5.Поняття про антигени.

Антиге́н — речовина, зазвичай органічного походження, що має ознаки генетичної відмінності і при введенні в організм викликають специфічний імунний ефект. Імунна система розпізнає цю речовину як чужорідну і виробляє антитіла для боротьби із нею. В класичній імунології до антигенів відносять віруси, бактерії, мікроскопічні гриби, цілі клітини тваринного походження.Антигенам притаманна імуногенність — здатність викликати імунну відповідь, а також специфічність, яка характеризує специфічну взаємодію їх з продуктами імунної відповіді (антитілами, сенсибілізованими лімфоцитами). Молекула антигена несе детермінантну группу — ділянку молекули антигена, яка «розпізнається» антигензв'язуючим центром В-лімфоцитів і антитілами. В молекулі антигена, як правило, міститься декілька різних за будовою детермінантних груп, кожна з яких може повторюватись кілька разів.Зазвичай антигени містять у собі протеїни, що розташовані на поверхні бактерій, вірусів і гранул пилка. Протеїни несумісних груп крові чи тканин також поводяться як антигени, що треба враховувати при переливанні крові і пересадці органів. Класифікація антигенів:Повні і неповні (гаптени).Антиген, якому властива антигенність, називається гаптеном. Гаптени викликають імунну відповідь тільки після кон'югації з високомолекулярними носіями. Гаптенами можуть бути прості хімічні сполуки, наприклад, глюкоза або тринітрофенол. Вони стають імуногенними лише після з'єднання з білковим носієм, наприклад, з білковою молекулою. При відповіді на гаптен, який поєднаний з білком — носієм, В-лімфоцити розпізнають його, а Th-лімфоцити — білкову молекулу.Розчинні та корпускулярні.Розчинні (чужорідні білки, токсини, продукти деградації вірусів та бактерій) і корпускулярні (бактерії, віруси, чужорідні еукаріотичні клітини) антигени по-різному сприймаються імунною системою і, викликають різні форми імунної відповіді. В основі такого розділення лежить характер представлення антигенів клітинам імунної системи.Екзогенні та ендогенні.В залежності від джерела надходження до організму.Т-залежні і Т-незалежні.Антигени, які викликають продукцію антитіл, можна поділити на тимусзалежні та тимуснезалежні. У процесі відповіді на тимусзалежні антигени В-лімфоцити потребують «допомоги» Т-лімфоцитів-хелперів. Серед цих антигенів можна виділити дві основні групи: цитокіновоопосередковані та власне Т-лімфоцитарні антигени. Відповідь на тимуснезалежні антигени, яких є менше, ніж попередніх, не потребує допомоги з боку Т-лімфоцитів. До них серед інших належать: ліпополісахариди оболонок бактерій (LPS), декстран і очищений білок туберкуліну. Певні тимуснезалежні антигени містяться в багатьох вірусах, бактеріях і грибках.

Тимуснезалежні антигени.Тимуснезалежні антигени теж можна поділити на дві групи. Антигени з властивостями поліклональних активаторів В-лімфоцитів і здатністю до стимуляції імунної відповіді (наприклад, у новонароджених мишенят, у яких імунна реактивність ще не розвинена). Ці антигени передають В-лімфоцитам як сигнал І, так і сигнал II. Сюди належать LPS і декстран. Їх позначають символом ТІ-1 (thymus independent). Антигени, які не мають рис поліклональних активаторів Я-лімфоцитів і не здатні викликати відповідь у новонароджених мишенят. Це полівалентні антигени, які діють вони не тільки безпосередньо на В-лімфоцити, але й опосередковано через цитокіни, що виділяються під їх впливом іншими клітинами, наприклад NK-клітини. До цієї групи належать Ficoll і полісахарид пневмококів. їх позначають символом ТІ-2. Ці антигени не є цілком «тимуснезалежні». За певних обставин, вони можуть безпосередньо стимулювати Т-лімфоцити.Гетеро-, ізо(ало)- та аутоантигени.

