Лекция 3. Иммунохимия.

3.1. Общие понятия иммунологии.

Иммуногенность - это способность антигена вызывать иммунный ответ, а антигенность - это способность антигена связываться с антителом. Иммуногенность - это способность антигена инициировать иммунную систему к формированию эффекторов, нейтрализующих антигенную чужеродность. Чтобы спровоцировать иммунный ответ, антиген должен обладать иммуногенностью.

С другой стороны, организму-реципиенту необходимо обладать способностью воспринимать сигнал и включать иммунные механизмы. Например, при анализе генетического контроля иммунного ответа выявлены линии мышей и морских свинок, одни из которых отвечают на определенный антиген, а другие остаются к нему ареактивными. Иными словами, антиген в качестве иммуногена проявляется тогда, когда иммунная система конкретного организма способна к адекватному ответу.

Соединения с молекулярной массой менее 10000, например лекарственные средства, сами по себе не иммуногенны. Такие соединения принято называть гаптенами. Гаптены приобретают иммуногенность лишь после соединения с высокомолекулярным белком-носителем. Гаптены не могут стимулировать выработку антител, но могут связываться с ними. Следует подчеркнуть, что иммуногенность - комплексная характеристика, которая зависит от свойств самого антигена, пути его введения и способа иммунизации.

Антигенами называются структурно чужеродные для данного конкретного организма вещества (высокомолекулярные соединения - белки и полисахариды), способные вызвать иммунный ответ (начальные слоги двух слов: "АНТИтела ГЕНерация"). Носителями таких чужеродных веществ будут бактерии, вирусы, грибки, трансплантаты, опухолевые клетки.

В иммунологии термин "антиген" несет двойную смысловую нагрузку: как индуктор иммунного ответа и как биологический маркер.

В определении антигена как индуктора иммунного ответа скрыты две его основные характеристики: антигенная специфичность (антигенность), определяемая его структурными особенностями, и иммуногенность - способность инициировать иммунную систему к формированию эффекторов, нейтрализующих антигенную чужеродность.

Основная функция специфического иммунного ответа - это специфическое распознавание чужеродных антигенов. В распознавании участвуют молекулы двух разных типов - антигенраспознающие рецепторы T-клеток и B-клеток . Антигенраспознающие рецепторы T- и B-клеток происходят, вероятно, от общего филогенетического предшественника и принадлежат к иммуноглобулиновому суперсемейству. Структурное разнообразие, благодаря которому эти молекулы способны распознавать множество самых разных антигенов, возникает в результате многочисленных генных рекомбинаций.

Основная структурная единица B-клеточного антигенраспознающего рецептора состоит из двух одинаковых тяжелых и двух одинаковых легких полипептидных цепей, соединенных вместе дисульфидными связями, которые составляют иммуноглобулиновую молекулу, структурно связанную с плазматической мембраной B-клеток. Секретируемые в кровоток B-клетками измененные формы этого рецептора обычно называют антителами. Таким образом, однииммуноглобулины функционируют в составе антигенраспознающих рецепторов; другие - присутствуют в плазме крови или лимфе как свободные молекулы (антитела).

Встретив и распознав антиген, B-клетки размножаются и дифференцируются в плазматические клетки, которые образуют и секретируют большие количества растворимых иммуноглобулинов называемых антителами. Антитела представляют собой гамма-глобулины типа гликопротеинов. Они образуют фракцию иммуноглобулинов и разделяются на подгруппы в зависимости от молекулярного веса.

Антитела представляют собой крупные гликопротеины и содержатся в крови и тканевой жидкости. Благодаря своей идентичности исходным антигенраспознающим рецепторам B-клеток они взаимодействуют с тем антигеном, который первоначально активировал B-клетки, проявляя, таким образом, строгую специфичность. Хотя циркулирующие антитела структурно подобны основной части B-клеточных рецепторов, они лишены их трансмембранных и цитоплазматических сегментов.

Антитела появляются в сыворотке иммунизированного человека в результате специфической реакции организма на введение в него антигенов. Контакт организма с антигеном вызывает усиленный синтез антител в клетоках иммунной системы. На поверхности антител расположены антигенсвязывающие участки, конфигурация которых соответствует трехмерной структуре антигенных детерминатных групп (гаптенов), как ключ к замку.

Если в составе молекулы антигена содержится несколько детерминант (гаптенов) с одинаковыми антигенными свойствами, то добавление специфических антител к раствору с такими антигенами может привести к образованию крупных молекулярных агрегатов, выпадающих в осадок (преципитирующих).

Эта реакция преципитации используется в диагностических целях для определения типа антигена и специфичности антитела. Если в растворе присутствуют крупные частицы (форменные элементы крови или бактерии) с антигенными детерминантами на поверхности и антитела к ним, то может произойти реакция с образованием крупных хлопьев - агглютинация, которую используют для определения групп крови и видовой принадлежности бактерий. Агглютинация является одним из звеньев процесса инактивации антителами бактериальных белков и гормонов в крови и моче. У каждого индивидуума существует громадное разнообразие иммуноглобулиновых молекул, различающихся по структуре полипептидных цепей, и как следствие, по специфичности. Конкретный иммуноглобулин способен связываться с антигеном, вызвавшим его образование. Одновременно иммуноглобулины могут связываться с рецепторами лейкоцитов, в результате чего включается цепь последовательных реакций иммунной системы организма, обусловливающих инактивацию и (или) удаление чужеродного вещества (микроорганизм, паразит, токсин или низкомолекулярное соединение - гаптен). В этом заключается эффекторная функция антител.