Вопрос 7, 8 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.

1. 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.

2. 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.

3. 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).

Тип антигенов	Примеры	Роль в развитии цитологического процесса
Аутоантигены	Органо-специфические антигены (щитовидная железа, хрусталик).	Аутоиммунные болезни (тиреоидит).
Идиотипы	Иммуноглобулин-специ­фические антигены ан­тител, синтезированные данным клоном.	Регуляция синтеза антител.
Аллоантигены (изоантигены)	Антигены гистосовместимости, группы крови.	Реакции трансплантационного иммунитета, гемолитическая болезнь новорожденных.
Эндогенные ксеногенные антигены	Почечные и сердечные антигены, перекрестно реагирующие с антигенами В-гемолитические стрептококки.	Роль в патогенезе аутоиммунных заболеваний (гломерулонефрит, коллагеназы).
Антигены различного происхождения	Микробы, пища, пыльца, пыль, лекарства и др.	Инфекционные и аллергические заболевания.

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:

1. Видовая (у животных данного вида).

2. 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).

3. 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)).

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

5. Органоидная специфичность (органоиды клеток имеют специфические антигены)

6. 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,

-SО₃Н.

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:

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

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

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

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

Антитела – это 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 (  , ,  , , ), а легкие на 2 типа (  ,  ) 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.