Антигены классификация свойства их строение специфичность. Антигены и антитела

Понятие об антигенах

Антигенами называются вещества или тела, несущие на себе отпечаток чужеродной генетической информации, те самые вещества, то «чужое», против которого «работает» иммунная система. Любые клетки (ткани, органы) не собственного организма (не свои) являются для иммунной системы комплексом антигенов, даже некоторые собственные ткани (хрусталик глаза) - так называемые забарьерные ткани: в норме они не контактируют с внутренней средой организма.

Антигены обладают 2 свойствами:

антигенностью, или антигенным действием, - они способны индуцировать развитие иммунного ответа;
специфичностью, или антигенной функцией, - взаимодействовать с продуктами иммунного ответа, индуцированного аналогичным антигеном.

Химическая природа антигенов различна. Это могут быть белки:

полипептиды;
нуклеопротеиды;
липопротеиды;
гликопротеиды;
полисахариды;
липиды высокой плотности;
нуклеиновые кислоты.

Классификация антигенов

Антигены делят на следующие:

сильные, которые вызывают выраженный иммунный ответ;
слабые, при введении которых интенсивность иммунного ответа невелика.

Сильные антигены, как правило, имеют белковую структуру.

Некоторые (обычно небелковые) антигены не способны индуцировать развитие иммунного ответа (не обладают антигенностью), но могут вступать во взаимодействие с продуктами иммунного ответа. Их называют неполноценными антигенами, или гаптенами. Многие простые вещества и лекарственные средства являются гаптенами, при попадании в организм они могут конъюгировать с белками организма хозяина или другими носителями и приобретать свойства полноценных антигенов.

Для того чтобы какое-либо вещество проявляло свойства антигена, кроме главного - чужеродное™, оно должно обладать еше иелым рядом признаков:

макромолекулярностью (молекулярная масса более 10 тыс. дальтон);
сложностью строения;
жесткостью структуры;
растворимостью;
способностью переходить в коллоидное состояние.

Молекула любого антигена состоит из 2 функиионально различных частей:

1-я часть - детерминантная группа, на долю которой приходится 2-3% поверхности молекулы антигена. Она определяет чужеродность антигена, делая его именно этим антигеном, отличающимся от других;
2-я часть молекулы антигена называется проводниковой, при ее отделении от детерминантной группы она не проявляет антигенного действия, но сохраняет способность реагировать с гомологичными антителами, т. е. превращается в гаптен.

проводниковой частью связаны все остальные признаки ангенности, кроме чужеродноти.

Любой микроорганизм (бактерии, грибы, вирусы) представляет

собой комплекс антигенов.

По специфичности микробные антигены делятся:

на перекрестно-реагирующие (гетероантигены) - это антигены, общие с антигенами тканей и органов человека. Они имеются у многих микроорганизмов и рассматриваются как важный фактор вирулентности и пусковой механизм развития аутоиммунных процессов;
группоспецифические - общие у микроорганизмов одного рода или семейства;
видоспецифические — общие у разных штаммов одного вида микроорганизмов;
вариантспецифические (типоспецифические) - встречаются у отдельных штаммов внутри вида микроорганизмов. По наличию тех или иных вариантспецифических антигенов микроорганизмы внутри вида делят на варианты по антигенному строению - серовары.

По локализации антигены бактерий делятся:

на целлюлярные (связанные с клеткой);
экстрацеллюлярные (не связанные с клеткой). Основные иеллюлярные антигены:
соматический — О-антиген (глюцидо-липоидо-полипепдидный комплекс);
жгутиковый — Н-антиген (белок);
поверхностные - капсульные — К-антиген, fi-антиген, Vi-антиген.

Экстрацеллюлярные антигены - это продукты, секретируемые бактериями во внешнюю среду, в том числе антигены экзотоксинов, ферментов агрессии и защиты и др.

Антитела и их свойства

Антителами называются сывороточные белки, образующиеся в ответ на действие антигена. Они относятся к сывороточным глобулинам, поэтому называются иммуноглобулинами (Ig). Через них реализуется гуморальный тип иммунного ответа. Антитела обладают 2 свойствами:

специфичностью, т. е. способностью вступать во взаимодействие с антигеном, аналогичным тому, который индуцировал (вызвал) их образование;
гетерогенностью по физико-химическому строению, специфичности, генетической детерминированности образования (по происхождению).

Все иммуноглобулины являются иммунными, т. е. образуются в результате иммунизации, контакта с антигенами. Тем не менее по происхождению они делятся:

на нормальные (анамнестические) антитела, которые обнаруживаются в любом организме как результат бытовой иммунизации;
инфекционные антитела, которые накапливаются в организме в период инфекционной болезни;
постинфекционные антитела, которые обнаруживаются в организме после перенесенного инфекционного заболевания;
поствакцинальные антитела, которые возникают после искусственной иммунизации.

Антитела (иммуноглобулины) всегда специфичны антигену, индуцировавшему их образование. Тем не менее противомик-робные иммуноглобулины по специфичности делятся на те же группы, что и соответствующие микробные антигены:

группоспецифические;
видоспецифические;
вариантспецифические;
перекрестнореагирующие.

