Антиген основной. Антиген и антитело – как работает иммунитет. Тяжелые и легкие полипептидные цепи в структуре иммуноглобулинов

Понятие об антигенах

Антигенами называются вещества или тела, несущие на себе отпечаток чужеродной генетической информации, те самые ве­щества, то «чужое», против которого «работает» иммунная сис­тема. Любые клетки (ткани, органы) не собственного организма (не свои) являются для иммунной системы комплексом анти­генов, даже некоторые собственные ткани (хрусталик глаза) - так называемые забарьерные ткани: в норме они не контакти­руют с внутренней средой организма.

Антигены обладают 2 свойствами:

• антигенностью, или антигенным действием, - они способны индуцировать развитие иммунного ответа;
• специфичностью, или антигенной функцией, - взаимодейство­вать с продуктами иммунного ответа, индуцированного анало­гичным антигеном.

Химическая природа антигенов различна. Это могут быть белки:

• полипептиды;
• нуклеопротеиды;
• липопротеиды;
• гликопротеиды;
• полисахариды;
• липиды высокой плотности;
• нуклеиновые кислоты.

Классификация антигенов

Антигены делят на следующие:

• сильные, которые вызывают выраженный иммунный ответ;
• слабые, при введении которых интенсивность иммунного ответа невелика.

Сильные антигены, как правило, имеют белковую структуру.

Некоторые (обычно небелковые) антигены не способны инду­цировать развитие иммунного ответа (не обладают антигенно­стью), но могут вступать во взаимодействие с продуктами им­мунного ответа. Их называют неполноценными антигенами, или гаптенами. Многие простые вещества и лекарственные средст­ва являются гаптенами, при попадании в организм они могут конъюгировать с белками организма хозяина или другими но­сителями и приобретать свойства полноценных антигенов.

Для того чтобы какое-либо вещество проявляло свойства ан­тигена, кроме главного - чужеродное™, оно должно обладать еше иелым рядом признаков:

• макромолекулярностью (молекулярная масса более 10 тыс. дальтон);
• сложностью строения;
• жесткостью структуры;
• растворимостью;
• способностью переходить в коллоидное состояние.

Молекула любого антигена состоит из 2 функиионально различ­ных частей:

• 1-я часть - детерминантная группа, на долю которой прихо­дится 2-3% поверхности молекулы антигена. Она определяет чужеродность антигена, делая его именно этим антигеном, от­личающимся от других;
• 2-я часть молекулы антигена называется проводниковой, при ее отделении от детерминантной группы она не проявляет анти­генного действия, но сохраняет способность реагировать с го­мологичными антителами, т. е. превращается в гаптен.

проводниковой частью связаны все остальные признаки ангенности, кроме чужеродноти.

Любой микроорганизм (бактерии, грибы, вирусы) представляет

собой комплекс антигенов.

По специфичности микробные антигены делятся:

• на перекрестно-реагирующие (гетероантигены) - это антигены, общие с антигенами тканей и органов человека. Они имеются у многих микроорганизмов и рассматриваются как важный фактор вирулентности и пусковой механизм развития аутоим­мунных процессов;
• группоспецифические - общие у микроорганизмов одного рода или семейства;
• видоспецифические — общие у разных штаммов одного вида микроорганизмов;
• вариантспецифические (типоспецифические) - встречаются у отдельных штаммов внутри вида микроорганизмов. По нали­чию тех или иных вариантспецифических антигенов микроор­ганизмы внутри вида делят на варианты по антигенному строе­нию - серовары.

По локализации антигены бактерий делятся:

• на целлюлярные (связанные с клеткой);
• экстрацеллюлярные (не связанные с клеткой). Основные иеллюлярные антигены:
• соматический — О-антиген (глюцидо-липоидо-полипепдидный комплекс);
• жгутиковый — Н-антиген (белок);
• поверхностные - капсульные — К-антиген, fi-антиген, Vi-антиген.

Экстрацеллюлярные антигены - это продукты, секретируемые бактериями во внешнюю среду, в том числе антигены экзоток­синов, ферментов агрессии и защиты и др.

Антитела и их свойства

Антителами называются сывороточные белки, образующиеся в ответ на действие антигена. Они относятся к сывороточным глобулинам, поэтому называются иммуноглобулинами (Ig). Че­рез них реализуется гуморальный тип иммунного ответа. Антитела обладают 2 свойствами:

• специфичностью, т. е. способностью вступать во взаимодейст­вие с антигеном, аналогичным тому, который индуцировал (вызвал) их образование;
• гетерогенностью по физико-химическому строению, специфич­ности, генетической детерминированности образования (по происхождению).

Все иммуноглобулины являются иммунными, т. е. образуются в результате иммунизации, контакта с антигенами. Тем не менее по происхождению они делятся:

• на нормальные (анамнестические) антитела, которые обнару­живаются в любом организме как результат бытовой иммуни­зации;
• инфекционные антитела, которые накапливаются в организме в период инфекционной болезни;
• постинфекционные антитела, которые обнаруживаются в организме после перенесенного инфекционного заболевания;
• поствакцинальные антитела, которые возникают после искус­ственной иммунизации.

