Происхождение терминов MHC и HLA
Исторически изучение этих поверхностных гликопротеинов началось в связи с развитием трансплантологии. Исследователи заметили, что отторжение пересаженных тканей зависит от несовпадения структур на клетках донора и реципиента — чужеродные ткани распознавались лимфоцитами и уничтожались. В общебиологической англоязычной литературе закрепился термин МНС (Major Histocompatibility Complex), что переводится как «главный комплекс гистосовместимости».
Для человека чаще используется медицинская аббревиатура HLA (Human Leucocyte Antigens), поскольку впервые эти маркерные белки были обнаружены именно на лейкоцитах. Впоследствии выяснилось, что основная физиологическая роль этих комплексов заключается вовсе не в отторжении трансплантатов, а в участии в иммунных реакциях — презентации антигенов собственным защитным клеткам.
Генетически этот комплекс локализуется на коротком плече 6-й хромосомы. Характерной чертой генов ГКГ является колоссальная вариабельность: каждый ген имеет от десятков до сотен (300–500) аллельных вариантов. Благодаря этому каждый человек обладает уникальной комбинацией белков на поверхности клеток, что формирует его неповторимый «биологический паспорт».
Классификация молекул ГКГ
Все продукты генов гистосовместимости делятся на три больших класса, которые существенно различаются по своей локализации в организме и выполняемым функциям:
- ГКГ-I (Мембранные). Присутствуют на поверхности абсолютно всех соматических клеток организма, имеющих ядро. Важным исключением являются эритроциты — поскольку они безъядерные, молекулы первого класса на их мембранах отсутствуют.
- ГКГ-II (Мембранные). Имеют строго ограниченную локализацию. Они экспрессируются только на поверхности специализированных антигенпредставляющих клеток (АПК).
- ГКГ-III (Растворимые). В отличие от первых двух классов, они не закрепляются на клеточных мембранах. Это секреторные белки, которые находятся во внеклеточных жидкостях (к этой группе относятся, например, компоненты системы комплемента).
Антигенпредставляющие клетки и их роль
Главная задача мембранных белков ГКГ — представление (презентация) антигенных детерминант Т-лимфоцитам. При этом существует строгое разделение труда: молекулы ГКГ-I презентуют антигены Т-киллерам, а молекулы ГКГ-II работают исключительно с Т-хелперам.
Клетки, на поверхности которых экспрессируется ГКГ-II, называются антигенпредставляющими клетками (АПК). К ним относятся:
- Макрофаги и их производные (интердигитирующие клетки, дендритные клетки, клетки Купфера в печени, клетки Лангерганса в коже).
- В-лимфоциты.
- Специализированный эпителий (например, М-клетки желудочно-кишечного тракта, а также эпителиальные клетки стромы тимуса, которые критически важны для правильной селекции созревающих Т-лимфоцитов). В определенных ситуациях эту функцию могут брать на себя эндотелиоциты и другие эпителиальные клетки.
Эндогенный путь презентации (ГКГ-I)
Любая ядросодержащая клетка постоянно осуществляет иммунологический «фэйс-контроль», демонстрируя на своей поверхности фрагменты того, что находится в ее цитоплазме. Этот механизм называется эндогенным путем презентации. В качестве источника антигенов выступают собственные белки клетки, белки внутриклеточных паразитов (например, вирусов) или опухолевые маркеры.
Процесс сборки комплекса выглядит следующим образом:
- Процессинг. Белки расщепляются не в лизосомах, а в протеосомах — цилиндрических безмембранных комплексах с протеазной активностью. В результате длинные цепи нарезаются на короткие пептиды (длиной 8–11 аминокислот).
- Транспорт. Полученные короткие пептиды переносятся внутрь эндоплазматической сети (ЭПС) при помощи специального белка-переносчика — TAP-белка.
- Сборка и вывод. В шероховатой ЭПС пептид попадает в специальную щель на молекуле ГКГ-I. Готовый комплекс «ГКГ-I + пептид» транспортируется и встраивается в наружную мембрану клетки.
Если на поверхность выставлен нормальный собственный пептид, иммунная система его игнорирует. Однако если клетка инфицирована и выставляет чужеродный вирусный или опухолевый фрагмент, она немедленно распознается рецепторами лимфоцитов и становится мишенью для уничтожения Т-киллерами.
Чтобы легко запомнить локализацию: ГКГ-I (первый класс) — базовый, он есть на мембранах всех соматических клеток с ядром. ГКГ-II (второй класс) — «элитный», присутствует только на специализированных антигенпредставляющих клетках (макрофагах, В-лимфоцитах).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему молекулы ГКГ-I отсутствуют на зрелых эритроцитах?
Антигены первого класса синтезируются и экспрессируются только на поверхности ядросодержащих клеток. Поскольку зрелые эритроциты человека утрачивают ядро, они лишены и этих мембранных комплексов.
Что такое TAP-белок и зачем он нужен?
Это специализированный белок-переносчик, который обеспечивает транспорт коротких расщепленных пептидов (8–11 аминокислот) в полость эндоплазматической сети, где они связываются с молекулой ГКГ-I.
Где происходит расщепление белков при эндогенном пути презентации?
Процессинг эндогенных (вирусных, опухолевых или собственных) белков происходит в протеосомах — безмембранных белковых цилиндрах с высокой протеазной активностью, а не в лизосомах.
Что ещё разобрать по теме
- Строение и функции протеосом
- Роль эпителиальных клеток стромы тимуса в селекции Т-лимфоцитов
- Особенности М-клеток желудочно-кишечного тракта
- Система мононуклеарных фагоцитов (клетки Купфера, Лангерганса)
Разберите тему целиком в курсе «Гистология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Главный комплекс гистосовместимости» и ещё 3 438 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 137 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Органы кроветворения и иммуногенеза»
Бесплатные видеоуроки: гистологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.