają dalszych badań nad rolą składników układu HLA w patogenezie tych chorób.
Podczas pierwszego przeszczepu serca ludzkiego przeprowadzonego w 1967 r. przez C. Barnarda i setek kolejnych przeszczepów chirurdzy stanęli przed problemem odrzucenia przeszczepu. Okazało się, że główna trudność nie leży w technice operacji, która jest obecnie dobrze rozwinięta, ale w niezgodności tkanek ze względu na mechanizmy immunologiczne. Zatem u ludzi przeżycie biorców przeszczepu pobranego od losowego dawcy wynosi 10,5 dnia, natomiast przeszczepy wymieniane pomiędzy bliźniętami jednojajowymi (izoprzeszczepy), zaszczepić się. Dzieje się tak na skutek obecności na powierzchni komórek antygenów, tzw antygeny transplantacyjne Lub antygeny zgodności tkankowej. Większość antygenów transplantacyjnych znajduje się na leukocytach, ale można je również znaleźć na wszystkich innych komórkach jądrzastych (komórkach skóry, płuc, wątroby, nerek, jelit, serca itp.). Geny kodujące te antygeny nazywane są geny zgodności tkankowej. System genów kontrolujący antygeny transplantacyjne leukocytów nazywany jest głównym kompleksem zgodności tkankowej (MHC). Geny zgodności tkankowej są kodominujące.
Skuteczność przeszczepu zależy nie tylko od antygenów leukocytów i erytrocytów, ale także od mniejszy układ zgodności tkankowej. Zakorzeniają się przeszczepy między bliźniętami jednojajowymi. Jednakże u braci i sióstr, jeśli haplotypy MHC są zgodne, ale mniejsze systemy zgodności tkankowej nie są zgodne, przeszczepy skóry są odrzucane.
Po immunoglobulinach i receptorach komórek T, białka głównego kompleksu zgodności tkankowej są najbardziej zróżnicowanymi ze wszystkich białek. Istnieją dwie klasy białek MHC. Białka klasy I znajdują się na powierzchni prawie wszystkich komórek. Cząsteczka białka składa się z dwóch łańcuchów polipeptydowych: dużego i małego. Wiewiórki
MHC klasy II występują na powierzchni niektórych komórek (limfocytów B-1, makrofagów, wyspecjalizowanych komórek nabłonkowych), a ich cząsteczka składa się z w przybliżeniu równych łańcuchów polipeptydowych-*. Białka MHC wykazują pewne podobieństwa z immunoglobulinami. Główna rola białek MHC nie polega na odrzuceniu obcej tkanki, ale na kierunku reakcji limfocytów T na antygen. Cytotoksyczne limfocyty T potrafią rozpoznać antygen, jeśli jest on zlokalizowany razem z białkami MHC klasy I na powierzchni jednej komórki. Limfocyty pomocnicze T rozpoznają antygen w połączeniu z białkami MHC klasy II.Taka podwójna stymulacja nazywana jest restrykcją MHC-o.Po raz pierwszy główny system zgodności tkankowej mysiego H-2 odkrył P. Gorer w 1936 r. Oprócz H -2, znaleziono wiele loci zgodności tkankowej zlokalizowanych we wszystkich chromosomach.
W 1980 r. D. Snell, J. Dosset i B. Benatzeraff otrzymali Nagrodę Nobla za „różne aspekty badań prowadzących do współczesnego zrozumienia układu genów zgodności tkankowej człowieka”. D. Snell sformułował podstawowe prawa genetyczne zgodności tkankowej i uzyskał dane na temat drobnej struktury locus H-2 u myszy.
System H-2 jest dość dobrze poznany i dlatego służy jako dobry model do badania MHC u innych gatunków zwierząt. Kompleks H-2 obejmuje kilka ściśle powiązanych loci o długości 0,35 cm, zlokalizowanych na 17 chromosomie. Kompleks H-2 dzieli się na pięć regionów: K, I, S, G, D (ryc. 56).