Антитела (иммуноглобулины) всегда специфичны антигену, индуцировавшему их образование. Тем не менее противомик-робные иммуноглобулины по специфичности делятся на те же группы, что и соответствующие микробные антигены:

• группоспецифические;
• видоспецифические;
• вариантспецифические;
• перекрестнореагирующие.

В настоящее время довольно часто методами биотехнологии и/или генной инженерии получают иммуноглобулины, продуци­руемые одним клоном кЛеток. Они называются моноклональными антителами. Их продуценты - клетки-гибридомы, являющиеся потомками, полученными при скрещивании В-лимфоцита (плазматической клетки) с опухолевой клеткой. От плазмати­ческой клетки-гибридома наследуется способность к синтезу антител, а от опухолевой клетки - способность длительно культивироваться вне организма.

Помимо специфичности одним из основных свойств иммуно­глобулинов является их гетерогенность, т. е. неоднородность популяции иммуноглобулинов по генетической детерминиро­ванности их образования и по физико-химическому строению.

Все ткани и клетки организма человека обладают антигенными свойствами. Одни антигены специфичны для всех млекопитающих, другие видоспецифичны для человека, третьи - для отдельных групп, их назвают изоантигенами (например, антигены групп крови). Антигены, свойственные только данному организму, называют аллоантигенами (греч. аллос - другой). К ним относятся антигены тканевой совместимости - продукты генов главного комплекса тканевой совместимости МНС (Major Histocompatibiliti Complex), свойственные каждому индивидууму. Антигены разных лиц, не имеющие отличий, называют сингенными. Органы и ткани помимо других антигенов обладают специфичными для них органными и тканевыми антигенами. Антигенным сходством обладают одноименные ткани человека и животных. Существуют стадиоспецифические антигены, появляющиеся и исчезающие на отдельных стадиях развития тканей или клеток. Каждая клетка содержит антигены характерные для наружной мембраны, цитоплазмы, ядра и других компонентов.

Антигены каждого организма в норме не вызывают в нем иммунологических реакций, поскольку организм к ним толерантен. Однако при определенных условиях они приобретают признаки чужеродности и становятся аутоантигенами, а возникшую против них реакцию называют аутоиммунной.

Антигены опухолей и противоопухолевый иммунитет. Клетки злокачественных опухолей представляют собой варианты нормальных клеток организма. Поэтому им свойственны антигены тех тканей, из

которых они произошли, а также антигены, специфичные для опухоли и составляющие малую долю всех антигенов клетки. В ходе канцерогенеза происходит дедифференцировка клеток, поэтому может происходить утрата некоторых антигенов, появление антигенов, свойственных незрелым клеткам, вплоть до эмбриональных (фетопротеины). Антигены, свойственные только опухоли, специфичны только для данного вида опухоли, а нередко для опухоли у данного лица. Опухоли, индуцированные вирусами, могут иметь вирусные антигены, одинаковые у всех опухолей, индуцированных данным вирусом. Под влиянием антител у растущей опухоли может меняться ее антигенный состав.

Лабораторная диагностика опухолевой болезни включает выявление антигенов, свойственных опухоли в сыворотках крови. Для этого в настоящее время медицинская промышленность готовит диагностические наборы, содержащие все необходимые ингредиенты для выявления антигенов при иммуноферментном, радиоиммунном, иммунолюминесцентном анализе.

Резистентность организма к опухолевому росту обеспечивается действием естественных киллерных клеток, которые составляют 15% всех лимфоцитов, постоянно циркулирующих в крови и всех тканях организма. Естественные киллеры (ЕК) обладают способностью отличать любые клетки, имеющие признаки чужеродности, в том числе опухолевые, от нормальных клеток организма и уничтожать чужеродные клетки. При стрессовых ситуациях, болезнях, иммунодепрессивных воздействиях и некоторых других ситуациях число и активность ЕК снижаются и это служит одной из причин начала опухолевого роста. В ходе развития опухоли ее антигены вызывают иммунологическую реакцию, но она, как правило, недостаточна для остановки опухолевого роста. Причины этого явления многочисленны и недостаточно изучены. К ним относятся:

низкая иммуногенность опухолевых антигенов вследствии их близости к нормальным антигенам организма, к которым организм толерантен;

развитие толерантности вместо позитивного ответа;

развитие иммунного ответа по гуморальному типу, тогда как подавить опухоль могут только клеточные механизмы;

иммунодепрессивные факторы, вырабатываемые злокачественной опухолью.

Химио и радиотерапия опухолей, стрессовые ситуации при хирургических вмешательствах могут быть дополнительными факторами, снижающими иммунную защиту организма. Меры по повышению уровня противоопухолевой резистентности включают использование иммуностимулирующих средств, препаратов цитокинов, стимуляцию иммуноцитов пациента in vitro с возвратом в русло крови больного.