В настоящее время довольно часто методами биотехнологии и/или генной инженерии получают иммуноглобулины, продуцируемые одним клоном кЛеток. Они называются моноклональными антителами. Их продуценты - клетки-гибридомы, являющиеся потомками, полученными при скрещивании В-лимфоцита (плазматической клетки) с опухолевой клеткой. От плазматической клетки-гибридома наследуется способность к синтезу антител, а от опухолевой клетки - способность длительно культивироваться вне организма.

Помимо специфичности одним из основных свойств иммуноглобулинов является их гетерогенность, т. е. неоднородность популяции иммуноглобулинов по генетической детерминированности их образования и по физико-химическому строению.

Антигены (греч. anti- против + gennao создавать, производить)

биоорганические вещества, которые обладают признаками генетической чужеродности (антигенности) и при введении в вызывают развитие иммунного ответа.

Антигенность присуща не только белкам, но и многим сложным полисахаридам, липополисахаридам, полипептидам, а также некоторым искусственным высокополимерным соединениям. А. могут находиться в микробах (микробные ) и в тканях (тканевые антигены) животных и растений. на введение А. может проявляться в виде стимуляции выработки антител, клеточных реакций замедленной гиперчувствительности, трансплантационного иммунитета или возникновения толерантности (см. Иммунитет).

Термин « » употребляется в двояком смысле: для обозначения определенного очищенного примесей молекулярно-гомогенного вещества (например, кристаллический сывороточный , яичный альбумин, очищенный микробный и др.) или сложных препаратов, клеток или тканей, содержащих большое количество отдельных антигенных веществ.

Микробные А. являются основой иммунизирующих препаратов - вакцин (Вакцины), в т.ч. анатоксинов - бактериальных экзотоксинов, обезвреженных формалином. Наиболее значимые для развития невосприимчивости вакцинирующие А. носят название протективных.

Для проявления антигенности большое значение имеет молекулярная масса. например, приобретают , соединенные в полипептидную цепь достаточной величины и сложности. Имеются вещества, достаточно специфичные, чтобы нести признаки чужеродности, но обладающие малой величиной молекулы. Они вызывают реакции иммунитета в смеси со специальными стимуляторами антителогенеза. Минимальная молекулярная масса, необходимая для проявления антигенности, должна быть не менее десятка тысяч. например, яичный альбумин (один из низкомолекулярных полноценных антигенов) имеет молекулярную массу 40000, сывороточный альбумин - около 70000. с меньшей молекулярной массой могут стимулировать выработку антител при их введении со стимуляторами типа адъюванта Фрейнда. К таким веществам относятся, например, рибонуклеаза (молекулярная масса 13000), (молекулярная масса 6000). Наименьшая молекулярная масса веществ, против которых удалось получить без их присоединения к другим, более крупным молекулам, составляет примерно 1000 ( , ангиотензин). Полипептиды, размер которых превышает 8 аминокислот, обязательно являются антигенами.

Существует несколько объяснений значения величины молекулярной массы для осуществления ее антигенных функций. Высказывались предположения о значении того факта, что более крупные молекулы эффективнее захватываются макрофагами и дольше не выводятся из организма. В дальнейшем было получено более рациональное объяснение этого явления. Вскоре после открытия Т- и В-лимфоцитов и их взаимодействия для инициирования иммунного ответа было показано, что лимфоциты несут на своей поверхности разные . Рецепторы В-лимфоцитов имеют сродство к малым структурным специфичностям молекулы антигена, к его антигенным детерминантам; Т-лимфоциты обладают рецепторами к основной несущей части молекулы. Для индукции иммунного ответа необходимо стимулирование обоих типов лимфоцитов, в котором существенное значение имеет величина молекулы антигена.

Чужеродность - неотделимое от антигена понятие. Без чужеродности нет антигена применительно к данному организму. например, альбумин кролика не является антигеном для этого животного, но генетически чужероден для морской свинки.

Антигенность - мера антигенного качества, например большая или меньшая способность вызывать образование антител. Так, на бычий сывороточный гамма-глобулин у кролика вырабатывается большее количество антител, чем на бычий сывороточный альбумин.

Иммуногенность - способность создавать . Это понятие относится главным образом к микробным А., обеспечивающим создание иммунитета (невосприимчивость) к инфекциям.

Например, возбудитель дизентерии обладает высокой антигенностью, но выраженного иммунитета против дизентерии получить не удается. Возбудитель брюшного тифа является и высокоантигенным, и высокоиммуногенным. Поэтому брюшнотифозная создает выраженный иммунитет.

Специфичность - антигенные особенности, отличающие А. друг от друга. Существуют вещества, имеющие свой специфический облик, но не вызывающие иммунных реакций (в частности, выработку антител) при введении в организм. Однако с готовыми антителами они взаимодействуют. Такие вещества получили название гаптенов, или неполноценных антигенов. Гаптены имеют признаки чужеродности, но не обладают определенными качествами, необходимыми для проявления полноценных антигенных свойств. Гаптены приобретают свойства полноценных А после соединения с крупномолекулярными веществами° - белками, полисахаридами или искусственными высокомолекулярными полиэлектролитами.

Антигены, полученные путем присоединения к молекуле белка химической группировки, обеспечивающей новую иммунологическую специфичность, называются конъюгированными антигенами.

