IV. Антигены. Характеристика. Инфекционные и

неинфекционные антигены. Эритроцитарные и

лейкоцитарные антигены человека.

Антигенами называют любое вещество, попавшее в организм и вызывающие иммунные

реакции и участвующие в ее реализации.

Антигены обладают иммуногенным действием – вызывать активный гуморальный и клето-

чный иммунитет, или проявлять толерогенные свойства.

Иммунизация – это введение антигена в организм с целью получения специфических ан-

тител или создания иммунитета.

Антиген должен характеризоваться следующими признаками: чужеродность, иммуноген-

ность, антигенность и специфичность.

Иммуногенность – это способность молекулы вещества (иммуногена) вызывать в органи-

зме выработку специфических антител.

Антигенность – это способность молекулы вещества (антигена) связываться с соответству-

ющими готовыми антителами.

Специфичность – это признак, характерная особенность антигена, по которым он отличае-

тся от других антигенов. Взаимодействие эпитопа антигена и активного центра антител (па-

ратопа) определяет феномен специфичности иммунных реакций.

Данное вещество считается антигеном, если для конкретного организма он является генети-

чески чужеродным. На чужеродный антиген развивается положительная иммунная реакция.

Антигенная структура отражает эволюционную близость организмов, находящихся на разли-

чных ступенях развития. Существуют общие антигены, так называемые антигены Форсмана,

которые характерны для представителей различных семейств, рода и вида. Определение ан-

тигенного состава применяется для выявления среди них эволюционной связи. В процессе

эволюции сформировалось, что микроб, который инфицирует человека, с целью защиты при-

обретает антигены, аналогичные антигенам хозяина. Это явление известно под названием ан-

тигенной мимикрии. В результате этого антигены микроба организм воспринимает как

свои и не развивает против них иммунной реакции. Это дает микробу шанс выжить и продо-

лжить патогенное действие на организм хозяина. Микробные антигены, которые имеют об-

шие антигены с клетками хозяина, называют перекрестно реагирующими антигенами. По-

скольку перекрестно реагирущие антигены находятся на поверхности микроба или другой

чужеродной клетки вместе с другими антигенными структурами, антитела вырабатываются

и против них. В данном случае антитела и сенсибилизированные лимфоциты контактируют

с клетками хозяина и вызывают развитие иммунопатологического (аутоиммунного) процесса.

Известно, что гемолитический стрептококк обладает общим антигеном с человеческим эндо-

кардиумом, клубочками почек, клетками суставов и нервной тканью, что способствует возни-

кновению и развитию ревматизма, гломерулонефрита и рассеянного склероза.

Антигены клекток нервной системы, глаза и репродуктивных органов изолированы от им-

мунной системы физиологическими барьерами. Поэтому с этими клетками не существует по-

лноценной толерантности. Повреждение указанного барьера (токсины,инфекций) может вы-

звать развитие аутоиммунных процессов.

Полноценными антигенными свойствами обладают биополимеры – белки, их комплексы с

углеводами (гликопротеиды), липидами (липопротеиды), нуклеиновыми кислотами (нуклео-

протеиды), а также сложные полисахариды, липополисахариды. Полипептиды, которые сос-

тоят из L- аминокислот, характеризуются антигенными (иммуногенными) свойствами, а по-

липептиды, состоящие из D- аминокислот – лишены антигенных свойств.

Участок или структура молекулы вещества, обладающая индивидуальной антигенной спе-

цифичностью и обусловливающая соединение с соответствующими антителами – называется

антигенной детерминантой или эпитопом. Эпитопы, которые определяют антигенность бел-

ковой молекулы, состоят из 7-25 аминокислот и расположены на различных местах молеку-

лы. Вместе с тем антигенные детерминанты (эпитопы) могут иметь различный аминокисло-

тный состав и специфичность. Количество одинаковых эпитопов определяет валентность ан-

тигена. Валентность антигена повышается с увеличением молекулярного веса. Например, ва-

лентность яичного альбумина, молекулярный вес которого составляет 45000, равна 5, а моле-

кула гемоцианина составляет 6,5 млн, а валентность – 231.

