1.3. Молекулы иммунной системы
Для осуществления необходимых функций клетки иммунной системы имеют сложную молекулярную организацию своих рецепторов и способны к выработке целого ряда молекул.
1. АНТИГЕНПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ, АНТИГЕНРАСПОЗНАЮЩИЕ И АНТИГЕНСВЯЗЫВАЮЩИЕ МОЛЕКУЛЫ. Набор этих молекул уникален для каждого организма, для каждого лимфоцитраного клона и для каждого специфического иммунного ответа. К ним относятся:
антигенраспознающие иммуноглобулиновые рецепторы В-клеток (B cellular receptors - BCR);
свободные иммуноглобулины: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD;
антигенраспознающие рецепторы Т-клеток (T cellular receptors - TCR);
антигенпредставляющие молекулы: лейкоцитарные антигены главного комплекса гистосовместимости (Human leukocyte antigens - HLA I и II) и молекулы CD1 (a, b, c, d, e).
2. АДГЕЗИВНЫЕ МОЛЕКУЛЫ опосредуют взаимодействия между клетками и лигандами при непосредственном контакте:
суперсемейство иммуноглобулинподобных молекул;
интегрины;
селектины;
муцины (муциноподобные васкулярные аддрессины);
суперсемейство рецепторов к факторам некроза опухоли и фактору роста нервов - TNF/NGF (или молекулы, опосредующие апоптоз);
линк-семейство (компоненты экстрацеллюлярного матрикса).
3. ИММУНОЦИТОКИНЫ являются гормонами иммунной системы, действующими чаще с пара- и аутокринным, реже - с эндокринным эффектами:
интерлейкины (Interleukins - ILs);
колониестимулирующие факторы (Colony-stimulating factors - CSFs);
интерфероны (Interferons - IFNs);
факторы некроза опухоли (Tumour-necrosis factors - TNFs);
хемокины (Chemokines) и др.
4. СБОРНАЯ ГРУППА РАЗЛИЧНЫХ МЕДИАТОРОВ ИММУННОГО ВОСПАЛЕНИЯ включает белки комплемента, "острой фазы", простаноиды и лейкотриены, протеолитические ферменты и др.
Рис. 1
дентичных
тяжёлых (heavy - H) цепей (chains). Лёгкие
цепи бывают двух типов: (легкие- λ и χ ,
тяжёлые - пяти (α, γ, δ, ε, μ) Лёгкие и
тяжёлые цепи содержат повторяющиеся
гомологичные последовательности и
образуют своеобразные клубки (домены).
Существуют константные (constant)
(CL, CH1,
CH2 и CH3)
и вариабельные (variable)
домены (VL и VH).
Гипервариабельные области вариабельных доменов формируют антигенсвязывающие сайты или активные центры. Молекула иммуноглобулина может быть также разделена на Fc-фрагмент (a fragment crystalline), который ответственен за неспецифическую эффекторную активность, и 2 Fab-фрагмента (fragment antigen-binding), которые содержат антигенсвязывающие сайты. Химическая природа антител была подробно изучена Нобелевскими лауреатами (1972) G.M.Edelman (США) и R.R.Porter (Великобритания).
Каждый В-лимфоцит экспрессирует В-клеточный антигенраспознающий рецептор (an antigen-recognizing receptor - BCR), который состоит из мономерных имуноглобулинов IgM и IgD, имеет клональную гетерогенность и ассоциирован с молекулами CD79a и CD79b, необходимыми для проведения сигнала внутрь клетки. Наряду с этими молекулами, имеется также корецепторный комплекс (CD19, CD21(CR2), CD81), предназначенный для распознавания HLA II.
Каждый Т-лимфоцит экспрессирует Т-клеточный антигенраспознающий рецептор (an antigen-recognizing receptor - TCR), который состоит из двух цепей, и , и имеет один из корецепторов - CD4 (у Т-хелперов) или CD8 (у цитотоксических Т-лимфоцитов). Эти инвариантные корецепторы CD4 и CD8 необходимы для распознавания соответственно HLA II или HLA I. Каждая цепь TCR подобно молекуле иммуноглобулина имеет вариабельный и константный домены, что обеспечивает клональную гетерогенность антигенраспознающих рецепторов. Ещё одна молекула (CD3) тесно ассоциирована c TCR и служит для проведения сигнала внутрь клетки. CD3 состоит из 5 инвариантных белков (,,,,). Другой тип антигенраспознающего рецептора, TCR, экспрессируется на небольшой субпопуляции Т-клеток. Эти T-клетки, роль которых пока до конца не исследована, по-видимому, функционируют подобно NK-клеткам, однако они тоже имеют определённую клональную гетерогенность.
Молекулы гистосовместимости были открыты Нобелевскими лауреатами (1980) B.Benacerraf (США), J.Dausset (Франция) и G.D.Snell (США). Эти молекулы играют решающую роль во многих иммунных процессах, включая загрузку антигенных пептидов и их презентацию. Молекулы HLA разделяются на класс I (A, B, C, E, F, G) и класс II (DR, DP, DQ) в зависимости от их структуры и функции. Экспрессия HLA I имеет место почти на всех клетках (за исключением синцитиотрофобласта), выполняя функцию взаимной информации клеток внутри организма об аутологичности; экспрессия HLA II наблюдается почти исключительно на клетках иммунной системы: B-лимфоцитах, макрофагах, эндотелиоцитах, активированных Т-клетках и др.
М
Рис.2
Не-HLA молекулы CD1 (a, b, c, d и e), которые состоят по аналогии с HLA I из -цепи и 2-микроглобулина, также вовлечены в процессы загрузки антигенов, но небелковой природы (фосфолипиды, липополисахариды).
Имеется связь между наследованием некоторых генов HLA и высоким риском развития определённых болезней. Например, более 90 % пациентов с анкилозирующим спондилоартритом, тяжёлой аутоиммунной патологией позвоночника, имеют ген HLA-B27.
Поскольку HLA определяет гистосовместимость, необходимо, чтобы у донора и реципиента при трасплантации органа или ткани было соответствие по HLA. Карта пациента по HLA называется "full house" ("полный дом") и включает данные относительно двух аллелей каждого вида молекул (например, HLA-A, HLA-B, HLA-DR и др.). Сенсибилизация белками HLA в прошлом (при гемотрансфузиях, транплантациях или беременности) может приводить к острому отторжению пересаживаемого трансплантата или тромбоцитопении при переливании крови, поэтому необходимо обязательное тестирование на наличие антител против HLA. Типирование HLA может cлужить дополнительным критерием для диагностики таких болезней как анкилозируюзий спондилоартрит, диабет, целиакия, гемохроматоз, псориаз и нарколепсия, при которых известна высокая степень связи с определёнными гаплотипами HLA.