Властивості антигенів.В межах одного антигену може знаходитися багато місць, до яких можуть приєднуватись антитіла. Це, так звані, епітопи або антигенні детермінанти. Епітопи однієї молекули можуть бути ідентичні або різні, можуть зв'язуватися з антитілами однакової або різної специфічності. Антиген, котрий містить багато епітопів, називається полівалентним. У молекулі білка найбільш антигенними є випуклі, рухомі щодо даної молекули фрагменти, які мають від'ємний заряд. Ні антиген, ні місце антитіла, що зв'язує антиген, не є статичними структурами. Вони характеризуються певною еластичністю щодо своєї форми.Використовують також термін тканинні антигени. Мається на увазі комплекс антигенів, притаманних певному органу чи тканині. Базується на різних фізіологічних функціях органів, що визначає їх певну біохімічну особливість. Пухлинні антигени — це специфічні розчинні чи асоційовані з клітинами речовини, що з'являються в організмі під час пухлинного росту. Часто їх називають раково-ембріональними, оскільки вони характерні також для ембріонального розвитку і з'являються в організмі жінки під час вагітності. Такими антигенами є, наприклад, альфа-фетопротеїн і трофобласт-специфічний глобулін, їх визначення має значення для діагностики як вагітності, так і пухлинного росту.

Антигенність та імуногенність.Антигенність (антигенна специфічність) — це здатність комплементарно зв'язуватися із антиген-специфічними рецепторами В і Т клітин. Вона притаманна майже всім відомим речовинам. Антигенами можуть бути пептиди, амінокислоти, вітаміни, і навіть АТФ, дінітрофенол чи іони металів. Але якщо просто ввести до організму одну з цих низькомолекулярних речовин, імунної відповіді не відбудеться.Імуногенність — це здатність викликати імунну відповідь, тобто стимулювати цілу низку подій, необхідних для активації імунних клітин. Імуногенність залежить як від структури антигену (молекулярна вага, просторова будова), так і від стану імунної системи реципієнта (репертуар білків гістосумісності та Т-клітинних рецепторів). Силу імунної відповіді до слабкого антигену можна підвищити за допомогою ад'ювантів — речовин, що сприяють неспецифічній стимуляції імунної системи: мінеральні олії (ад'юванти Фройнда), окис алюмінію.

Розчинні антигени.Такими антигенами класифікуютсья та сприймаються і представляються як екзогенні (зовнішні), і результатом їх розпізнання є активація В-лімфоцитів і синтез антитіл. Антигени бактерій і вірусів часто синтезуються всередині інфікованих клітин і тому сприймаються імунною системою як ендогенні (внутрішні). Результатом їх розпізнання є активація цитотоксичних Т лімфоцитів, що знищують інфіковані клітини разом із інфекційним агентом.Т-залежні антигени.Ці антигени представляють більшість та потребують участі у своєму розпізнанні Т-лімфоцитів. Деякі антигени, що містять фрагменти, які багато разів повторюються (полісахариди бактерій), здатні давати достатній сигнал В лімфоцитам без участі Т і називаються Т-незалежними. Вони викликають тільки синтез антитіл.По відношенню до організму реципієнта.По відношенню до організму реципієнта антигени діляться на ауто- (власні), ало- або ізо- (свого виду) та гетеро- або ксеноантигени (іншого виду). Потужність імунної відповіді півищується від ауто-до гетероантигенів.

Антигени- речовини різного походження, які мають ознаки генетичної чужорідності й викликають розвиток імунних реакцій (гуморальних, клітинних, імунологічної толерантності, імунологічної пам'яті та інших.).Властивості антигенів, поруч із чужеродностью, визначає їх імуногенність- здатність викликати імунна відповідь і антигенность- здатність (антигену) вибірково взаємодіяти з специфічними антитілами чи антиген-распознающими рецепторами лімфоцитів.Антигенами може бути білки, полісахариди і нуклеїнові кислоти в комбінації між собою, чилипидами.Антигенами є будь-які структури, які мають ознаки генетичної чужорідності і розпізнавані як такий імунної системою. Найбільшоюиммуногенностью мають білкові антигени, зокрема бактеріальніекзотоксини, віруснанейраминидаза.

Розмаїття поняття “антиген”.Антигени розділені на повні (імуногенні), завжди виявляють імуногенні і антигенні властивості, і неповні (>гаптени), нездатні самостійно викликати імунна відповідь.Гаптени маютьантигенностью, що зумовлює їх специфічність, здатність вибірково взаємодіяти з антитілами чи рецепторами лімфоцитів, визначатися імунологічними реакціями.Гаптени можуть бутииммуногенними при зв'язуванні зиммуногенним носієм (наприклад, білком), тобто. стають повними.За специфічність антигену відповідаєгаптенная частина, за імуногенність- носій (частіше білок).