При иммунизации животных конъюгированными А., состоящими из одного и того же белка, но содержащими разные введенные химические группировки, образуются антитела, специфичные по отношению к этим поверхностным детерминантам. Следовательно, специфичность определяется введенной химической группой, получившей название антигенной детерминанты (эпитопа).

Одна и та же антигенная в виде гаптена, расположенная на разных носителях, обеспечивает выработку антител одной и той же специфичности. Однако антигенность получаемых комплексов различна при разных молекулах-носителях. Это свидетельствует о существовании в организме по крайней мере двух распознающих клеточных систем: для антигенной детерминанты и для несущей части молекулы.

Крупные белковые или полисахаридные молекулы несут на себе по нескольку детерминантных группировок. Посредством определения количества молекул антител, присоединяющихся к одной молекуле антигена, рассчитано число реактивных групп (валентности) различных белков. Это число увеличивается пропорционально возрастанию молекулярной массы белковых молекул.

Количество детерминантных групп на белковой молекуле имеет существенное значение для реализации ею антигенной функции. Так, для того, чтобы конъюгированный антиген, содержащий арсаниловую кислоту, осаждался анти-арсаниловой сывороткой, его молекула должна нести не менее 10-20 молекул арсаниловой кислоты. Различные антигенные детерминанты, расположенные на белковой полисахаридной молекуле, не равнозначны в процессе стимуляции иммунного ответа. Наиболее активные из них получили название иммунодоминантных групп.

Полисахариды, содержащие различные и аминосахара, сами по себе, без связи с липидом или белком, при достаточной величине молекулярной массы могут выступать в роли полноценных А. Они обязательно должны иметь повторяющиеся структурные элементы. Примерами служат А. групп крови, полисахаридные комплексы капсул пневмококков. и стероиды неантигенны. Предполагают, что , составляющие основу липидов, не обладают достаточной жесткостью структуры молекул, т.к. содержат длинные цепи парафиновых углеводородов. Значение жесткости структуры показано на примере малоантигенного - белка, не имеющего устойчивой конфигурации из-за большого содержания глицина. Введение в молекулу 2% тирозина или других групп с жесткой структурой превращает в вещество с выраженными антигенными свойствами.

Различают антигенную специфичность нескольких основных типов: видовую и групповую специфичность а также гетероспецифичность. Видовая специфичность позволяет отличать представителей одного вида организмов от особей другого вида по так называемым видоспецифическим А. С помощью антител против сывороточных белков человека (так называемые античеловеческие видоспецифические сыворотки) легко отличают крови, принадлежащее человеку, от любого пятна крови животных. По различным бактериальным А (О-антиген, Н-антиген, К-антиген и др.) можно отличить не только бактерий, но и его варианты. Групповая специфичность обусловливает различия среди особей одного вида организмов.

Антигены, по которым особи или группы особей животных одного вида различаются между собой, получили название изоантигенов (алло-антигенов). Для эритроцитов человека, кроме изоантигенов АВО. известно более 70 других, объединенных в 15 изоантигенных систем. Детально изучено химическое строение изоантигенов групп крови системы АВО. Показано, что эти антигены представляют собой полисахаридные комплексы. К изоантигенам относятся антигены гистосовместимости, или трансплантационные антигены. обусловливающих внутривидовые различия клеток и тканей, вследствие чего возникает их несовместимость при трансплантации (Трансплантация) органов и тканей.

Гетероспецифичность - общая специфичность для представителей разных видов антигенных комплексов или общие антигенные детерминанты на антигенных комплексах, различающихся по другим признакам. Общие А встречаются у весьма отдаленных видов. Их называют гетерогенными антигенами. Примером гетерогенного антигена является антиген Форссмана, присутствующий в эритроцитах овец, лошадей, собак, кошек, мышей, кур, но отсутствующий у человека, обезьян, кроликов, крыс, уток. Описаны общие А. для человека и возбудителя чумы. А., определяющие группу крови А человека, обнаружены у вируса гриппа и некоторых других микроорганизмов. За счет гетерогенных антигенов могут возникать перекрестные иммунные реакции, приводящие к ошибочным заключениям А., специфичные для определенных тканей или органов, называют соответственно тканеспецифическими или органоспецифическими.

Новую антигенную специфичность могут приобретать , образуя комплексы с рядом лекарственных веществ, которые в этих случаях выступают в роли гаптенов. Этим можно объяснить возникновение лекарственной аллергии (Лекарственная аллергия), в т.ч. и аллергических реакций на , которые сами по себе неантигенны. например к пенициллину развивается у 1% больных, которым его вводят парентерально. Показано, что с белками ассоциируется не сам пенициллин, а продукты его распада, в частности бензилпенициллиновая кислота. Амидопирин хинидин, и некоторые другие лекарственные препараты обладают сродством к белкам форменных элементов крови. Соединяясь с ними, они могут вызвать иммунные поражения, сопровождающиеся развитием и лейкопении. Реализация этого процесса происходит при определенной предрасположенности индивидуума - врожденной или приобретенной.

Нередко лекарственно-модифицированные антигенные субстанции организма называют аутоантигенами. Однако это не совсем точно Истинными аутоантигенами являются нормальные компоненты организма, против которых при аутоиммунных заболеваниях возникают антитела () или клеточные аутоиммунные реакции (см. Аутоаллергия , Аутоиммунные болезни).