Изоантигены. Это антигены, по которым отдельные индивидуумы или группы особей одного вида различаются между собой.

В эритроцитах, лейкоцитах, тромбоцитах, а также в плазме крови людей открыто несколько десятков видов изоантигенов.

Изоантигены, генетически связанные, объединены в группы, получившие названия: система ЛВО, резус и др. В основе деления людей на группы по системе АВО лежит наличие или осутствие на эритроцитах антигенов, обозначенных А и В. В соответствии с этим все люди подразделены на 4 группы. Группа I (0) - антигены отсутствуют, группа II (А) - в эритроцитах содержится антиген А, группа

III (В) - эритроциты обладают антигеном В, группа IV (АВ) - эритроциты обладают обоими антигенами. Поскольку в окружающей среде имеются микроорганизмы, обладающие такими же антигенами (их называют перекрестнореагирующими), у человека имеются антитела к этим антигенам, но только к тем, которые у него отсутствуют. К собственным антигенам организм толерантен. Следовательно, в крови лиц I группы содержатся антитела к антигенам А и В, в крови лиц II группы - анти-В, в крови лиц III группы - анти-А, в крови лиц

IV группы антитела к А и Вантигенам не содержатся. При переливании крови или эритроцитов реципиенту, в крови которых содержатся антитела к соответствующему антигену, в сосудах происходит агглютинация перелитых несовместимых эритроцитов, что может вызвать шок и гибель реципиента. Соответственно люди I (0) группы именуются универсальными донорами, а люди IV (АВ) группы - универсальными реципиентами. Кроме антигенов А и В эритроциты человека могут обладать и другими изоантигенами (М, М 2 , N, N 2) и др. К этим антигенам нет изоантител, и следовательно, их присутствие не учитывается при переливании крови.

Антигены главного комплекса тканевой совместимости. Помимо антигенов, свойственных всем людям и групповых антигенов, каждый организм обладает уникальным набором антигенов, свойственных только ему самому. Эти антигены кодируются группой генов, находящихся у человека на 6 хромосоме, и называются антигенами главного комплекса тканевой совместимости и обозначаются МНС-антигены (англ. Major histocompatibility complex). МНС-антигены человека впервые были обнаружены на лейкоцитах и поэтому имеют другое название HLA (Human leucocyte antigens). МНС-антигены относятся к гликопротеинам и содержатся на мембранах клеток организма, определяя его индивидуальные свойства и индуцируют трансплантационные реакции, за что они получили третье название - трансплантационные антигены. Кроме того, МНС-антигены играют обязательную роль в индукции иммунного ответа на любой антиген.

Гены МНС кодируют три класса белков, из которых два имеют прямое отношение к работе иммунной системы и рассматриваются ниже, а в число белков III класса входят компоненты комплемента, цитокины группы ФНО, белки теплового шока.

Белки I класса находятся на поверхности практически всех клеток организма. Они состоят из двух полипептидных цепей: тяжелая ацепь нековалентно связана со второй рцепью. ацепь существует в трех вариантах, что определяет разделение антигенов класса на три серологические группы А, В и С. Тяжелая цепь обуславливает контакт всей структуры с мембраной клеток и ее активность. Рцепь представляет собой микроглобулин одинаковый для всех групп. Каждый антиген I класса обозначается латинской буквой и порядковым номером данного антигена.

Антигены I класса обеспечивают представление антигенов цитотоксическим С08 + лимфоцитам, а распознавание этого антигена антигенпредставляющими клетками другого организма при трансплантации приводит к развитию трансплантационного иммунитета.

МНС антигены II класса находятся преимущественно на антигенпредставляющих клетках - дендритных, макрофагах, Влимфоцитах. На макрофагах и Влимфоцитах их экспрессия резко увеличивается после активации клетки. Антигены II класса подразделяются на 5 групп, в каждой из которых имеется от 3 до 20 антигенов. В отличие от антигенов I класса, которые выявляются в серологических тестах с помощью сывороток, содержащих антитела к ним, антигены II класса лучше всего выявляются в клеточных тестах - активации клеток при совместном культивировании испытуемых клеток со стандартными лимфоцитами.

Несомненно, вам приходилось слышать о понятиях антиген и антитело. Но, если вы не имеете отношения к медицине или биологии, то, вероятнее всего не знаете о роли антигенов и антител. У большинства людей есть общее представление о том, что делают антитела, но они не осознают их решающую связь с антигенами. В этой статье мы рассмотрим разницу между этими двумя образованиями, узнаем о том, какие их функции в организме.

Какие различия имеют антиген и антитело?

Самый простой способ получить лучшее представление о различии между антигеном и антителом — это провести сравнение этих двух образований. Они имеют разные структуры, функции и местоположения в теле. Одни, как правило, обладают положительными качествами, поскольку защищают организм, а другие могут вызывать негативную реакцию.

Что это такое?

