Поверхностный аппарат клетки. Методические указания.. Михеев в. С
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
Наследственные дефекты таких ферментов приводят к разнообразным расстройствам пищеварения. Например, наследственный дефицит лактазы, катализирующей расщепление лактозы на галактозу и глюкозу, проявляется сразу после рождения, так как лактоза является компонентом материнского молока. Характерными симптомами этой непереносимости лактозы являются спазмы кишечника, метеоризм (скопление газов в кишечнике) и диарея (понос). В данном случае накопление лактозы, не расщепившейся в тонком кишечнике: вызывает ее частичное расщепление кишечными бактериями в толстой кишке (следствие - метеоризм) и адсорбцию больших количеств воды (следствие - диарея). При таком заболевании, особенно опасном для детей, наблюдается и лактозурия (присутствие лактозы в моче). Большое количество ферментов локализовано в плазмалемме, например, фосфолипазы А и С, гуанилатциклаза, протеинкиназа С и др. Кроме того, ферментативной (АТФазной) активностью обладают насосы плазмалеммы: Са-насос и каталитические рецепторы, имеющие протеинкиназный цитоплазматический домен. Уникальными для плазмалеммы ферментами являются 5-нуклеотидаза, щелочная фосфодиэстераза, Na/К-АТФаза, аденилатциклаза и аминопептидаза. Наследственные дефекты ферментов плазмалеммы приводят к определенным изменениям метаболизма клетки, могут нарушать AT ионов или блокировать передачу сигналов в конкретных РСС. В периферической гиалоплазме также локализуется достаточное количество белков с ферментативной активностью, например, протеинкиназа А и миозин, головки которого являются АТФазами. Важные каталитические элементы, обнаруженные в субмембранном комплексе, - ферменты гликолиза, бескислородного этапа энергетического обмена, при котором расщепление глюкозы используется для синтеза АТФ. Известно несколько наследственных болезней, обусловленных пониженной активностью ферментов гликолиза, при которых развивается гемолитическая анемия (малокровие из-за разрушения эритроцитов). Индивидуализирующая, или маркерная, функция ПА клеток проявляется в том, что ПА разных клеток отличаются по набору определенных молекул. В качестве таких молекул могут выступать белки, гликопротеины игликолипиды, входящие в состав плазмалеммы и гликокаликса. С точки зрения рассматриваемой функции они являются индивидуализирующими маркерами, или антигенами, которые можно подразделить на 2 категории. К первой относятся дифференцированные маркеры, обнаруживаемые при сравнении ПА разных клеток одного организма - клеток разного типа дифференцировки. Так, свои специфические маркеры имеют эпителиальные клетки, нейроны, кардиомиоциты, гепатоциты, лимфоциты и т.д. Каждый из таких маркеров выполняет в ПА свою функцию, т.е. может быть переносчиком, рецептором, ферментом или адгезивной молекулой, что отражает специфику функций разных клеток многоклеточного организма. В норме они не являются антигенами для собственной иммунной системы, находясь в соответствующем наборе дифференцировочных маркеров. При некоторых патологических состояниях такие маркеры способны индуцировать иммунный ответ собственного организма, становясь функционально аутоантигенами. В частности, определенные органы (мозг, семенники) изолированы от иммунной системы соответствующими гематологическими барьерами (гематоэнцефалическим и гематотестикулярным, соответственно), благодаря специфическому строению стенок капилляров мозга и семенников. В результате иммунная система не способна определять специфические маркеры нейронов и мужских половых клеток как «свои» - эти маркеры являются потенциальными аутоантигенами. При серьезных черепно-мозговых травмах происходит нарушение гематоэнцефалического барьера и развивается иммунный ответ на дифференцировочные маркеры нейронов. Это сопровождается иммунным разрушением нервных клеток головного мозга, следствием чего являются разнообразные энцефалопатии (нарушения функций головного мозга), которые могут завершиться и смертью организма. В плазме крови пострадавшего в такой ситуации обнаруживаются аутоантитела - антитела к маркерам собственных нейронов. Аналогичная ситуация наблюдается и при нарушениях гематотестикулярного барьера, приводящих к стерильности (бесплодию) из-за иммунного разрушения половых клеток мужчин. Наличие (или отсутствие) соответствующих дифференцировочных маркеров в ПА данной клетки определяется активным (или неактивным) состоянием гена, контролирующего структуру этого маркера. Так как в каждой клетке организма представлен набор всех генов, отсутствие маркера означает, что соответствующий ген в данной клетке инактивирован (выключен). При нарушениях регуляции работы таких генов в ПА появляется маркер, не характерный для клетки. Это может служить причиной иммунной реакции на данный аутоантиген, так как он оказывается в не обычном для него наборе маркеров. Например, маркер HLA-DRхарактерен для ПА только определенных клеток: макрофагов, дендритных клеток и