1. Малая медицинская энциклопедия. - М.: Медицинская энциклопедия. 1991-96 гг. 2. Первая медицинская помощь. - М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994 г. 3. Энциклопедический словарь медицинских терминов. - М.: Советская энциклопедия. - 1982-1984 гг .

Смотреть что такое "Антигены" в других словарях:

Современная энциклопедия

Антигены - (от анти... и...ген), вещества, которые воспринимаются организмом как чужеродные и вызывают специфический иммунный ответ. Способны взаимодействовать с клетками иммунной системы и антителами. Попадание антигена в организм может привести к… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

- (от анти... и...ген) вещества, которые воспринимаются организмом как чужеродные и вызывают специфический иммунный ответ. Способны взаимодействовать с клетками иммунной системы и антителами. Попадание антигенов в организм может вызвать… … Большой Энциклопедический словарь

Вещества, вызывающие в тканях макроорганизмов реакцию, направленную в конечном счете на удаление их из организма. Первой реакций на А. является образование специфичных им антител. В качестве А. могут выступать в основном белки, а также др.… … Словарь микробиологии

Неструктурные белковые продукты ранних генов аденовирусов, вируса SV 40 и вируса полиомы. Специфичны для вирусов. Выделяют диффузией в агаре, ИФА, РСК. Биол. функция не известна. (Источник: «Словарь терминов микробиологии») … Словарь микробиологии

- [Словарь иностранных слов русского языка

- [от анти... и...ген(ы)], вещества белковой природы или полисахариды, которые, проникая в кровь, вызывают образование в ней специфических антител, способных нейтрализовать его болезнетворное действие. Все белки обладают свойствами антигенов,… … Экологический словарь

Антигены - белковые образования, контролирующиеся генами, которые дают специфическую реакцию с соответствующими сыворотками... Источник: МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ, РАННЯЯ ДОКЛИНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И ПРОФИЛАКТИКА ИНСУЛИНЗАВИСИМОГО САХАРНОГО… … Официальная терминология

АНТИГЕНЫ - АНТИГЕНЫ, в иммунологии название веществ, способных при введении их в животный организм вызвать в жидкостях и клетках последнего такие изменения, к рые влекут за собой появление и нарастание избирательного реактивного сродства этих клеток и… … Большая медицинская энциклопедия

Ов; мн. (ед. антиген, а; м.). Вещества, чужеродные для данного организма, вызывающие образование антител. ◁ Антигенный, ая, ое. А ые вещества. * * * антигены (от анти... и...ген), вещества, которые воспринимаются организмом как чужеродные и… … Энциклопедический словарь

Вещества генетически чужеродной информации, способные при попадании в организм вызывать иммунный ответ, направленный на их удаление или нейтрализацию. Обычно это макромолекулы – белки или полисахариды, входящие в состав клеток, тканей, органов и… … Биологический энциклопедический словарь

Книги

Биологические методы лечения онкологических заболеваний , Под редакцией Винсента Т. ДеВита , мл. , Сэмюэля Хеллмана , Стивена А. Розенберга , Книга посвящена одной из острейших проблем современной медицины - онкологическим заболеваниям. В ней подробно изложены новые биохимические подходы к лечению онкологических больных, новые… Категория: Онкология. Опухоли Издатель:

Антигены - это высокомолекулярные вещества органического происхождения, способные при введении в организм вызывать образование специфических белков - . Антигены способны соединяться только с теми антителами, которые возникли под их воздействием. Антигенными свойствами обладают и (так называемые полноценные антигены). Антигены широко применяют в диагностике инфекционных заболеваний для определения природы антител. Антигены, используемые в этих целях, называют диагностикумами.

Помимо полноценных антигенов, способных вызывать образование антител и реагировать с ними, существуют и неполноценные - гаптены (чаще всего и липоиды), реагирующие с соответствующими антителами, но не способные вызывать их образование. Гаптены являются соединениями, придающими антигенам определенную специфичность. Гаптены превращаются в полноценные антигены при добавлении к ним белка. Некоторые неорганические соединения, в том числе лекарственные препараты ( , йод и др.), при поступлении в организм могут соединяться с его белками и приобретать антигенные свойства. По характеру иммунологической реакции антигены могут быть обозначены как агглютиногены, вызывающие образование антител, обусловливающих реакцию (см.); преципитиногены - антигены, вызывающие образование антител, участвующих в реакции (см.).

Антигены (от греч. anti - против и gennao - создаю, произвожу) - химические соединения, которые при введении в организм человека или животных вызывают образование антител. Антигенными свойствами обладает широкий круг природных высокомолекулярных соединений и в первую очередь белки, полисахариды (см. Vi-антиген) и их комплексы. Кроме того, антигенами могут быть искусственно синтезированные полипептиды, а также комплексы белков с самыми разнообразными по структуре химическими соединениями. При введении в организм таких конъюгированных соединений образуются антитела (см.), специфически реагирующие с введенной в белок простой химической группировкой, которая, будучи введена в организм без носителя, не вызывает образования антител. Подобные соединения из-за своей иммунологической пассивности получили название неполных антигенов, или гаптенов.