Иммуногенность залежить від створення низки причин (молекулярного ваги, рухливості молекул антигену, форми, структури, здатність до зміни). Істотне значення має тут ступіньгетерогенності антигену, тобто.чужеродность для цього виду (>макроорганизма), ступеня еволюційної дивергенції молекул, унікальності і незвичайності структури.Чужеродность визначається також молекулярної масою, розмірами і будовоюбиополимера, йогомакромолекулярностью і жорсткістю структури. Бєлки та інші високомолекулярні речовини з вищиммолекулярним вагою найбільшиммуногенни. Важливе значення має жорсткість структури, що пов'язані з наявністю ароматичних кілець у складі амінокислотних послідовностей. Послідовність амінокислот вполипептидних ланцюжках- генетично детермінований ознака.

Антигенность білків є виявом їх чужорідності, та її специфічність залежить від амінокислотною послідовності білків, вторинної, третинної ічетвертичной (тобто. загальної конформації білкової молекули) структури, від поверхово розташованихдетерминантних груп, і кінцевих амінокислотних залишків. >Коллоидное стан і розчинність- обов'язкові властивості антигенів.

Специфичность антигенів залежить від особливих ділянок молекул білків і полісахаридів, званихепитопами.Эпитопи чи антигенні детермінанти- фрагменти молекул антигену, викликають імунна відповідь й що визначають його специфічність.Антигенние детермінанти вибірково реагують з антитілами чи антиген-распознающими рецепторами клітини.

Структура багатьох антигенних детермінант відома. У білків це звичайно фрагменти з 8- 20 виступаючих лежить на поверхні амінокислотних залишків, у полісахаридів- виступаючі Про- бічнідезоксисахаридние ланцюзі у складі ЛПР, у вірусу грипу-гемагглютинин, у вірусу імунодефіциту людини- мембраннийгликопептид.Эпитопи якісно можуть бути різні, до кожного можуть утворюватися “свої” антитіла.Антигени, містять одну антигеннудетерминанту, називають >моновалентними, рядепитопов- >поливалентними.Полимерние антигени перебувають у велику кількість ідентичніепитопи (>флагеллини, ЛПР).

Основні типи антигенної специфічності (залежить від специфічностіепитопов).1.Видовая- й у всіх особин жодного виду (загальніепитопи).2.Групповая- всередині виду (>изоантигени, які притаманні окремих груп). Приклад- групи крові (>АВО та інших.).3.Гетероспецифичность- наявність загальних антигенних детермінант у організмів різнихтаксономических груп. Є перехресно- реагують антигени у бактерій і тканинмакроорганизма.а.Антиген Форсмана- типовий перехресно- реагує антиген, виявлено в еритроцитах кішок, собак, овець, нирці морської свинки.б.Rh- система еритроцитів. ЛюдинаRh- антигениагглютинируют антитіла доеритроцитам мавпMacacusrhesus, тобто. є перехресними.в. Відомі загальні антигенні детермінанти еритроцитів чоловіки й палички чуми, вірусів віспи і грипу.р. Ще приклад- білок А стрептокока і тканини міокарда (клапанний апарат).

Такаантигенная мімікрія обманює імунну систему, захищає від неї впливу мікроорганізми. Наявність перехресних антигенів здатне блокувати системи, розпізнавальні чужорідні структури.

4.Патологічну. При різних патологічних змінах тканин відбуваються зміни хімічних сполук, що ще може змінювати нормальну антигенну специфічність. З'являються “опікові”, “променеві”, “ракові” антигени зі зміненою видовий специфічністю. Існує поняттяаутоантигенов - речовин організму, яких можуть бути імунні реакції ( звані аутоімунні реакції), спрямовані проти певних тканин організму. Найчастіше це стосується органам і тканинам, гаразд не що піддаються впливу імунної системи у зв'язку з наявністю бар'єрів (мозок, кришталик,паращитовидние залози та інших.).

5.Стадиоспецифичность. Є антигени, характерні для певних стадій розвитку, пов'язані зморфогенезом. Альфа-фетопротеин уражає ембріонального розвитку, синтез в дорослому віці різко зростає при ракових захворюваннях печінки.

Головними дійовими особами імунітету називають: антитіла (або імуноглобуліни), антигени та імунні клітини. Антитіла - це специфічні білки, здатні нейтралізувати чужорідне втручання. Антигени - це самі агресивні агенти, які при попаданні організм автоматично викликають утворення антитіл. До інших імунним клітинам відносять: Т-і В-лімфоцити, макрофаги (вони поглинають чужорідну клітку), гранулоцити декількох видів та інші. У нормі імунітет саморегулюється і налаштовується в оптимальному для організму режимі.