Если эпитопы, которые обуславливают антигенные свойства молекулы, расположены на

одном участке, а токсические свойства микробных токсинов определеяют другие участки,

можно приготовить анатоксинные молекулы, лишенные токсических свойств. Токсины, об-

работанные некоторыми химическими веществами, например, формальдегидом, теряют то-

ксические свойства, но сохраняют иммуногенные свойства. Такие анатоксины применяют

для приготовления вакцинных препаратов, используемых для создания антитоксического

иммунитета у людей и животных. Напр., стафилококковый анатоксин.

Антигенов в природе великое множество. Антиген может быть химически чистым веще-

ством, напр., сывороточный белок – альбумин, или комплексным веществом, напр., бактерия,

вирус, тканевая клетка и т.д. Иммунохимически антиген может быть белком (протеин), поли-

сахаридом, гликопротеином, липополисахаридом.

Для проявления иммуногенных свойств большое значение придается молекулярному весу

вещества. Минимальный молекулярный вес вещества, необходимый для проявления антиге-

нности (иммуногенности), должен превышать 10000 kDa. Вещество с низкой молекулярной

массой, не способной вызвать выработку антител в организме, называется неполным антиге-

ном или гаптеном. Хотя гаптен не обладает способностью вызвать выработку антител, он

обладает свойством связаться с готовым антителом. Если к гаптену добавим белок (т.н.

вещество-носитель), образуется полноценный антиген. В образовавшемся конъюгате (гаптен

– белок-носитель) гаптен играет роль антигенной детерминанты. Если такой коньюгат цирку-

лирует в организме человека (в роли гаптена может выступать любое лекарственное вещест-

во химической природы), то в ответ на это лимфоидная (иммунная) система выработает анти-

тела против гаптена (В-лимфоциты) и сенсибилизированные Т-лимфоциты против белка-

носителя. В качестве белка-носителя зачастую встречаются белки тканей и клеток собствен-

ного организма.

По происхождению и другим признакам различают:

- ксеногенные (гетерогенные) антигены – напр., антигены животного происхождения

введенные в организм человека (межвидовые отличия);

- аллогенные антигены или изоантигены, напр., человеческие антигены, введенные

человеку (внутривидовое отличие);

- сингенные антигены – индивидуумы, обладающие одинаковым генетическим феноти-

пом (при введении антигенов от одной особи к другому не вызывает стимуляцию иммун-

ного конфликта);

- аутоантигены – собственные молекулы организма. При нарушении толерантности к со-

бственным клеткам и тканям, развивается аутоиммунная реакция;

- толероген – антиген любого происхождения, который введенный в организм вызывает

не иммунную агрессию, а полную ареактогенность.

Антиген или гаптен, который при повторном попадании в организм вызывает аллергиче-

скую реакцию, называется аллергеном. Исходя из сказанного, потенциально все антигены

и гаптены являются аллергенами.

Для усиления иммунного ответа при вакцинации совместно с антигенами применяют

адъюванты (adjuvantis - помощник). Обычно, антиген сорбируют на адъюванте. На месте

введения антигена адъювант создает т.н. депо, откуда в организм антиген попадает постепе-

нно, обеспечивая длительную антигенную стимуляцию и выработку антител в высоких ти-

трах. Адъюванты усиливают фагоцитоз, вызывают митогенную стимуляцию лимфоцитов,

выработку цитокинов. В качестве адъювантов используют фосфат или гидроксид аллюминия,

адъювант Фрейнда, дрожжевая РНК, липополисахариды и т.д.

Исследованиями установлено, что существуют так называемые суперантигены. Известно,

что обычные антигены вызывают стимуляцию антигенреактивных клеток, количество кото-

рых не превышает 0,01 % всех лимфоцитов. Суперантигены способны вызватт стимуляцию

до 20 % антигенреактивных клеток, что выражается повышением титров антител различных

специфичностей.