В настоящее время далеко не все еще известно об условиях антигенности того или иного вещества, однако, несомненно, что степень антигенности белков определяется некоторыми особенностями их химического строения, к числу которых следует отнести относительно высокий молекулярный вес. Действительно, относительно простые по составу и строению протамин и желатина не являются антигенами, а яичный и сывороточный альбумины (мол. масса 40 000-70 000) иммуногенны в меньшей степени, чем гамма-глобулины (мол. масса 160 000) или гемоцианин (мол. масса 300 000 и более). Непременным условием антигенности является отличие строения данного вещества от каких-либо веществ, присутствующих в организме реципиента. Собственные белки организма не являются антигенами, если они не были подвергнуты химической обработке, способной изменить их строение. В связи с генетическими отличиями особей одного и того же вида однотипные белки (например, гамма-глобулины) у них могут иметь определенные различия в строении. В связи с этим белок одного животного данного вида может быть антигеном для другого животного этого же вида. Подобные антигены называются изоантигенами.

При некоторых патологических состояниях собственные белки, полисахариды и их комплексы в результате изменения химического строения приобретают способность к аутоиммунизации. Такие аутоантигены известны при приобретенной гемолитической анемии, идиопатической тромбопенической пурпуре, узелковом периартериите, эритематозной волчанке и других заболеваниях.

В связи со сложным химическом строением природных белков и полисахаридов на поверхности их макромолекул находится значительное число антигенных детерминант различного строения. Антигенная гетерогенность индивидуальных белков и полисахаридов приводит при иммунизации к образованию большого набора антител разной специфичности (см. Иммунитет). Если у некоторых белков или полисахаридов различного происхождения отдельные антигенные детерминанты близки по своему строению, то образующиеся антитела будут перекрестно реагировать с обоими антигенами. Антигенное родство наряду со специфическими отличиями установлено для однотипных белков разных видов (сывороточных альбуминов, гамма-глобулинов) или соматических 0-антигенов бактерий кишечной группы. В ряде случаев одинаковые антигенные детерминанты встречаются у совершенно разных по происхождению веществ, например группоспецифических А-антигенов эротроцитов человека и капсульных полисахаридов пневмококка типа XIV. Серологически родственные клеточные антигены далеких друг от друга видов получили название гетерогенных антигенов. Примерами таких антигенов служат антигены Форсмана - вещества, которые при инъекции кроликам вызывают образование бараньих гемолизинов.

Природные антигены могут встречаться как в корпускулярной, так и растворимой форме. Поскольку первые исследуются с иммунной сывороткой в реакции агглютинации, они называются агглютиногенами. Соответственно растворимые антигены, анализируемые в реакции преципитации, иногда называют преципитиногенами. В корпускулярных антигенах бактериального происхождения различают антигены собственно тела клетки и жгутиковые антигены, представляющие по химическому строению белки. При наличии одинаковых по строению детерминант агглютиногены и преципитиногены могут иметь одну и ту же серологическую специфичность. Несмотря на серологическое родство, иммуногенная активность агглютиногенов и преципитиногенов различается: образование антител к агглютиногенам происходит, как правило, значительно интенсивнее.

Особые вещества, генетически нам чужеродные, которые провоцируют иммунный ответ организма через активацию специфических В- и/или Т-лимфоцитов, называются антигенами. Свойства антигенов подразумевают их взаимодействие с антителами. Практически любая молекулярная структура может вызвать данную реакцию, например: белки, углеводы, липиды и т. д.

Чаще всего ими становятся бактерии и вирусы, которые каждую секунду нашей жизни пытаются попасть внутрь клеток, чтобы передать и размножить свою ДНК.

Структура

Чужеродные структуры обычно представляют собой высокомолекулярные полипептиды или полисахариды, но другие молекулы, такие как липиды или нуклеиновые кислоты, могут также выполнять их функции. Более мелкие образования становятся этим веществом, если они соединяются с более крупным протеином.

Антигены сочетаются с антителом. Комбинация очень похожа на аналогию замка и ключа. Каждая молекула Y-образного антитела имеет по крайней мере две области связывания, которые могут прикрепляться к определенному участку на антигене. Антитело способно соединиться с одинаковыми частями двух разных клеток одновременно, что может привести к агрегации соседних элементов.

Строение антигенов состоит из двух частей: информационной и несущей. Первая определяет специфичность гена. За нее отвечают определенные участки белка, называемые эпитопами (антигенными детерминантами). Это фрагменты молекул, которые провоцируют иммунитет на ответные действия, заставляя его защищаться и производить антитела со схожими характеристиками.

Несущая часть помогает веществу проникнуть внутрь организма.

Химическое происхождение

Протеины. Антигены обычно представляют собой большие органические молекулы, которые являются белками или крупными полисахаридами. Они отлично справляются со своими обязанностями из-за своей высокой молекулярной массы и структурной сложности.
Липиды. Считаются неполноценными из-за их относительной простоты и отсутствия структурной стабильности. Однако, когда они присоединяются к протеинам или полисахаридам, то могут действовать как полные вещества.
Нуклеиновые кислоты. Плохо подходят на роль антигенов. Свойства антигенов отсутствуют в них из-за относительной простоты, молекулярной гибкости и быстрого распада. Антитела к ним могут вырабатываться путем их искусственной стабилизации и связывания с иммуногенным носителем.
Углеводы (полисахариды). Сами по себе слишком малы, чтобы функционировать самостоятельно, но в случае антигенов эритроцитарной группы крови, белковые или липидные носители могут вносить свой вклад в необходимый размер, а полисахариды, присутствующие в виде боковых цепочек, придают иммунологическую специфичность.