Антиген — чужеродная частица, которая может вызывать иммунный ответ в теле человека. Они в основном состоят из белков, но они также могут быть нуклеиновыми кислотами, углеводами или липидами. Антигены также известны под термином иммуногены. К ним относятся химические соединения, пыльцу растений, вирусы, бактерии и другие вещества биологического происхождения.

Антитела могут называться иммуноглобулинами. Это белки, синтезируемые организмом. Их продукция необходима для борьбы с антигенами.

Какие типы и функции имеют антиген и антитело?

Все антигены делятся на внешние и внутренние. Внутри организма образуются ауто-антигены, такие как раковые клетки. Внешние антигены попадают в организм из внешней среды. Они стимулируют иммунную систему производить больше антител, защищающих организм от различных повреждений.

Существует всего 5 различных типов антител. Это IgA, IgE, IgG, IgM и IgD.

IgA защищают поверхность тела от воздействия внешних веществ.

IgE вызывает защитную реакцию в организме против посторонних веществ, в том числе животного происхождения, пыльцы растений и спор грибов. Эти антитела являются частью аллергических реакций на некоторые яды и лекарства. Те, у кого аллергия, как правило, имеют большое количество антител этого типа.

IgG играет ключевую роль в борьбе с инфекциями бактериальной или вирусной природы. Это единственные антитела, которые способны проникать через плаценту беременной женщины, оказывая защиту плоду, находящемуся еще в утробе матери.

Когда развивается инфекция, антитела IgM представляют собой самый первый тип антител, которые синтезируются в организме в качестве иммунного ответа. Они приведут к другим клеткам иммунной системы, разрушающим посторонние вещества.

Ученым до сих пор не ясно, что именно делают антитела IgD.

Где их можно найти антиген и антитело?

Другое различие между антигеном и антителом заключается в том, где они. Антигены являются своеобразными «крючками» на поверхности клеток и встречаются почти в каждой клетке.

Вы можете найти IgA-антитела во влагалище, глазах, ушах, пищеварительном тракте, дыхательных проходах и носу, а также в крови, слезах и слюне. Приблизительно 10-15% антител в организме составляют IgA. Есть небольшое количество людей, которые не синтезируют IgA-антитела.

IgD-антитела можно обнаружить в небольших количествах в жировой ткани грудной клетки или живота.

Вы найдете IgE-антитела в слизистых оболочках, коже и легких.

IgG антитела находятся во всех жидкостях организма. Они являются наиболее распространенными и самыми малыми по размеру антителами в организме.

IgM-антитела являются самыми большими антителами и могут быть обнаружены в лимфатической жидкости и крови. Они составляют 5-10% антител в организме.

Как действуют антигены и антитела: иммунный ответ

Чтобы лучше понять разницу между антигеном и антителом, он помогает понять иммунный ответ. Все здоровые взрослые имеют тысячи различных антител в небольших количествах по всему телу. Каждое антитело является очень специализированным, признавая единственный тип постороннего вещества. Большинство молекул антител имеют форму Y, имеющую связующее место вдоль каждой руки. Каждый сайт связывания имеет определенную форму, и в него будут входить только антигены с одинаковой формой. Антитела предназначены для связывания с антигенами. При связывании они делают антигены неактивными, позволяя другим процессам в организме захватывать посторонние вещества, удаляя и уничтожая их.

В первый раз, когда инородное вещество попадает в организм, вы можете испытывать симптомы болезни. Это происходит, когда иммунная система создает антитела, которые будут бороться с чужеродным веществом. В будущем, когда тот же антиген повторно атакует организм, стимулируется иммунная память. Это приводит к немедленному производству большого количества антител, которые были созданы при первой атаке. Быстрый ответ на дальнейшие атаки означает, что вы уже можете не испытывать каких-либо симптомов болезни или даже знать, что подверглись воздействию антигена. Вот почему большинство людей повторно не болеют такими болезнями, как ветряная оспа.

Из вышеупомянутой разницы между антигеном и антителом анализ на антитела может предоставить врачу полезную информацию в процессе диагностики.

Ваш врач может проверить вашу кровь на антитела по целому ряду причин, включая:

• диагностика аллергий или аутоиммунных заболеваний
• определение текущей инфекции или одной из инфекций в прошлом
• диагностика рецидивирующих инфекций, причины рецидивов из-за низкого уровня IgG-антител или других иммуноглобулинов
• проверка реакции иммунизации как способа убедиться, что вы по-прежнему невосприимчивы к определенному заболеванию
• диагностика эффективности лечения различных видов рака, особенно тех, которые влияют на костный мозг человека
• диагностика конкретных видов рака, включая макроглобулинемию или множественные миеломы.

Прочитайте еще:

Длительная субфебрильная температура: причины и лечение

Лейкопения: причины, симптомы, лечение

Чем отличается врожденный и приобретенный иммунитет?

Антигены и антитела

Антигены – это вещества несущие признаки генетически чужеродности и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций (синтез антител, реакции клеточного иммунитета, повышенную чувствительность, иммунологическую толерантность, а также иммунологическую память).

