• Антигены представляют собой чужеродные вещества или структуры, которые способны вызывать иммунный ответ. Теоретически любая молекула может быть антигенной, попав в организм, который воспринимает ее как чужеродную и дает на нее иммунный ответ. В этом определении скрыты две основные характеристики антигена: иммуногенность и антигенная специфичность.
Иммуногенность - это свойство антигена вызывать иммунный ответ . Степень иммуногенности зависит от ряда факторов: чужеродность, молекулярный вес, химический состав, вид животного и его генетическая конституция, способ введения антигена, чувствительность к катаболическому разрушению, действие адъювантов.
Специфичность антигена - это способность антигена избирательно реагировать с антителами или сенсибилизированными лимфоцитами, которые появились в результате иммунизации . За специфичность антигена ответственны определенные участки его молекулы, называемые детерминантами (или эпитопами). Специфичность антигена определяется набором детерминант. Детерминанта - область молекулы антигена, к которой выработаны специфические антидетерминанты (активные центры антител) . Специфичность выражается в том, насколько точно антигенная детерминанта <пригнана> к антиген - связующему центру (антидетерминанте).
Специфичность взаимодействия антигена с антителом зависит от пространственной конфигурации детерминант. Различают:
• секвенциальную (англ. seguence - последовательность), представленную определенной аминокислотной последовательностью в произвольно свернутой молекуле белка;
• конформационную, представленную определенными областями белков, расположенными на поверхности молекул.
КЛАССИФИКАЦИЯ АНТИГЕНОВ
При классификации антигенов учитывают не только химический состав, происхождение, но и генетические взаимоотношения между антигенами донора и реципиента, устанавливаемые трансплантационной иммунологией.
Название |
Антигены |
Корпускулярные антигены |
Различные клетки и крупные частицы: бактерии, грибки, простейшие, эритроциты |
Растворимые антигены |
Белки различной степени сложности, полисахариды |
Трансплантационные антигены |
Антигены клеточной поверхности, контролируемые ГКГС |
Ксеноантигены (гетерологичные) |
Антигены тканей и клеток, отличающиеся от реципиента на видовом уровне (донор и реципиент разных видов) |
Аллоантигены (гомологичные) |
Антигены тканей и клеток, отличающиеся от реципиента на внутривидовом уровне (донор и реципиент принадлежат к генетически неидентичным индивидам одного и того же вида) |
Сингенные |
Донор и реципиент принадлежат к одной и той же инбредной линии животных |
Изогенные (изологичные) |
Генетическая идентичность индивидов (н-р, однояйцевые близнецы) |
Аутоантигены |
Антигены собственных клеток организма |
Аллергены |
Антигены пищи, пыли, пыльцы растений, ядов насекомых, вызывающие повышенную реактивность |
Толерогены |
Антигены клеток, белков, вызывающие ареактивность |
Синтетические антигены |
Искусственно синтезированные полимеры аминокислот, углеводов |
Гаптены |
Простые химические соединения в основном ароматического ряда |
Тимус - зависимые |
Полноценное развитие специфического иммунного ответа этих антигенов начинается только после подключения Т-клеток |
Тимус - независимые |
Полисахариды, с повторяющимися структурно идентичными эпитопами, стимулируют В- клетки; способны инициировать иммунный ответ в отсутствии Т- хелперов |
Общие представления об антигене как иммуногенной молекуле отображены на рисунке 1. В графической форме дан обобщающий, условный образ антигена, не встречающийся в природе. Смысл такой формы - суммировать известные данные об иммунологически значимых детерминантах антигена в едином, удобном для восприятия виде.
Задание 2. Зарисуйте схему условного образа антигена. Какие структуры обозначены на рисунке 1 цифрами от 1 до 6?
Рис. 1. Условный образ антигена.
Антитела представляют собой глобулины, специфически реагирующие с антигеном, который определил их образование. С 1964 г. антитела принято называть иммуноглобулинами.
Рис. 2. Схема строения молекулы иммуноглобулина.
Задание 3. Рассмотрите рисунок 2. Обозначьте основные структуры иммуноглобулина.
Задание 4. С помощью нижеприведенных схем иммунологических реакций определите особенности разных типов иммунного ответа.
Целью любой иммунологической реакции является уничтожение антигена и защита организма. Встречаясь с антигеном клетки иммунной системы должны:
1. Распознать его.
2. Дать иммунологический ответ.