Основные характеристики

Чтобы называться антигеном, вещество обязано обладать определенными свойствами.

Прежде всего, оно должно быть чужеродным тому организму, куда стремится попасть. Например, если реципиент трансплантата получает донорский орган с несколькими основными различиями HLA (человеческого лейкоцитарного антигена), орган воспринимается как чужеродный и впоследствии отторгается реципиентом.

Вторая функция антигенов - это иммунногенность. То есть чужеродное вещество должно при проникновении внутрь восприниматься иммунной системой как агрессор, вызывать ответную реакцию и заставлять ее вырабатывать специфические антитела, способные уничтожить захватчика.

За это качество отвечают многие факторы: структура, вес молекулы, ее скорость и т. д. Важную роль играет то, насколько инородной является она для индивидуума.

Третьим качеством является антигенность — умение вызывать реакцию у определенных антител и сцепляться с ними. За это отвечают эпитопы, и именно от них зависит тип, к которому относится враждебный микроорганизм. Данное свойство дает возможность связываться с Т-лимфоцитами и другими атакующими клетками, но не может вызвать сам иммунный ответ.

Например, частицы с более низкой молекулярной массой (гаптены) способны соединяться с антителом, но для этого они должны быть прикреплены к макромолекуле в качестве носителя для запуска самой реакции.

Когда несущие антиген клетки (такие как эритроциты), от донора переливаются реципиенту, они могут быть иммуногенными так же, как внешние поверхности бактерий (капсула или клеточная стенка), а также поверхностные структуры других микроорганизмов.

Коллоидное состояние и растворимость — это обязательные свойства антигенов.

Полные и неполные антигены

В зависимости от того, насколько хорошо выполняют свои функции, эти вещества бывают двух типов: полные (состоящие из белка) и неполные (гаптены).

Полный антиген способен обладать иммуногенностью и антигенностью одновременно, индуцировать образование антител и вступать с ними в конкретные и наблюдаемые реакции.

Гаптены - вещества, которые не могут из-за своего крошечного размера влиять на иммунитет и поэтому должны сливаться с крупными молекулами, чтобы те могли их доставить к «месту преступления». В этом случае они становятся полноценными, а за специфичность отвечает гаптенная часть. Определяются реакциями in vitro (исследованиями, произведенными в лабораторных условиях).

Такие вещества известны как чужеродные или несамостоятельные, а те, что присутствуют на собственных клетках организма, называются авто- или само-антигенами.

Специфичность

Видовая — присутствует у живых организмов, относящихся к одному виду и имеющих общие эпитопы.
Типовая — бывает у совершенно непохожих существ. Например, это идентичность между стафилококком и соединительными тканями человека или красными кровяными тельцами и чумной палочкой.
Патологическая — возможна при необратимых изменениях на клеточном уровне (например, от радиации или лекарственных препаратов).
Стадиоспецифическая — вырабатывается только на каком-то этапе существования (у плода при внутриутробном развитии).

Аутоантигены начинают вырабатываться при сбоях, когда иммунная система признает определенные участки своего же организма как чужеродные и пытается разрушить их при помощи синтеза с антителами. Природа таких реакций до сих пор точно не установлена, но приводит к таким страшным неизлечимым заболеваниям, как васкулит, СКВ, рассеянный склероз и многим другим. В постановке диагноза данных случаев необходимы in vitro исследования, которые находят разбушевавшиеся антитела.

Группы крови

На поверхности всех кровяных телец расположено огромное количество различных антигенов. Все они объединены благодаря специальным системами. Всего их насчитывается более 40.

Эритроцитарная группа отвечает за совместимость крови при переливании. В нее входит, например, серологическая система ABO. Все группы крови обладают общим антигеном - Н, который является предшественником образования веществ А и В.

В 1952 году из Мумбаи сообщили об очень редком примере, в котором антигены A, В и H отсутствовали на красных кровяных тельцах. Это группа крови была названа «бомбейской» или «пятой». Такие люди могут принять кровь только от своей собственной группы.

Еще одной системой является резус-фактор. Некоторые антигены Rh представляют структурные компоненты мембраны эритроцита (RBC). Если они отсутствуют, то оболочка деформируется и приводит к гемолитической анемии. Кроме того, резус очень важен при беременности и его несовместимость у матери и ребенка может приводить к большим проблемам.

Когда антигены не являются частью структуры мембраны (например, А, B и H), их отсутствие не влияет на целостность эритроцитов.

Взаимодействие с антителами

Возможно только при условии, что молекулы обоих достаточно близки для того, чтобы некоторые из отдельных атомов поместились в комплементарные углубления.

Эпитопом является соответствующая область антигенов. Свойства антигенов позволяют большинству из них иметь несколько детерминантов; если два из них или более идентичны, то такое вещество считается мультивалентным.

Другой способ измерения взаимодействия - авидность связывания, которая отражает общую стабильность комплекса антител и антигенов. Она определяется как общая сила связывания всех ее мест.

Антигенпредставляющие клетки (АПК)

Те, которые могут поглотить антиген и доставить его в необходимое место. Существует три типа данных представителей в нашем организме.