Антигены – это органические вещества микробного, растительного и животного происхождения, химические элементы, простые и сложные, неорганические соединения антигенностью не обладают.

Ряд субстанций самостоятельно не вызывают иммунный ответ, но приобретают эту способность будучи конъюгированными с высокомолекулярными белковыми носителями – неполные антигены (гаптены). Антигенами являются бактерии, грибы, вирусы, микробные токсины и т. д. Бактериальные и вирусные корпускулы, клетки животных организмов представляют сложные в химическом отношении образования. Например, в составе стрептококка гр. А выявлено 7 антигенов.

Иммунный ответ индуцируют только полные антигены. Полные антигены могут иметь в сваоем составе 2 и более однозначно детерминированные группировки и являются 2-х валентными или поливалентными. Гаптены имеют лишь одну детерминантную группировку, т. е. являются одновалентными.

Классификация антигенов. Антигенность вещества и видовые особенности реципиента.

Антигенность веществ, помимо их физико-химических свойств обусловлена и другими факторами. В частности, она зависит от видовых и индивидуальных особенностей реципиента.

Сила антигена пропорциональна доле иммунокомпетентных клеток в лимфоидной ткани реципиента, способных реагировать на данный антиген. Чем меньше клеток, реактивных к данному антигену, тем он слабее.

Антигеность веществ зависит от видовой принадлежности животных: чем дальше в филогенетическом отношении отстоят животные, тем более чужеродными друг для друга являются их ткани, и тем более они антигеннее.

Белки, выполняющие одинаковые функции в организме разных животных, обладают относительно низкой степенью антигенности (так, гемоглобин млекопитающих обычно не вызывает образования антител у человека).

Химическая природа антигенов.

Антигенами являются органические вещества различного происхождения. По химической природе антигены – белки, полисахариды, липиды и их соединения. Вещества с более сложной химической структурой обладают более высокой антигенностью. Наиболее выраженными антигенными свойствами обладают белки. Одно и то же химическое вещество может быть высокоантигенным для одних видов животных и не антигенным для других. Например, стрептококк I типа вызывает синтез антител у мышей, кошек, собак, человека, но не вызывает образование антител у крыс, морских свинок, кроликов.

Свойства антигенов. Генетическая чужеродность.

Каждому организму присуща генетическая специфичность и стабильность физико-химического строения.

Первым условием антигенности вещества является его чужеродность в генетическом отношении. Вещество обладает антигенными свойствами для данного животного в том случае, если оно генетически чужеродно для его лимфоидной системы. Степнь чужеродности является важным фактором иммунногенности антигена. Вещества, близкие химическом отношении собственным антителам, слабо антигенны или же не антигеннны вовсе. Например, гемоглобин и инсулин разных видов животных слабо антигенны в виду сходства их химической структуры.

Рассказать о чужеродности экбарьерных антигенов.

Забарьерные антигены.

Классификация антигенов (по признаку генетической чужеродности).

Макромолекулярность .

Антигены – высокомолекулярные соединения. Белковые вещества проявляют антигенные свойства при мм выше 10 000, и по мере увеличения мм антигенность их повышается.

В прямой зависимости от мм находится его валентность. Валентность антигена – это количество детерминант на молекуле антигена или, точнее, число молекул антител, которые могут с ней соединится. Антигенность веществ зависит от сложности их молекул и количества детерминант.

Например, растворимые белки сыворотки крови в мономерной форме слабо антигенны или вовсе не антигенны.

Растворимые антигены вызывают менее интенсивный иммунный ответ, чем аггрессивные. В порядке исключения известны антигены с небольшой мм и обладающие антигенностью (при мм – 2000 – 4000). Низкомолекулярные антигены: вазопрессин – 1000 мм

ангиотензин –1000 мм

глюкагон – 3500 мм

АКТГ – 3900 мм

инсулин – 6000 мм

гаптоглобин – 9000 мм

Специфичность антигенов.

Определяется химическим составом и структурными особенностями их молекул.

Специфичность антигенов – это способность индуцировать синтез антител, комплементаных данному антигену, более активно взаимодействующих с данным антигеном по сравнению с родственными.

Виды специфичности антигенов:

Видовая (у животных данного вида).

Групповая специфичность (среди животных одного и того же вида имеются группы, отличающиеся специфическими антигенами. Например, изоантигены эритроцитов, HLA-системы, групповые антигены микробов. Так сальмонеллы по общим соматическим 0-антигенам объединяются в серологические группы).

Органная специфичность (ткани каждого органа имеют специфическую химическую структуру, поэтому при иммунизации ими, они индуцируют синтез специфических антител (они выявлены в легких, почках, щитовидной железе, нервной ткани)).

Тканевая специфичность ткани, хрусталик (антигены образуются только в данном виде тканей).

Органоидная специфичность (органоиды клеток имеют специфические антигены)

Дифференцированные антигены – новые антигены. Которые появляются на ЦПМ клетке в процессе их морфологической дифференцировки. По таким антигенам дифференцируют субпопуляции лимфоцитов.

Строение антигена.