3. Запомнить антиген. На этом этапе вырабатываются клетки памяти. Во время иммунного ответа клетки выбрасывают необходимые биологически активные вещества (БАВ) - <связь>. Без них борьба невозможна.
ОСНОВНАЯ СХЕМА ИММУННОГО ОТВЕТА
1. Антиген, попадая в организм, в первую очередь сталкивается с естественными барьерами - кожей, слизистыми оболочками и т.д. Многим микроорганизмам не удается преодолеть их.
2. Если вторжение все же произошло, антиген встречается с фагоцитирующими клетками.
3. Макрофаг (фагоцит) пожирает и переваривает антиген.
4. Если он не справляется с ним самостоятельно, то представляет на поверхности своей мембраны информацию о проникшем враге. Это сигнал Т- или В- лимфоцитов.
5. В ответ на полученный сигнал о вторжении в периферических органах иммунной системы начинается отбор клеток, необходимых для борьбы именно с этим антигеном. Образуется клон соответствующих клеток. Одновременно формируется небольшое количество клеток памяти.
6. <Солдаты> вступают в бой.
ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ ОТВЕТ ПО КЛЕТОЧНОМУ ТИПУ
Иммунный ответ на различные антигены может происходить по-разному. Если в борьбу вступают Т-клетки, это называется иммунный ответ по клеточному типу .
1. Антиген встречает первые препятствия - кожу и т.д.
2. Макрофаг поглощает антиген и представляет его на мембране.
3. Информация о противнике передается Т-хелперу.
4. Т-хелпер способствует формированию клона Т-киллеров. Образуются клетки памяти.
5. Т- киллеры способны разрушать вторгшиеся <чужие> клетки и клетки, зараженные вирусом.
6. Реакция завершается при участии Т- подавляющих клеток.
ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ ОТВЕТ ПО ГУМОРАЛЬНОМУ ТИПУ С ПОМОЩЬЮ Т- ХЕЛПЕРОВ
При проникновении бактерий и некоторых вирусов может понадобиться гуморальный ответ . Возможны два его варианта: с участием Т- хелперов и без их вмешательства.
1. Проникновение антигена.
2. Поглощение антигена и появление информации о нем на макрофаге.
3. Передача информации Т- хелперу.
4. Т - хелпер способствует активации В-клеток. Образуются клетки памяти.
5. В - клетки превращаются в плазматические клетки, способные к синтезу антител.
6. Плазматическая клетка вырабатывает именно те антитела, которые нужны для борьбы с поступившим антигеном. Они связывают его, образуя иммунный комплекс.
7. Комплекс антиген - антитело захватывается макрофагом и разрушается.
8. Завершение иммунологической реакции происходит при участии Т- подавляющих клеток.
ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ ОТВЕТ ПО ГУМОРАЛЬНОМУ ТИПУ БЕЗ ПОМОЩИ Т- КЛЕТОК
1. Проникновение антигена.
2. Поглощение антигена и представление его на макрофаге.
3. Информация с макрофага передается на В - клетку.
4. В - клетки превращаются в плазматические клетки, вырабатывающие антитела.
5. Антитела связывают антигены.
6. Комплекс антиген - антитело удаляется макрофагом.
Для развития эффективного иммунного ответа необходимо участие целого ряда эффекторных и регуляторных клеток иммунной системы, клеток, участвующих в реакциях воспаления, гемопоэтических и других типов клеток. Взаимодействие между этими клетками осуществляется с помощью цитокинов .
Цитокины - эндогенные низкомолекулярные белковые регуляторы, принимающие участие в наиболее эффективном проявлении иммунного ответа.
Цитокины в основном играют регулирующую роль в межклеточных взаимодействиях, активируя или, ингибируя активность определенных клеток. Некоторым цитокинам свойственна прямая эффекторная функция.
Цитокины секретируются разными типами клеток, в основном разными популяциями лейкоцитов, и действуют локально от клетки к клетки, соединяясь со специфическими высокоаффинными рецепторами.
Термином <цитокины> объединяют разнообразные факторы роста, интерфероны, хемокины и интерлейкины. В настоящее время идентифицировано около 80 цитокинов. Однако предполагают, что их количество приближается к 1000.
ВОПРОСЫ СЕМИНАРА
1. Что такое антиген? Какими свойствами обладает антиген?
2. Классификация антигенов?
3. Структура антигенов HLA ?
4. Что представляют собой антитела?
5. Характеристика пяти классов иммуноглобулинов?
6. Что такое цитокины?