Макрофаги. Обычно находятся в состоянии покоя. Их фагоцитарные возможности значительно увеличиваются, когда они стимулируются для перехода в активную форму. Присутствуют наряду с лимфоцитами практически во всех лимфоидных тканях.
Характеризуются длительными цитоплазматическими процессами. Их основная роль действовать в качестве ловцов антигенов. Они имеют не фагоцитарную природу и находятся в лимфоузлах, тимусе, селезенке и коже.

B-лимфоциты. Выделяют на своей поверхности молекулы внутримембранного иммуноглобулина (Ig), которые функционируют как рецепторы клеточных антигенов. Свойства антигенов позволяют им связывать только один тип чужеродного вещества. Это делает их гораздо более эффективными, чем макрофаги, которые должны поглощать любой посторонний материал, попадающийся им на пути.

Потомки В-клеток (плазматических клеток) вырабатывают антитела.

Все ткани и клетки организма человека обладают антигенными свойствами. Одни антигены специфичны для всех млекопитающих, другие видоспецифичны для человека, третьи - для отдельных групп, их называют изоантигенами (например, антигены групп крови). К антигенам, свойственным только данному организму относятся антигены тканевой совместимости

Изоантигены
Изоантигены или групповые антигены - это антигены, по которым отдельные индивидуумы или группы особей одного вида различаются между собой.
В эритроцитах, лейкоцитах, тромбоцитах, а также в плазме крови людей открыто несколько десятков изоантигенов.
Изоантигены, генетически связаны, объединены в группы, получившие название: система АВО , резус и др. В основе деления людей на группы по системе АВО лежит наличие или отсутствие на эритроцитах антигенов, обозначенных А и В . В соответствии с этим все люди подразделены на 4 группы. Группа I (О) - антигены отсутствуют, группа II (А) - в эритроцитах содержится антиген А, группа III (В) - эритроциты обладают антигеном В, группа IV (АВ) - эритроциты обладают обоими антигенами. Поскольку в окружающей среде имеются микроорганизмы, обладающие такими же антигенами (их называют перекресно-реагирующими ), у человека имеются антитела к этим антигенам, но только к тем, которые у него отсутствуют. К собственным антигенам организм толерантен. При переливании крови или эритроцитов реципиенту, в крови которых содержатся антитела к соответствующему антигену, в сосудах происходит агглютинация перелитых несовместимых эритроцитов, что может вызвать шок и гибель реципиента.
У части людей эритроциты содержат еще особый антиген, получивший название резус-антигена (Rh) . По наличию или отсутствию Rh-антигена люди разделяются на две группы - резус (Rh)-положительных и резус (Rh)-отрицательных. При переливании крови Rh-отрицательному реципиенту, если эритроциты донора содержат Rh-антиген, может развиваться гемолитическая желтуха.

Рис. 3. Рецепторы, встроенные в мембрану эритроцита, являются антигенами организма (изоантигены) в том числе антигены А и В системы АВО и резус фактор.

Антигены главного комплекса тканевой (гисто) совместимости.
Помимо антигенов, свойственных всем людям и групповых антигенов, каждый организм обладает уникальным набором антигенов, свойственных только ему самому. Эти антигены кодируются группой генов, находящихся у человека на 6 хромосоме, и называются антигенами главного комплекса тканевой совместимости и обозначаются МНС-антигены (англ. Major histocompatibility complex ). МНС-антигены человека впервые были обнаружены на лейкоцитах и поэтому имеют другое название - HLA (Human leucocyte antigens). МНС-антигены относятся к гликопротеинам и содержатся на мембранах клеток организма, определяя его индивидуальные свойства и индуцируют трансплантационные реакции, за что они получили третье название - трансплантационные антигены . Кроме того, МНС-антигены играют обязательную роль в индукции иммунного ответа на любой антиген.
Белки I класса находятся на поверхности практически всех клеток организма. Антигены I класса обеспечивают представление антигенов цитотоксическим CD8+-лимфоцитам, а распознавание этого антигена антигенпредставляющим клеткам другого организма при трансплантации приводит к развитию трансплантационного иммунитета.
МНС-антигены II класса находятся преимущественно на антигенпредставляющих клетках - дендритных, макрофагах, В-лимфоцитах. Основная роль в иммуногенезе антигенов II класса - участие в представлении чужеродных антигенов Т-хелперным лимфоцитам.

Рис. 4. Антигены главного комплекса гистосовместимости I класса представляют антиген (темно-синий круг)Т-киллерам, антигены II класса представляют антиген Т-хелперам.

ФАКТОРЫ СПЕЦИФИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

Наряду с факторами неспецифической защиты среда организма защищена от проникающих в нее чужеродных макромолекул, в том числе от патогенных микробов, механизмами специфического иммунного ответа. Эти механизмы приобретаются организмом после контакта с конкретным чужеродным веществом, носящим название антиген. Действие этих механизмов строго избирательно и распространяется только на конкретный антиген, который индуцировал иммунный ответ. Реализация иммунного ответа является функцией высоко специализированной иммунной системы организма. Основные защитные функции иммунной системы - распознавание и элиминацию чужеродных макромолекул - осуществляют иммунокомпетентные клетки (лимфоциты), а также продуцируемые и секретируемые ими макромолекулы - антитела (иммуноглобулины).
Специфический иммунный ответ является одним из компонентов общей системы защиты организма, в которой все вышеперечисленные клетки и макромолекулы взаимосвязаны. Местом функциональной кооперации всех перечисленных клеток и макромолекул служат органы и ткани иммунной системы организма.