В структурном отношении антиген состоит из двух частей – высокомолекулярного носителя и низкомолекулярной детерминантной группировки.

Носителем является белок или полисахарид (к одному носителю могут присоединятся несколько антител), а детерминтами специфичности – различные простые соединения, кислотные радикалы, дипептиды, концевые моносахариды.

Детерминантные группы – это структуры молекул биополимеров, распознающиеся рецепторными зонами антител и ИКК. Их называют также эпитопами – это небольшая часть молекулы антигена, которая непосредственно соединяется с антителом. Количество эпитопов может быть различно.

Роль носителя состоит в стабилизации стереохимической структуры детерминанты в положении наиболее выгодном для соединения с рецепторной группой антитела.

Тимусзависимые и тимуснезависимые антигены.

Тимусзависимые антигены – это антигены, индуцирующие гуморальный иммунный ответ с участием Т-лимфоцитов, кооперативное взаимодействие Т- и В-клеток. К ним относят: неполилимезированные сывороточные белки, их комплексы с гаптенами, бараньи эритроциты и др.

Антигенные детерминанты (эпитопы) в формировании антигенных свойств важная роль принадлежит концевым группировкам: -СООН, -ОН,

Антигенность определяет также жесткость структуры молекулы, обусловленная электростатическим притяжением отрицательных и положительных зарядов разных групп.

Тимуснезависимые антигены – это антигены, ответ на которые формируется без участия Т-клеток. Это высоко полилимезированные белки и высокополимерные полисахариды: пневмококковый полисахарид, декстран, ЛПС, синтез полимер-поливинил-пирролидон. Эти антигены способны индуцировать поликлональную активацию В-клеток, а также активировать С3-компл. Альтернативным путем.

Локализация и изменение антигенов в тканях.

В организм антигены могут поступать через межклеточное пространства, слизистые, через поврежденный эпителий.

Персистенция антигенов – белковые антигены постепенно уменьшаясь в количестве сохраняются в крови в течение 2-3 недель, а в тканях и внутренних органах – от нескольких месяцев до 2-3 лет. Сохранность антигенов в организме зависит от его мм, действующих на него ферментов, состояния макроорганизма. Персистенция антигенов в течение длительного времени обусловлена соединением их в тканях с веществами, имеющими период полужизни несколько сот дней (коллаген соединительной ткани).

Локализация антигенов в/в введение в легкие, затем в сердце и разносится по всему организму, больше всего его накапливается в печени, почках, костном мозге, т. к. здесь больше макрофагов. При п/кож. введении – в лимфатических узлах.

В удалении антигенов из организма выделяют три фазы:

Растворимые антигены (белки) распределяются между сос. и межтканевым пространством – выр-ние антител – ИК – поглощение макрофагами. Корпускулярные антигены в ткани не диффундируют, а поглощаются фагоцитами.

Катаболизм антигенов продолжается несколько дней, это зависит от ферментных систем организма.

Иммунная элиминация (А/Т – ИК, фагоцитоз ИК)

Электрофоретическое разделение белков – белки сыворотки крови разделяются на три фракции глобулинов - , - глобулины, альбумины.

Антитела – это g-глобулины, способные специфически связываться с антигеном.

К иммуноглобулинам относят белки животного происхождения, обладающие активностью антител, а также иммуноглобулиновые рецепторы лимфоцитов и белки, сходные с антителами по химической структуре и антигенной специфичности - миеломные белки, белки Бенс-Джонса и субъединицы Ig.

Биологические функции антител направлены на элиминацию чужеродного антигена из организма:

Распознают и связывают антиген

Представляют его макрофагам и лимфоцитам

Обуславливают повреждение тканевых базофилов

Лизируют клетки, содержащие чужеродные субстанции

Опсонирующее влияние

Активирует систему комплемента

Для понимания биологического действия этих белков необходимы следующие понятия:

Специфичность антител - способность Ig реагировать только с определенным антигеном.

Валентность – это количество антидедерминант в молекуле антитела; как правило они бивалентны, хотя существуют 5- и 10-валентные антитела.

Аффинность – прочность связи между детерминантами антигена и антидетерминантами антитела.

Авидность – характеризует прочность связи антигена с антителом в реакции антиген-антитело (определяется аффинитетом и валентностью антигена).

Домены имеют одинаковые последовательности аминокислот.

В состав Ig входит 18 аминокислот.

Ig состовляют 15-20% белков плазмы.

Гетерогенность иммуноглобулинов.

Кроме различных классов и подклассов Ig различают изо-, алло- и идиотипы.

Изотипы – структуры, встречающиеся в норме у всех индивидуумов одного вида.

Тяжелые цепи Ig разделены на 5 классов (a , g, e , d, m), а легкие на 2 типа (c , l) в соответствии с определенными антигенными особенностями. Эти антигенные детерминанты получили названия изотипических, для каждой цепи они одинаковы у всех представителей данного вида.

Структурное разнообразие антител определяется последовательностями аминокислот. В зависимости от строения константных областей тяжелых цепей (Fc) разделены на 5 классов (IgA, IgM, IgG, IgD, IgE).

