Антигены
v молекула (в-во), распознаваемая иммунной системой в контексте «свой/чужой »;
v молекула (в-во), способная вызывать иммунный ответ и реагировать с его продуктами.
У антигена может быть 2 значения:
1. индуктор иммунного ответа:
· иммуноген антиген, вызывающий формирование активного иммунного ответа
· толероген антиген – вызывает специфическую неотвечаемость – толерантность.
2. как мера биологической индивидуальности или иммунобиологический маркер клетки.
Свойства антигенов:
1. Иммуногенность – способностью индуцировать специфический иммунный ответ, в результате чего продуцируются антитела или иммунные лимфоциты; это способность создавать иммунитет, относится к антигенам, обеспечивающим создание иммунитета к инфекционным болезням. Чтобы антиген был иммуногенным, он должен быть чужеродным и иметь массу не менее 10000. С увеличением молекулярной массы иммуногенность возрастает. Факторы, определяющие степень иммуногенности антигена:
· физико-химические свойства антигена
· динамика поступления антигена в макроорганизм и катаболизм его во внутренней среде макроорганизма
· состояние макроорганизма в момент контакта с антигеном
· введение антигена в комплексе с адъювантом
2. Антигенность – способностью специфически реагировать с антителами или клетками, которые продуцировались на введение данного антигена. Антигены, не обладающие иммуногенностью, носят названия гаптенов.
3. Специфичность – особенность строения веществ, по которой антигены отличаются друг от друга. Она определяется антигенной детерминантой, т.е. небольшим участком молекулы антигена, который и соединяется с выработанным на него антителом. От числа детерминант зависит валентность антигена: чем больше молекула, тем выше валентность.
4. Чужеродность – структурное отличие от собственных молекул, из которых состоит организм, которые определяют индивидуальность организма и наследственно закреплены за этим организмом (информация о структуре собственных молекул хранится в генах, в хромосомах), поэтому антигены распознаются иммунной системой, как чужеродные (не свои).
Антигены разделяют на:
1) Полные – вызывают в организме синтез специфических антител, вступают с ними в реакцию, как in vivo, так и in vitro.
2) Неполные (гаптены) – вещества более простой химической структуры, которые способны вызвать иммунный ответ только при конъюгации с высокомолекулярными носителями. Добавление к гаптенам небольших количеств белка (шлеппер – белок, который укрупняет молекулу гаптена) придет им свойства полноценных антигенов.
Классификации антигенов:
по происхождению:
Ø Экзогенные – поступающие извне
Ø Эндогенные – образующиеся внутри организма
по природе:
Ø Белковые (протеиды)
Ø Небелковые (полисахариды, липиды, липополисахариды, нуклеиновые кислоты и др.)
по структуре:
Ø Глобулярные – молекула в виде шара
Ø Фибриллярные – молекула в виде нити
по необходимости участия в иммунном ответе на него Т-лимфоцитов (Т-хелперов):
Ø Т-зависимые – большинство
Ø Т-независимые – бактериальные антигены простого строения, состоящие из монотонно повторяющихся последовательностей, с многочисленными однотипными эпитопами.
по иммуногенности:
Ø Иммуногены
Ø Гаптены
по степени чужеродности:
Ø Ксеногенные – общие для организмов различных видов и родов (ксеноантигены, гетерологичные антигены, «антигены Форсмана»)
Ø Аллогенные – общие для организмов одного вида (групповые)
Ø Изоантигены – общие для генетически идентичных организмов (индивидуальные)
Ø Органо- и тканеспецифические антигены – изоантигены, характерные для определенных анатомо-морфологических образований
Аутоантигены (аутогенные антигены) – антигены собственного организма. В норме по отношению к ним не развивается иммунный ответ по одной из двух возможных основных причин:
1. отсутствие иммунокомпетентных клеток с соответствующими антиген-распознающими рецепторами (иммунологическая толерантность)
2. недоступны для контакта с иммунной системой («забарьерные антигены»)
По специфичности различают следующие типы антигенов:
1. Видоспецифические – антигены, присущие только одному виду организмов. Благодаря этим антигенам, представители одного вида организмов отличаются от представителей другого вида. Видовая специфичность присуща как макромолекулам, так и клеткам.
