Про главный комплекс гистосовместимости (ГКГС) мы уже писали здесь: https://goo.gl/PDHuvF . Эта молекула, находящаяся на поверхности клетки, является ее «паспортом». То есть иммунные клетки организма, чья задача — не дать чужакам жить и размножаться, ощупывают другие клетки именно за ГКГС и таким образом определяют, что это за клетка и что происходит у нее внутри.
На «паспорте» обычной клетки, который называют ГКГС класса I, выставлены фрагменты ее собственных молекул, которые производятся и используются внутри клетки. Без ГКГС они бы не попали на ее поверхность, и клетка была бы таким «черным ящиком» с неизвестным содержимым.
Клетка иммунной системы при контакте с ГКГС здоровой клетки своего организма получает сигнал «свои» и ползет дальше. Но если в клетке производятся вирусы, или произошло несколько мутаций, из-за которых клетка становится раковой, это отражается на ее ГКГС — ведь вирусные молекулы клеточные механизмы нашинкуют и выставят наружу точно так же, как и собственные. И обнаружившая это клетка иммунной системы запустит уничтожение такой «не совсем своей» клетки.
На особых клетках иммунной системы, которые дают команду «фас» иммунным киллерам, расположен еще и немного отличающийся от первого комплекс гистосовместимости класса II. На нем выставлены фрагменты чужаков — бактерий и паразитов, которые клетка (например, МАКРОФАГ — его ты видишь на картинке к посту) захватила и частично переварила. Это уже скорее не паспорт клетки, а аналог плаката most wanted, совмещенного с тренировочным снарядом для полицейских:).
Как попадают собственные молекулы клетки на ГКГС класса I, примерно понятно:
1. сначала комплексы гистосовместимости, как и любые другие молекулы, производятся внутри клетки.
2. Каждый свежепостроенный ГКГС попадает в густой суп из обычных клеточных молекул и их фрагментов.
3. Какие-то из этих молекул ГКГС захватывает, после чего он «всплывают» на поверхность клетки, встраиваясь в клеточную мембрану.
Таким образом те клеточные молекулы, которые ГКГС захватил внутри клетки, выставляются на всеобщее обозрение.
А с ГКГС класса II все немного сложнее: они так же создаются внутри клетки, где находится огромное количество собственных молекул макрофага и очень небольшое количество тех, которые принадлежали заглоченным макрофагом патогенам. Вероятность связывания ГКГС в таких условиях именно с патогенными молекулами близка к нулю. Поэтому свежепостроенные ГКГС второго класса не выпускаются во внутриклеточное пространство, а содержатся в специальных пузырьках внутри клетки, и на каждом ГКГС имеется «заглушка», препятствующая связыванию с какими-либо другими молекулами.
Это вообще очень распространенный в клетках прием: сначала производится большое количество молекул, способных выполнять некую функцию, но все они находятся в деактивированном виде. И в тот момент, когда эти молекулы нужны клетке, их не приходится строить с нуля — достаточно активировать их легким движением какого-нибудь фермента-активатора.
Так что деактивированные ГКГС-II могут плавать в своем пузырьке внутри макрофага сколько угодно и ждать его столкновения с чем-то, что необходимо срочно предоставить на опознание другим клеткам иммунной системы.
Когда макрофаг захватывает бактерию, она тоже находится в специальном пузырьке: ФАГОЛИЗОСОМЕ. Это клеточный аналог нашего желудка: в нем содержатся ферменты, разрезающие патогена на фрагменты, то есть переваривающие его. И только после того, как бактерия превратилась в набор характерных молекул, фаголизосома сливается с тем пузырьком, в котором содержатся ГКГС.
Один из ферментов фаголизосомы срезает с комплексов гистосовместимости заглушки — еще один пример эргономичности клеточных процессов и предохранения от активации молекул в ненужном месте и в ненужное время.
Лишенные заглушек ГКГС соединяются с фрагментами патогена, которых в фаголизосоме было гораздо больше, чем собственных молекул макрофага. После этого пузырек с активированными ГКГС сливается с клеточной мембраной макрофага — при этом ГКГС выставляются на его поверхность, где их и находят другие клетки иммунной системы.
Эти клетки иммунной системы активируются, как только находят какую-то молекулу на ГКГС класса II:
1. в них запускается процесс подстраивания под захват именно такой молекулы
2. они начинают специализироваться на уничтожении клеток, частью которых эта молекула является.
«Наивная» (то есть еще не сталкивавшаяся с частью какого-либо патогена) клетка иммунной системы, наткнувшаяся на макрофаг с выставленным куском бактерии, стремительно мутирует и делится. Так что в результате такого «знакомства» иммунитета с единичной бактерией появляется целая армия клеток, распознающих и разрушающих именно этого патогена. И даже после того, как бактерии такого вида перестали встречаться в организме, в нем сохраняется небольшая популяция иммунных клеток, настроенных именно на него. Поэтому при повторном столкновении с той же бактерией ее уничтожение происходит быстрее.
Итак, ГКГС — это находящаяся на поверхности клетки молекула, на которой находятся либо:
1. фрагменты самой клетки (тогда это ГКГС-I), и тогда она служит «паспортом», предъявляемой иммунной системе. Присутствие здесь нетипичных клеточных молекул запускает процесс уничтожения клетки с таким «подмоченным» паспортом.
2. фрагменты патогенов (тогда это ГКГС-II), которые используются для тренировки «наивных» клеток иммунной системы. Присутствие здесь нетипичных молекул подает совсем другой сигнал, направленный на поиск и уничтожение патогена, которого презентует клетка собственного организма.