IgG – составляют основную массу антител.

IgG1, IgG2, IgG3 – мм – 150 кД, обеспечивает защиту от микроорганизмов и токсинов.

IgG – активирует С1-С9 класс. , проникают через плаценту.

IgM – макроглобулин, пентамид, мм 950 кД., синтезирется на разных стадиях иммунного ответа, эффективно агглютинирует антигены.

IgА – основной иммуноглобулин слизистых секретов. Обеспечивает защиту слизистых оболочек от инфекции.

IgD – большая часть связана с поверхностной мембраной лимфоцитов, резко увеличивается при беременности.

Антигенные свойства Ig.

Легкие цепи представлены изоформами, поскольку легкие цепи в каждой молекуле идентичны, Ig содержат либо, либо (но иногда оба типа цепей).

Кроме различных Ig – IgGk, IgG, IgMk, IgM классов и подклассов Ig различают изо-, алло- и идиотипы.

Изотипы иммуноглобулинов – это структуры классовоспецифические и типоспецифические антигенные детерминанты, имеющиеся у всех особей данного вида. Они локализованы на постоянных участках Н-цепей и специфичны для Н-цепей данного класса и L-цепей данного типа.

Аллотипы – аллотипические детерминанты, имеющиеся у одних особей данного вида и отсутствующие у других. Локализованы в постоянной области Н- и L-цепей. Находятся под генетическим контролем поэтому обнаруживаются не у всех особей.

Антигенами называют чужеродные для организма вещества коллоидной структуры, которые при попадании в его внутреннюю среду способны вызывать ответную специфическую иммунологическую реакцию, проявляющуюся, в частности, в образовании специфических антител, появлении сенсибилизированных лимфоцитов или в возникновении состояния толерантности к этому веществу.

Таблица 12

Показатели основных гуморальных факторов здоровых людей

Вещества, являющиеся антигенами, должны быть чужеродны для организма, макромолекулярны, находиться в коллоидном состоянии, поступать в организм парентерально, т.е. минуя желудочно-кишечный тракт, в котором обычно происходит расщепление вещества и потеря его чужеродности. Под чужеродностью антигенов следует понимать определенную степень химического различия между антигеном и макромолекулами организма, во внутреннюю среду которого, но попадает.

Простые элементы (железо, медь, сера и др.), простые и сложные неорганические соединения (кислоты, соли и др.), а также простые органические молекулы, такие как моносахара, дисахара, аминокислоты не являются антигенами. Биосинтез этих молекул заканчивается построением химически однотипных молекул независимо от того, в животной, растительной или микробной клетке он осуществляется, т.е. эти вещества специфичностью не обладают, специфичность проявляется на более высоком уровне организации биологических макромолекул. Так, аминокислоты, соединенные в полимерную цепь, приобретают антигенность, если в эту цепь входит более 8 аминокислот. Термином «антигенность» обычно обозначают не только способность чужеродного вещества индуцировать образование антител в организме, но и вступать с ними в специфическую связь.

Антигенные свойства связаны с величиной молекулярной массы макромолекулы – она должна быть не менее 10 тыс. дальтон. Чем выше молекулярная масса вещества, тем выше его антигенность. Вместе с тем неверно считать, что высокая молекулярная масса является обязательным свойством антигена. Так, глюкогон (гормон поджелудочной железы, мм 3800) вазопрессин – ангиотензин (мм 1000) также обладают антигенными свойствами.

Принято различать полноценные антигены, неполноценные антигены (гаптены) и полугаптены. Полноценными антигенами называют такие, которые вызывают образование антител или сенсибилизацию лимфоцитов и способны реагировать с ними как в организме, так и в лабораторных реакциях. Свойствами полноценных антигенов обладают белки, полисахариды, высокомолекулярные нуклеиновые кислоты и комплексные соединения этих веществ.

Неполноценные антигены, или гаптены, сами по себе не способны вызывать образование антител или сенсибилизацию лимфоцитов. Это свойство появляется лишь при добавлении к ним полноценных антигенов («проводников»), а среди образующихся антител или сенсибилизированных лимфоцитов часть специфична к «проводнику», а часть – к гаптену, с которым они и могут реагировать как in vivo, так и in vitro.

Полугаптенами называют сравнительно простые вещества, которые при поступлении во внутреннюю среду организма могут химически соединяться с белками этого организма и придавать им свойства антигенов. К этим веществам могут принадлежать и некоторые лекарственные препараты (йод, бром, антипирин и др.).