2. Группоспецифические – антигены, обусловливающие различия между макромолекулами и клетками внутри вида. К групповым антигенам относятся эритроцитарные изоантигены, антигены гистосовместимости.
3. Типоспецифические – антигены, которые обусловливают различия среди штаммов одного вида микробов.
4. Гетероспецифические – идентичные антигены, находящиеся на разных структурах, разных клетках и у разных видов организмов.
5. Органоспецифические – антигены, специфические только для данного органа.
6. Тканеспецифические – антигены, характерные только для данного вида ткани.
7. Органоидоспецифические – антигены, характерные только для данной органеллы.
8. Функциональноспецифические – антигены, которые связаны с функцией данной молекулы.
9. Стадиоспецифические – антигены, встречающиеся только на отдельных стадиях развития организма.
10. Патологоспецифические – антигены, характерные только для патологически измененных тканей.
11. Гаптеноспецифические – антигены, специфичность которых обусловлена гаптеновой группировкой.
Гаптены – вещества, не способные вызывать иммунный ответ, но способные к иммунным реакциям, т.е. вещества, не обладающие иммуногенностью, но обладающие ангигенностью. Присоединение гаптена к белку, полисахариду или какому-либо высокомолекулярному соединению способно придавать ему способность вызывать иммунную реакцию. В роли гаптенов могут выступать липиды, нуклеиновые кислоты и простые химические вещества, такие как динитрофенил или метааминобензолсульфанат.
Адьюванты - вещества, неспецифически усиливающие иммуногенносгь антигенов. В качестве адьювантов в практике используют гидроокись или фосфат алюминия, эмульсию минеральных масел. Механизм действия адъювантов сводится к депонированию антигена в тканях, стимуляции фагоцитоза, митогенному действию на лимфоциты. Названные эффекты приводят к усилению развития иммунных реакций на антиген.
Гуморальный иммунный ответ. Все антигены по их способности вовлекать в развитие гуморальной иммунной реакции Т-лимфоциты делятся на Т-зависимые и Т-независимые антигены. Преобладающее большинство встречающихся в природе антигенов относятся к группе Т-зависимых антигенов. Иммунная реакция в ответ на введение Т-зависимого антигена реализуется при обязательном участии Т-хелперов. К ним относится большая часть известных антигенов.
Для развития иммунного ответа на Т-независимые антигены не требуется привлечение Т-хелперов. Эти антигены способны непосредственно стимулировать В-лимфоциты к антителопродукции, дифференцировке и пролиферации, а также вызывать иммунный ответ у бестимусных животных. Т-независимые антигены имеют относительно простое строение. Это крупные молекулы с молекулярной массой более 103 кД, поливалентны и имеют многочисленные однотипные эпитопы. Т-независимые антигены являются митогенами и поликлональными активаторами, например полимерный флагеллин (сократительный белок жгутиков бактерий), липополисахарид, туберкулин и др.
Особенности иммунного ответа на Т-независимые антигены
· Распознавание антигена проводится самим В-лимфоцитом.
· Синтезируются только IgM без переключения на IgG.
· Не образуются клетки иммунологической памяти
· Невозможен вторичный иммунный ответ
Основные этапы клеточного иммунного ответа:
1. Взаимодействие с антигеном антигенпрезентирующей клетки (АПК, чаще – дендритной клетки или макрофага)
2. Процессинг антигена в АПК (в дендритной клетке, макрофаге, В-лимфоците)
3. Презентация процессированного антигена АПК CD4-клетке (Th0)
4. Активация Тh1 и синтез ими активационных цитокинов (ИЛ-2 и др.)