В-лимфоцитов. Известны случаи, когда этот маркер появляется в ПА β-клеток поджелудочной железы, где становится аутоантигеном. В результате этого происходит иммунное разрушение β-клеток, синтезирующих и секретируюших гормон инсулин, и развивается одна из форм инсулинзависимого сахарного диабета - аутоиммунный сахарный диабет, диагностируемый по наличию аутоантител. Вторая категория индивидуализирующих маркеров отражает различия между ПА однотипных клеток разных организмов одного вида, например, человека. Такие маркеры получили название групповых антигенов и представляют собой группу структурных вариантов одно и того же маркера, объединенных в систему групповых антигенов. Фактически, к одной системе групповых антигенов относятся маркеры, структура которых контролируется различными аллелями одного гена. Примером систем групповых антигенов являются системы групп крови, которые подразделяют на эритроцитарные, лейкоцитарные и тромбоцитарные. У человека известно более 20 эритроцитарных систем групп крови, важнейшими из которых в медицинском отношении являются система АВО и резус-система. Система АВО представлена тремя антигенами: А, В и Н, - которые, по своей структуре, являются гликосфинголипидами плазмалеммы. Наибольшее количество этих антигенов обнаруживается в мембране эритроцитов (порядка 10 млн.), однако, они имеются и в плазмалемме других типов клеток, хотя и в меньшем количестве. Различия между антигенами А, В и Н касаются углеводного компонента гликосфинголипида и определяются активностью фермента галактозилтрансферазы (ГТ). Структура этого фермента кодируется аллелями гена I, причем разные аллели определяют различную активность ГТ. Активная форма фермента катализирует реакцию превращения антигена Н в антигены А или В, т.е. Н является биохимическим предшественником А и В. Антиген Н синтезируется в ходе соответствующей цепи реакций и имеет следующую структуру: церамид=N-ацетилгалактозамин*галактоза*N-ацетил-глюкозамин*галактоза*фукоза (фукоза - изомер глюкозы). Один из аллелей гена, I°,кодирует неактивную форму ГТ, ГТ°. Благодаря этому, у людей, имеющих набор аллелей I°I°в мембране эритроцитов обнаруживается только антиген Н, и их относят к группе крови О (I). Аллель IА кодирует активную форму ГТ - ГТА, специфичную к модифицированной галактозе - N-ацетилгалактозамину, который с помощью ГТА присоединяется к концевой галактозе антигена Н. В результате этого в клетке синтезируется более сложный антиген А. У людей, имеющих наборы аллелей IАIА или IАI°, в плазмалемме эритроцитов обнаруживается только антиген А, и они относятся к группе крови А(II). Аллель IВ также кодирует активную форму фермента - ГТВ, но имеющую иную субстратную специфичность. Действие ГТВ проявляется в присоединении к концевой галактозе антигена Н не N-ацетилгалактозамина, а галактозы, что приводит к синтезу антигена В. Вследствие этого, у людей с наборами аллелей IВIВ или IВI° образуется только антиген В, и они представляют группу крови В(III). Наконец, у человека могут быть два разных аллеля, IА и IВ , кодирующих, соответственно, ГТА и ГТВ. В таком случае одна часть имеющегося антигена Н «превращается» в антиген А, а другая - в антиген В, т.е. в ПА эритроцитов представлены оба этих антигена. Одновременное присутствие антигенов А и В в плазмалемме служит критерием принадлежности к группе крови AB(IV). Наличие систем групповых антигенов позволяет иммунной системе организма опознавать чужеродные клетки и разрушать их. Это необходимо учитывать при переливании крови (трансфузии). Донор (человек, дающий кровь) и реципиент (человек, которому кровь переливают) должны быть совместимыми по группам крови - реципиент должен иметь все варианты антигенов, которые есть у донора. В противном случае иммунная система реципиента будет разрушать эритроциты донора, так как на них представлен не свойственный реципиенту вариант антигена. В этом отношении люди с группой крови AB(IV) являются универсальными реципиентами по системе АВО - им можно переливать кровь любой из четырех групп этой системы. С другой стороны, люди с группой крови О(1) представляют собой универсальных доноров, так как их кровь можно переливать людям любой группы крови по данной системе. Однако, эти универсальные доноры являются реципиентами только группы крови О(1). На практике, если это возможно, рекомендуется полная совместимость донора и реципиента - они должны быть одинаковой группы крови но системе АВО. Так как антигены А, В и Н обнаруживаются в ПА и других клеток, совместимость по этой системе групп крови необходимо учитывать и при трансплантации (пересадке) тканей и органов. В этом случае требуется наличие совместимости донора и реципиента и по другим системам групп крови, в первую очередь - по лейкоцитарным антигенам системы HLA. Несоблюдение этого правила приводит к отторжению трансплантата. Именно поэтому пересадка участков кожи с одной части тела на другую (например, при лечении последствий ожогов) не вызывает иммунологического отторжения. наверх |