Główny układ zgodności tkankowej (MHC) — budowa, funkcje i znaczenie
Przegląd głównego układu zgodności tkankowej (MHC): budowa i klasy cząsteczek, mechanizm prezentacji antygenów, rola w odporności, transplantologii i zmienności genetycznej.
Główny układ zgodności tkankowej, znany powszechnie jako MHC, to zbiór genów i kodowanych przez nie białek obecnych na powierzchni komórek, które odgrywają centralną rolę w rozpoznawaniu własnego i obcego materiału biologicznego. MHC umożliwia układowi odpornościowemu wykrycie fragmentów białek obcych organizmowi i przekazanie tej informacji komórkom efektorowym. Termin ten obejmuje zarówno same cząsteczki białkowe, jak i ich genetyczne uwarunkowanie.
Galeria obrazów
5 Obrazy
Budowa i klasy cząsteczek
Cząsteczki MHC występują w kilku klasach o odmiennych rolach. Najważniejsze to MHC klasy I, prezentujące peptydy pochodzące z wnętrza komórki, oraz MHC klasy II, prezentujące peptydy pochodzące z zewnętrznych źródeł. Cząsteczki MHC znajdują się na powierzchni komórek i tworzą rowek wiążący krótkie peptydy. Więcej na temat typu i lokalizacji cząsteczek można znaleźć u źródeł specjalistycznych, np. informacje o cząsteczce oraz opisy komórek prezentujących antygen (APC).
Mechanizm prezentacji antygenów
Podstawową funkcją MHC jest prezentacja fragmentów białek (peptydów) limfocytom T. Peptydy pochodzą albo z białek cytoplazmatycznych (prezentacja przez MHC I), albo z białek pobranych i przetworzonych w endosomach (prezentacja przez MHC II). Fragmenty peptydów są wiązane i eksponowane na powierzchni komórkowej, gdzie rozpoznają je limfocyty T. Dzięki temu mechanizmowi układ odpornościowy wykrywa obecność antygenów pochodzących od patogenów lub nieprawidłowych komórek.
Genetyka i zmienność
MHC jest kodowany przez rozległy kompleks genów; u ludzi nazywa się on HLA. Geny te tworzą duże i polymorficzne rodziny. Informacje o lokalizacji i strukturze genów znajdują się w źródłach genetycznych, np. opis genów kodujących i rodzin genowych. Rozmaitość alleli MHC w populacjach ma znaczenie adaptacyjne: szeroka zmienność zwiększa prawdopodobieństwo rozpoznania różnorodnych patogenów u przedstawicieli gatunku, co obserwuje się u wielu kręgowców.
Znaczenie kliniczne i praktyczne
MHC ma istotne implikacje kliniczne. Dopasowanie HLA jest kluczowe przy przeszczepach narządów — niezgodność MHC prowadzi do odrzutu allogenicznego. Różne warianty MHC są powiązane z podatnością na choroby autoimmunologiczne i wpływają na przebieg zakażeń. Informacje o wykorzystaniu MHC w medycynie, diagnostyce i projektowaniu szczepionek są szeroko dostępne, np. w publikacjach dotyczących odporności adaptacyjnej (odporność adaptacyjna).
Ważne rozróżnienia i ciekawostki
- MHC klasy I wiąże krótkie peptydy i komunikuje stan wewnętrzny komórki.
- MHC klasy II prezentuje peptydy pochodzące z fagocytowanych lub endocytowanych antygenów.
- Różnorodność MHC jest jedną z przyczyn trudności w dopasowaniu dawców przeszczepów.
Mimo intensywnych badań wiele aspektów regulacji ekspresji i modulacji funkcji MHC pozostaje aktywnym polem badań. Dalsze informacje i materiały przeglądowe można znaleźć w literaturze naukowej i zasobach online, np. o peptydach MHC, o antygenach oraz syntetyczne przeglądy dotyczące prezentacji i rozpoznania immunologicznego (patogeny). Praktyczne protokoły i analizy populacyjne bywają publikowane w bazach i artykułach specjalistycznych (kręgowce), a także w materiałach edukacyjnych (rodziny genów) i genetycznych opisach (kodowanie). Dodatkowe zasoby dla klinicystów i badaczy dostępne są pod hasłami związanymi z prezentacją antygenów i funkcjonowaniem komórek prezentujących (APC) oraz interakcją z limfocytami T.
Efektywność
Dwie właściwości cząsteczek MHC utrudniają patogenom unikanie odpowiedzi immunologicznej.
1. MHC jest poligeniczny. Istnieje kilka różnych genów, tak że każdy człowiek lub zwierzę ma zestaw cząsteczek MHC, które wiążą nieco inne zakresy peptydów.
2. Geny MHC są wysoce polimorficzne. Oznacza to, że w populacji występuje wiele wariantów alleli każdego genu. Polimorfizm jest tak wysoki, że w populacji mieszanej nie ma dwóch osobników z dokładnie takim samym zestawem genów i cząsteczek MHC, z wyjątkiem identycznych bliźniąt.
Wewnątrz populacji, obecność wielu różnych alleli oznacza, że prawie zawsze znajdzie się osobnik ze specyficzną cząsteczką MHC zdolną do załadowania właściwego peptydu w celu rozpoznania konkretnego mikroba. Ewolucja polimorfizmu MHC oznacza, że populacja nie ulegnie nowemu lub zmutowanemu patogenowi, ponieważ przynajmniej niektóre osobniki będą w stanie rozwinąć odpowiednią odpowiedź immunologiczną, by pokonać patogen. Różnice w cząsteczkach MHC są wynikiem dziedziczenia różnych cząsteczek MHC.
Transplantacje
Przeszczepy są ograniczone do tych, które wywołują najmniejszą reakcję systemu MHC w testach zgodności tkankowej.
Choroby autoimmunologiczne
Choroba autoimmunologiczna występuje wtedy, gdy komórki odpornościowe nie rozpoznają cząsteczek MHC innych komórek i zaczynają atakować własny organizm.
Powiązane artykuły
Autor
AlegsaOnline.com Główny układ zgodności tkankowej (MHC) — budowa, funkcje i znaczenie Leandro Alegsa
URL: https://pl.alegsaonline.com/art/60854