Существуют два вида антигенов: экзогенные и эндогенные (аутологичные). Экзогенные

антигены в организм попадают из окружающей среды. Среди них различают инфекционные

и неинфекционные антигены. К инфекционным относятся антигены бактерий, вирусов, гри-

бков, риккетсии и простейших. Все эти антигены способны вызвать у людей аллергические

реакций.

Известны следующие разновидности бактерийных антигенов: групповые, видовые и типо-

специфические.

В бактериальной клетке по локализации различают: К-, Н – и О –антигены.

К- антиген – поверхностный, капсульный антиген бактерий, характеризуется групповой

и типоспецифичностью, в основном полисахаридной природы. Разновидностью К- антигена

является Vi -антиген, который содержат сальмонеллы брюшного тифа и некоторые энтеро-

бактерий.

О –антиген входит в состав бактериальной стенки клетки. По природе он полисахарид и

является соствной частью липополисахарида. О –антиген в больших количествах содержат

грамотрицательные бактерий. Он термостабилен. Что касается липополисахарида, имеет сло-

жное строение и представляет собой эндотоксин.

К О –антигенам относятся тейхоевые кислоты, которые представляют собой Т-независи-

мые антигены.

В состав стенки бактериальной клетки входит также пептидогликан, который характери-

зуется сильным адъювантным свойством.

Н –антиген представляет собой жгутиковый антиген бактерий. Его основной составной

частью является термолабильный белок – флагеллин.

К бактериальным антигенам относятся также экзотокины, рибосомы и ферменты.

Антигены грибков. Клеточные стенки грибков обладают антигенами полисахаридной

природы (маннаны и маннанопротеины). Антигены грибков вызывают аллергические реа-

кции немедленного (антитела) и замедленного типов (Т-клетки). Около 30 % здоровых

людей содержат противогрибковые антитела (Candida). Антигены грибков обладают имму-

ностимулирующим, аллергическим и иммунодепрессивным действием.

Вирусные антигены. Большинство вирусов суперкапсидыми – поверхностными, белко-

выми и гликопротеидными (напр.,гемагглютинины и нейраминидаза вируса гриппа), ка-

псидные – оболочные и нуклеопротеидные антигены. Выявление специфических антигенов

используется для диагностики вирусных инфекций.

Паразитарные антигены. Гельминты и другие паразиты по своему строению очень сло-

жны и содержат в большом количестве полисахаридные и белковые антигены. Антигены

специфичны для каждого вида паразита, что является основой для серодиагностики парази-

тарных заболеваний. Паразитарные антигены, вызывая стимуляцию иммунного ответа, за-

частую становятся причиной возникновения аллергических реакций.

Некоторые микробы и их токсины (напр., сибиреязвенный микроб) обладают протектив-

ными (защитными) антигенами. Они вызывают сильную иммунную реакцию, которая защи-

щает организм от инфекций.

К неинфекционным антигенам относятся растительные антигены, лечебные препараты,

химические, природные (естественные) и синтетические вещества, тканевые и клеточные ан-

тигены человека и животных.

Растительные антигены часто вызывают аллергические реакций у людей. Пыльцы расте-

ний – основная причина развития поллинозов. Пищевые продукты растительного происхож-

дения вызывают пищевые аллергии.

Практически все химические вещества и лекарства являются гаптенами, частое примене-

ние которых может вызвать у людей развитие аллергических заболеваний.

Антигены животного происхождения являются для человека ксеногенными (гетероген-

ными) антигенами. Шерсть (собака,кошка) и перхоть животных являются для человека силь-

ными аллергенами.

Антигены организма человека. Все ткани и клетки человеческого организма характеризу-

ются антигенными свойствами. Антиген, который отличает одного человека от другого, явля-

ется (называется) аллоантигеном или изоантигеном. К аллоантигенам относятся антигены

эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.

На мембранах эритроцитов 194 антигена, которые объединены в 23 системы. Из этих ан-

тигенов наиболее значимые с точки зрения практической медицины – изогемагглютиногены

групп крови АВО.

Установлено, что по существующим на эритроцитах А – и В – агглютиногенов, люди деля-

тся на 4 группы: О, А, В и АВ.

В системе АВО, ген детерминирующий (определяющий,кодирующий) группы крови, имеет