Механізм роботи імунної системи складний і зводиться до наступного. Оборона організму ведеться комплексно на декількох рівнях - клітинному і гуморальному (тобто відбувається в рідкому середовищі - крові, лімфі або тканинній рідини). На клітинному рівні, при чужорідному втручанні будь-якого роду, тимус (вилочкова залоза) включає клітинний імунітет, коли починають вироблятися активні клітини (фагоцити), які захоплють і знищують антигени. На нанорівні (гуморальному, молекулярному) починають вироблятися спеціальні білки крові - імуноглобуліни або антитіла. З іншого боку, паралельно основній роботі по знешкодженню антигенів, в рідинах організму можуть вироблятися спеціальні руйнівні для антигенів ферменти, а самі клітини, наприклад, можуть виробляти руйнівний противірусний білок - інтерферон і т.д.

Характеристика антигенів. Принциповою властивістю антигенної детермінанти може володіти будь-яка група хімічних радикалів, аби тільки вона була достатньої величини й мала стабільну просторову конфігурацію, що досягається за рахунок певної хімічної стабільності. Отже, для хімічно стабільних речовин величиною, що впливає на антигенність, є молекулярна вага. У силу цього атоми чистих елементів не можуть бути антигенами: вони не викликають вироблення антитіл і не здатні специфічно реагувати з антитілами, хоча неспецифічно реагують із імуноглобулінами, як і з будь-яким іншим білком.

Безліч хімічно стабільних низькомолекулярних речовин має достатні розміри, щоб специфічно реагувати з детермінантою антитіла, але самостійно не може індукувати вироблення антитіл в організмі. Такі низькомолекулярні речовини називаються неповними антигенами, або гаптенами. Гаптен здобуває здатність викликати проти себе вироблення антитіл, якщо вводиться в організм у комплексі з яким-небудь крупномолекулярним носієм. Утворення імуногенного комплексу можливо в самому організмі між гаптеном і макромолекулами організму. З виробленими антитілами гаптен реагує самостійно. Гаптенами є найрізноманітніші хімічні сполуки, у тому числі лікарські препарати: амідопірин, пеніцилін і ін. На відміну від гаптенів, повні антигени мають досить великі розміри, що забезпечує стимуляцію вироблення антитіл в організмі, і в той же час містять у собі специфічні антигенні детермінанти. Повними антигенами є багато білків, полісахариди, ліпіди - різноманітні біологічні макромолекули мікробного, рослинного й тваринного походження, а також різні штучні полімери. Варто мати на увазі, що навіть полісахариди, що є продуктами полімеризації одного моносахариду, іноді містять різні антигенні детермінанти, оскільки просторова конфігурація їх може бути неоднаковою за рахунок різних типів розгалуження. На великих антигенних частках, таких як клітини тварин, може втримуватися велика кількість різноманітних антигенних детермінант.

Молекула імуноглобуліну має не менше чотирьох антигенних детермінанти - по одній детермінанті на кожному поліпептиді, причому специфічність детермінант легких ланцюжків відрізняється від специфічності детермінант важких ланцюжків, а для кожного типу важких і легких ланцюжків характерні свої антигенні детермінанти. Молекула яєчного альбуміну містить п'ять антигенних детермінант, молекула сироваткового альбуміну - шість детермінант, дифтерійний токсин - вісім детермінант, а молекула гемоцианіна, молекулярна вага якого становить 6 500 000, - 231 детермінанту. У міру ускладнення організації живої матерії спостерігається ускладнення й антигенної будови.

Оскільки клітини різних органів і тканин відрізняються одна від одної набором біологічних макромолекул, у клітинах різних органів одного організму є органна й тканинна антигенна специфічність. Крім цього, спостерігаються генетично обумовлені розходження в будові й, отже, у наборі антигенів між індивідуумами усередині одного виду й між видами, що називають індивідуальною й видовою антигенною специфічністю.

На основі антигенної характеристики розрізняють тканини: аутогенні (тканини одного індивідуума); ізогенні, або сингенні (тканини генетично ідентичних тварин однієї чистої лінії даного виду); гомологічні, або аллогенні (тканини генетично неоднорідних індивідуумів одного виду), і, нарешті, гетерологічні, або ксеногенні (тканини особин різних видів).