Антигены и их характеристика

Гуморальное звено

Гуморальный иммунный ответ опосредован В-лимфоцитами, которые после распознания микроба начинают активно синтезировать антитела по принципу один тип антигена – один тип антитела. В-лимфоциты - функциональный тип лимфоцитов, которые на своей поверхности имеют иммуноглобулиновые рецепторы для связывания антигенов, а также антигены гистосовместимости, участвующие в представлении чужеродных агентов Т-лимфоцитам.

В ходе иммунного ответа В-лимфоциты превращаются в синтезирующие и секретирующие антитела плазматические клетки и В-клетки иммунологической памяти. Каким образом это происходит. После воздействия антигенного раздражителя начинается активная пролиферация и дифференцировка В-клеток. Вначале они превращаются в плазмобласты (незрелые плазмотические клетки). Каждый плазмобласт существует короткое время и вскоре после своего возникновения начинает активно делиться с образованием дочерних клеток. При каждом последующем делении образуются клетки, содержащие в цитоплазме все более возрастающее число рибосом (все более выражена гранулярная ЭПС). На пятый день после антигенной стимуляции, в результате последовательных клеточных делений, образуется колония зрелых плазматических клеток, которые в большом количестве продуцируют антитела.

На поверхности одного микроба может быть множество различных антигенов, поэтому обычно вырабатывается целая серия антител, каждое из которых при этом направлено на определенный антиген.

Антиген – это биополимер органической природы, генетически чужеродный для макроорганизма, который при попадании в последний распознаётся его иммунной системой и вызывает иммунные реакции, направленные на его устранение.

Антигены обладают рядом характерных свойств: антигенностью, специфичностью и иммуногенностью.

Антигенность. Под антигенностью понимают потенциальную способность молекулы антигена активировать компоненты иммунной системы и специфически взаимодействовать с факторами иммунитета. Иными словами, антиген должен выступать специфическим раздражителем по отношению к иммунокомпетентным клеткам. При этом взаимодействие компонентов иммунной системы происходит не со всей молекулой одновременно, а только с ее небольшим участком, который получил название «антигенная детерминанта», или «эпитоп».

Антигенными свойствами может обладать любое вещество, которое отличается от нормальных компонентов данного организма иным расположением атомов на поверхности молекулы. Т.е. организм вырабатывает антитела на данный тип вируса или раковой клетки не потому, что узнал в них возбудителя болезни, а потому, что это чужеродные объекты, подлежащие удалению из организма.

Иммуногенность — потенциальная способность антигена вызывать по отношению к себе в макроорганизме специфическую защитную реакцию. Степень иммуногенности зависит от ряда факторов, которые можно объединить в три группы:

1. Молекулярные особенности - природа, химический состав, молекулярный вес, струк­тура и некоторые другие характеристики антигена;

2. Клиренс антигена в организме – динамика поступления антигена в организм и его выведения. Так, хорошо известна зависимость иммуногенности антигена от способа его введения. На иммунный ответ влияет количество поступающего антигена: чем его больше, тем более выражен иммунный ответ;

3. Реактивность макроорганизма- факторы, определяющие зависимость иммуногенности от состояния макроорганизма.

Специфичность – способность антигена индуцировать иммунный ответ к строго определенному эпитопу.

Также для того, чтобы к-л объект стал антителом, необходимо, чтобы он сам был макромолекулой, либо был построен из макромолекул. Антителами могут быть белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты. Малые молекулы сами по себе очень редко могут проявлять антигенные свойства. Однако многие низкомолекулярные вещества, не обладая сами антигенными свойствами, могут изменять антигенные свойства к-н макромолекулы, к которой они присоединяются ковалентной связью. Низкомолекулярные вещества, обладающие потенциальным антигенным свойством, называют гаптенами. Одна молекула часто содержит несколько антигенных детерминант и вызывает образование нескольких типов антител, а объект, обладающий размерами бактерии, должен содержать огромное число различных антигенных детерминант.

Антитела (иммуноглобулины), их структура. Классы иммуноглобулинов, их функции.

Антитела («анти» + «тела») - глобулины сыворотки крови человека и животных, образующиеся в ответ на попадание в организм различных антигенов (принадлежащих бактериям, вирусам, белковым токсинам и др.) и специфически взаимодействующие с этими антигенами.