Молекула антигена состоит из двух неравных частей. Активная (малая часть) с молекулярной массой около 350-1000 дальтон носит название антигенной детерминанты (эпитоп) и определяет антигенную специфичность. Антигенные детерминанты расположены в тех местах молекулы антигена, которые находятся в наибольшей связи с микроокружением. В белковой молекуле, например, они могут располагаться не только на концах полипептидной цепи, но и в других ее частях. Антигенные детерминанты содержат в своем составе по крайней мере три аминокислоты с жесткой структурой (тирозин, триптофан, фенилаланин). Специфичность антигена связана также с порядком чередования аминокислот полипептидной цепи и комбинацией их положений по отношению друг к другу. Примерно на каждые 5000 дальтон относительной молекулярной массы молекулы антигена приходится одна антигенная детерминанта (эпитоп). Количество антигенных детерминант у молекулы антигена определяет его валентность. Она тем выше, чем больше относительная молекулярная масса молекулы антигена. Так, у дифтерийного токсина 8 валентностей, гемоцианина – 231 и т.д.

Остальная (неактивная) часть молекулы антигена, как полагают, играет роль носителя детерминанты и способствует проникновению антигена во внутреннюю среду организма, его пиноцитозу или фагоцитозу, клеточной реакции на проникновение антигена, образование медиаторов межклеточного взаимодействия в иммунном ответе (Т-лимфоциты имеют рецепторы к носителю, В- к антигенной детерминанте). Антигенные детерминанты некоторых антигенов получены искусственным путем. Их введение в организм животных без носителя, против ожидания, приводит к низкому иммунному ответу. В настоящее время ведутся разработки по созданию синтетических носителей для синтетических антигенных детерминант.

Для проявления антигенности большое значение имеет путь введения антигена в организм и его доза. Для большинства антигенов бактерий и вирусов наиболее результативно внутрикожное и подкожное введение их. Оба пути значительно эффективнее внутримышечного или внутривенного. Энтеральный путь поступления для многих антигенов малоэффективен. Передозировка медленно выводящихся антигенов может вызвать иммунологический паралич. Введение антигена в эмбрион приводит к возникновению толерантности после рождения животного. В зависимости от пути поступления наблюдается преимущественное накопление антигена в том или ином органе: при внутривенном – в селезенке, костном мозге, печени; при подкожном – в регионарных лимфатических узлах. В клетке организма антигены поступают в результате фаго- или пиноцитоза. Сохранение антигена в организме зависит при прочих равных условиях от размеров и химической структуры его молекул. Наиболее длительное пребывание его в организме (несколько сот дней) наблюдается при соединении антигена с веществом, имеющим длительный период полураспада. Выделяется антиген из организма, в основном, с мочой и (меньше) с фекалиями.

Белки и углеводы крови и внутренних органов обычно не антигенны для организма, в котором они синтезируются, и в то же время антигенны для других особей того же вида (изоантигены). Эта закономерность не распространяется на так называемые забарьерные органы, т.е. органы, отделенные от кровотока особым барьером (гематоэнцефалический, гематотестикулярный и др.), белки которых в норме не поступают в кровь и являются антигенами для собственного организма. В число таких органов входят мозг, хрусталик глаза, паращитовидные железы, семенник.

Различные микробы в связи со сложностью их структуры и химического состава содержат различные антигены: белки (полноценные антигены), углеводы, липоидные соединения (гаптены) и их комплексы.

Соответственно анатомическим структурам бактериальной клетки различают Н-антигены (жгутиковые, если бактерия их имеет), К-антигены (поверхностные, антигены клеточной стенки – полисахариды, липополисахариды, белки), О-антигены (соматический, внутриклеточные – белки, нуклеопротеины, ферменты бактерий), антигены экскретируемые бактериями в окружающую их среду (белки-экзотоксины, полисахариды капсул).

Среди многочисленных антигенов микробной клетки различают такие, которые присущи только данному типу микробов (типовые антигены), данному виду (видовые антигены), а также общие для группы (семейства) микроорганизмов (групповые антигены). Такие антигены извлекают из дезинтегрированных микробов, иммунизируют ими животных и получают, соответственно типовые, видовые, групповые антисыворотки. Такие сыворотки применяют с целью идентификации выделенных из организма больного (или окружающей среды) неизвестных бактерий, определяя не только вид, но и серотип внутри вида.

Таким образом, бактериальная клетка (как и микроорганизмы других царств микробов – вирусы, простейшие, грибки) представляют собой сложный комплекс многочисленных антигенов. При ее попадании во внутреннюю среду макроорганизма на многие из этих антигенов будут образовываться свои специфические антитела. Одни антигены индуцируют образование едва заметного количества антител (титр), другие – быстрое и значительное антителообразование. Соответственно этому различают «слабые» и «сильные» антигены.

Не все антигены бактериальной клетки в равной степени участвуют в индукции невосприимчивости (иммунитета) к повторному попаданию в макроорганизм патогенных микробов того же вида. Способность антигена индуцировать иммунитет называют иммуногенностью, а такой антиген – иммуногеном. Установлено также, что определенные антигены некоторых микроорганизмов могут вызывать развитие различных типов гиперчувствительности (аллергии). Такие антигены называют аллергенами.

Антигены бактериальных клеток получают двумя путями: препаративным – выделением клеточных структур после дезинтеграции микробов (физический метод) или извлечением антигенных фракций химическими веществами (химический метод).