Понятие и классификация АПК
Для полноценной активации Т-лимфоцита одного лишь распознавания антигена недостаточно. Требуется второй сигнал — костимуляция, которая реализуется через взаимодействие дополнительных поверхностных молекул (например, B7/CD80, CD86). Клетка, несущая на мембране комплексы MHC I и II классов в сочетании с костимулирующими молекулами, теоретически является антигенпрезентирующей.
В иммунологии выделяют две основные группы АПК:
- «Профессиональные» АПК: дендритные клетки, макрофаги и В-лимфоциты. Их главная задача — представление антигенов Т-клеткам.
- Непрофессиональные АПК: другие клетки организма (эпителиальные, эндотелиальные и прочие), которые в нормальных условиях не презентируют антигены, но способны приобретать такие свойства при воспалении и активации.
Сравнение профессиональных АПК
Три главных типа профессиональных АПК различаются по способу поглощения антигена, экспрессии поверхностных молекул и способности активировать разные субпопуляции Т-лимфоцитов.
| Характеристика | Дендритная клетка | Активированный макрофаг | В-лимфоцит |
|---|---|---|---|
| Способ захвата | Пиноцитоз (реже фагоцитоз) | Фагоцитоз | Рецепторзависимый пиноцитоз |
| MHC-II на мембране | Присутствует постоянно | Требует индукции (LPS, IFNγ) | Присутствует постоянно |
| Молекулы B7 | Присутствуют постоянно | Требуют индукции | Требуют индукции |
| Кого активируют | Наивные, эффекторные, клетки памяти | Эффекторные, клетки памяти | Эффекторные, клетки памяти |
Примечание: молекулы MHC-I и MHC-II есть у всех трех типов клеток.
Первичный иммунный ответ и роль дендритных клеток
Когда организм сталкивается с антигеном впервые, иммунный ответ должен стартовать с активации наивных Т-лимфоцитов. Эту задачу способны выполнить только дендритные клетки, поскольку их способность презентировать антиген примерно в 100 раз выше, чем у макрофагов.
Запуск первичного ответа опирается на взаимодействие дендритных клеток и CD4+ Т-хелперов. Этот контакт не просто начинает реакцию, но и служит главным мостом между врожденным (дендритные клетки) и адаптивным (Т-хелперы) звеньями иммунитета.
Клональная организация и парадоксы презентации
Популяция Т-лимфоцитов организована по клональному принципу: каждая отдельная клетка несет уникальный Т-клеточный рецептор (TCR), который распознает строго один антигенный паттерн. В процессе презентации антигена иммунная система сталкивается с двумя серьезными количественными преградами:
- Критическая нехватка специфических Т-лимфоцитов.
В регионарном лимфоузле находится крайне мало клеток нужного клона. Например, у мышей общее число вариантов TCR превышает 500 тысяч, а в одном лимфоузле может оказаться менее 10 клеток, способных распознать конкретный антиген. Вероятность их физической встречи с дендритной клеткой крайне мала.
- Дефицит антигенных комплексов на мембране АПК.
Для активации Т-хелпера нужно, чтобы его рецепторы связались с 200–500 молекулами MHC-II, несущими нужный пептид. Однако дендритная клетка одновременно представляет множество разных белков, и на долю искомого антигена приходится не более 0,1% (около 30–100 молекул на клетку). Это значительно ниже порога, необходимого для активации.
Несмотря на эти математические противоречия, иммунная система успешно преодолевает данные барьеры за счет специальных механизмов, обеспечивающих эффективный поиск и активацию клеток.
Вопросы с занятий и экзамена
Какие клетки относятся к профессиональным АПК?
К ним относятся дендритные клетки, макрофаги и В-лимфоциты. Все они экспрессируют молекулы MHC I и II классов.
Почему только дендритные клетки могут активировать наивные Т-лимфоциты?
Потому что их презентационный потенциал в 100 раз выше, чем у макрофагов, и они спонтанно экспрессируют высокий уровень костимулирующих молекул (B7).
Что такое костимуляция?
Это передача дополнительного, второго сигнала (через молекулы B7/CD80, CD86), который необходим для полноценной активации Т-клетки после распознавания ею антигена.
В чем суть количественных проблем презентации антигена?
Проблема заключается в крайне низком числе специфических Т-клеток в лимфоузле (менее 10 на клон) и недостаточном количестве молекул MHC-II с нужным пептидом на поверхности АПК (30–100 при норме 200–500 для активации).
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы преодоления количественного дефицита клонов Т-лимфоцитов.
- Процессинг антигена и сборка комплексов MHC-пептид внутри клетки.
- Роль костимулирующих молекул семейства B7 (CD80/86) и их рецепторов.
- Особенности активации клеток памяти и эффекторных лимфоцитов.
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Антигенпрезентирующие клетки» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Адаптивный иммунитет»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.