5. Действие активационных цитокинов
· Активация и пролиферация соответствующего клона Т-киллера
· Активация («нанимание») лейкоцитов воспалительной реакции
6. Эффекторное звено клеточного ИО
§ уничтожение клеток, несущих комплекс [чужеродный пептид + MHC-I] ЦТЛ (Т-kиллер)
§ иммунное воспаление (т.е. действие «нанятых» лейкоцитов)
7. В случае элиминации (уничтожении) антигена (т.е. эффективного иммунного ответа) – завершающие процессы
· супрессия иммунного ответа
§ гибель активированных клеток
§ ингибиция активности активированных клеток
· появление клеток иммунологической памяти (долгоживущих и не до конца дифференцированных Т-лимфоцитов)
Процессинг
v Поглощение антигена АПК
v Частичная деградация вычленение эпитопов
v Образование в цитоплазме АПК комплекса эпитоп + МНС-II «процессированный антиген»
v Вывод этого комплекса на поверхностную мембрану АПК «презентированный антиген»
Антигены микроорганизмов.
Бактерии, вирусы, грибы, их отдельные структуры обладают свойствами полноценных антигенов. Различают общие для родственных видов антигены, они обозначаются как видовые или групповые, и антигены типоспецифические, свойственные определенному типу (варианту) микроорганизма. По расположению в микробной клетке различают антигены: капсульные (у бактерий, образующих капсулу), поверхностные – антигены клеточной стенки (К-антигены), соматические (О-антигены), жгутиковые (Н-антигены), с их помощью можно дифференцировать микроорганизмы, важно при диагностике (лабораторной) в серологических реакциях (РП, РА и т.д.).
Соматические – О-антигены локализованы во внутреннем слое клеточной стенки и ЦПМ клетки и представляет собой липополисахаридополипептидный комплекс, обладающий специфичностью и иммуногенными свойствами. К грамотрицательных бактерий антиген является их эндотоксином. Соматический антиген термостабилен.
Жгутиковые – Н-антигены присутствует у всех подвижных бактерий. Это термолабильные белковые комплексы, обладающие у многих энтеробактерий двумя наборами детерминант – специфической (первой) и неспецифической (второй или групповой) фазами.
Экзотоксины большинства микроорганизмов обладают свойствами полноценных антигенов с выраженной неоднородностью в пределах вида и рода. Антигенами свойствами обладает также споры: они содержат антиген, общий вегетативной клетке, и споровый антиген.
Среди бактериальных антигенов выделяют так называемые защитные или протективные антигены. Антитела, синтезированные на эти антигены, защищают организм от заражения данным микробом. Протективными свойствами обладают капсульные антигены и пневмококков, М-протеин стрептококков, А-протеин стафилококков, экзотоксин сибиреязвенной бациллы, белковые молекулы внутренних слоев стенки некоторых грамотрицательные бактерий. Очищенные протективные антигены не обладают пирогенными и аллергезирующими свойствами.
К-антигены (капсульные) так же как О-антигены, тесно связаны с ЛПС клеточной стенки и капсулой, но в отличие от О-антигена содержат главным образом кислые нолисахариды: глюкуроновую, галактуроновую и другие уроновые кислоты. По чувствительности к температуре К-антигены подразделяют на А-, В- и L-антигены. Наиболее термостабильными являются А-антигены, выдерживающие кипячение более 2 ч. В-антигены выдерживают нагревание при температуре 60°С в течение часа, а L-антигены разрушаются при нагревании до 60°С.
К-антигены располагаются более поверхностно, чем О-антигены, и часто маскируют последние. Поэтому для выявления О-антигенов необходимо предварительно разрушить К-антигены, что достигается кипячением культур. К капсульным антигенам относится так называемый Vi-антиген. Он обнаружен у брюшнотифозных и некоторых других энтеробактерий, обладающих высокой вирулентностью, в связи с чем данный антиген получил название антигена вирулентности.
Капсульные антигены полисахаридной природы выявлены у пневмококков, клебсиелл и других бактерий, образующих выраженную капсулу. В отличие от группоспецифических О-антигенов они часто характеризуют антигенные особенности определенных штаммов (вариантов) данного вида, которые на этом основании подразделяются на серовары. У сибиреязвенных бацилл капсульный антиген состоит из полипептидов.