Лимфоциты

Лимфоциты - это единственные клетки организма, способные специфически распознавать и различать разные антигены и отвечать активацией на контакт с определенным антигеном.
Лимфоциты находятся в состоянии рециркуляции, т.е. постоянно происходит обмен клетками между кровью, лимфой и лимфоидными органами. Это необходимо для реализации специфического иммунного ответа, так как иммунная система должна быть готова ответить на любой из множества чужеродных антигенов, попадающих в любой участок тела. Поскольку каждый отдельный антиген распознается лишь очень небольшой частью популяции лимфоцитов, только постоянная рециркуляция может создать условия для встречи каждого антигена с единичными лимфоцитами, несущими специфические для него антиген-распознающие рецепторы .
Встретив и распознав этот антиген, лимфоциты размножаются (пролиферация) и дифференцируются , благодаря клональной селекции. Большая часть из них принимает непосредственное участие по уничтожению антигена, а меньшая часть остается в виде долгоживущих активированных клеток памяти и в данный момент участие в защите не принимает.
При весьма сходной морфологии малые лимфоциты делятся на две популяции, имеющие различные функции и продуцирующие разные белки. В зависимости от места созревания в организме подразделяются на Т -(тимус) иВ - (бурса Фабрициуса, костный мозг) лимфоциты .

Рис. 1. Клональная селекция лимфоцитов (схема). После антигенной стимуляции лимфоциты размножаются и дифференцируются. Большая часть из них активно участвуют в уничтожении антигена, а меньшая остается в виде долгоживущих клеток памяти.

В-лимфоциты
Каждая В-клетка генетически запрограммирована на синтез поверхностного рецептора иммуноглобулиновой природы(иммуноглобулиновые антигенраспознающие рецепторы ), специфичного к одному определенному антигену. Встретив и распознав этот антиген, В-клетки размножаются и дифференцируются в плазматические клетки , которые образуют и выделяют в растворимой форме большие количества таких рецепторных молекул, называемых антителами. Антитела представляют собой крупные гликопротеины и содержатся в крови и тканевой жидкости. Благодаря своей идентичности исходным рецепторным молекулам они взаимодействуют с тем антигеном, который первоначально активировал В-клетки.

Рис. 2. В-лимфоциты после антигенной стимуляции размножаются и дифференцируются в плазматические клетки (ПК), которые образуют и выделяют антитела.

Т-лимфоциты
Другая популяция получила название Т-лимфоциты в связи с их дифференцировкой в тимусе. Имеются несколько субпопуляций Т-клеток с различными функциями. Одни взаимодействуют с мононуклеарными фагоцитами, способствуя разрушению локализованных в них микроорганизмов. Другие взаимодействуют с В-клетками, помогая им размножаться, созревать и образовывать антитела. Обе эти субпопуляции Т-клеток названы хелперными Т-клетками (Тх ) и для них характерен поверхностный маркер CD4+ . Первые из них обозначаются как Тх1 (Th1)-клетки, они участвуют в реализации реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) и способны синтезировать ИЛ-2, ИФНg и лимфотоксин, а вторые обозначаются - Тх2 (Th2)-клетки и продуцируют ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6 и ИЛ-10. Таким образом Т-хелперы являются индукторами (активаторами) иммунных реакций.
Третья субпопуляция Т-клеток осуществляет разрушение клеток организма, зараженных вирусами или иными внутриклеточно размножающимися патогенными микробами. Этот тип активности Т-клеток назван цитотоксичностью, а сами клетки соответственно цитотоксическими Т-лимфоцитами (ТЦТЛ или ТCTL или Тц ) или Т-киллерами (Тк), они имеют маркер CD8+ .
Свои функции воздействия на другие клетки Т-лимфоциты осуществляют путем выделения растворимых белков - цитокинов , которые передают сигналы другим клеткам, или путем прямых межклеточных контактов. В цитотоксической реакции атакующая клетка направляет содержимое своих гранул наружу, к клетке-мишени. Гранулы цитотоксических Т-клеток содержат соединения, называемые перфоринами , которые способны создавать каналы в наружной мембране клеток-мишеней. (Подобно этому, антитела, связавшись с поверхностью клетки-мишени, могут привлечь комплемент для перфорирования ее цитоплазматической мембраны). Кроме того гранулы содержат лимфотоксины , которыми цитотоксические лимфоциты, путем введения через проделанное отверстие в мембране, лизируют клетку-мишень. Некоторые цитотоксические клетки способны также своим сигналом включать программу саморазрушения клетки-мишени - процесс апоптоза .
Как правило, распознавание антигена Т-клетками происходит только при том условии, что он презентирован на поверхности других клеток в ассоциации (комплексе) с молекулами МНС. В распознавании участвует специфичный к антигену Т-клеточный рецептор (ТкР или TCR ) , функционально и структурно сходный с той поверхностью молекулы иммуноглобулина, которая у В-клеток служит антигенсвязывающим рецептором. При этом Т-хелперы распознают антиген в ассоциации с МНС II класса, Т- киллеры - с МНС I класса.