Антитела принадлежат к суперсемейству иммуноглобулинов, куда входят также белки MHC, некоторые молекулы адгезии [LFA-2 (CD2), ICAM-1 (CD54), VCAM-1 (CD106) и др.], TCR, отдельные рецепторы цитокинов [для ИЛ-1 типов I и II, ИЛ-6, M-CSF, c-kit (CD117)], рецепторы для Fc-фрагментов иммуноглобулинов (FcaR, FcyRI, FcyRII), мембранные молекулы CD3, CD4, CD8, CD80 и др.

Структура белков суперсемейства иммуноглобулинов: а - молекула MHC-I состоит из α-цепи, внемембранная её часть связана с короткой цепью β2-микроглобулина; б - молекула MHC-II состоит из двух субъединиц: более длинной α-цепи и β-цепи. Часть каждой цепи выступает над поверхностью клеточной мембраны, цепь содержит трансмембранный участок и небольшой фрагмент в цитоплазме; в - антигенсвязывающая область молекулы TCR состоит из двух цепей: α и β. Каждая цепь представлена двумя внеклеточными иммуноглобулинподобными доменами (вариабельным на NH-конце и константным), стабилизированными при помощи S-S-связей, и цитоплазматическим стабильным COOH-концом. SH-группа, присутствующая в цитоплазматическом фрагменте α-цепи, может взаимодействовать с мембранными или цитоплазматическими белками; г - мономер молекулы IgM, встроенный в плазматическую мембрану B-лимфоцитов, это рецептор для антигена. Разнообразие специфичностей TCR и иммуноглобулинов обеспечивается возможностью сайтспецифичной рекомбинации множества различных генных сегментов, кодирующих отдельные фрагменты молекулы.

Существенным и уникальным свойством антител, отличающим их даже от TCR, служит их способность связывать антиген непосредственно в том виде, в каком он проникает в организм (в нативной конформации). При этом времени на предварительную метаболическую обработку антигена не требуется, поэтому антитела - очень важный фактор безотлагательной защиты организма (например, от сильных ядов, при укусах змей, скорпионов, пчёл и др.).

На основании структурных и антигенных признаков Н-цепей иммуноглобулины подразделяют (в порядке относительного содержания в сыворотке крови) на 5 классов:

Иммуноглобулины типа А (IgA) (15%) синтезируются клетками иммунной системы и выводятся на поверхность кожи и слизистых оболочек. В больших количествах IgA содержатся во всех физиологических жидкостях (слюна, молоко, моча). Иммуноглобулины типа А обеспечивают местный иммунитет, препятствуя проникновению микробов через покровы тела и слизистые оболочки.

Иммуноглобулины типа M (IgM) (10%) выделяются в первое время после контакта с инфекцией. Эти антитела представляют собой большие комплексы способные связывать сразу несколько микробов одновременно. Определение IgM в крови является признаком развития в организме острого инфекционного процесса.

Антитела типа G (IgG) (80%) появляются вслед за IgM и представляют собой основной фактор гуморального иммунитета. Этот тип антител защищает организм на протяжении длительного времени от различных микроорганизмов.

Иммуноглобулины типа Е (IgE) (менее 0,01%) участвуют в развитии аллергических реакций немедленного типа, тем самым защищая организм от проникновения микробов и ядов через кожу.

Для антитела класса D пока не обнаружили нормальной функции (менее 0,1%).

Наиболее исследованы из перечисленных антител представители класса G. Поэтому рассмотрим структуру и свойства антител на их примере.

IgG имеют молекулярный вес около 150000 кДа. В каждой молекуле содержится 4 полипептидные цепи: 2 одинаковые легкие и 2 одинаковые тяжелые. Соответственно вес каждой легкой цепи составляет 22500 кДа, а тяжелой – 53000 кДа. Во всех группах антител легкие цепи имеют более или менее сходное строение. В основном, специфичность данного класса антител определяется строением тяжелой цепи.

Каждая легкая цепь присоединена к тяжелой цепи одной ковалентной -S-S- связью, две такие же связи соединяют между собой 2 тяжелые цепи.

Молекула антигена имеет Y-образную форму, причем активные центры расположены на концах двух ответвлений- Fab-фрагменты - антигенсвязывающие фрагменты - 2 одинаковых фрагмента, сохраняющих способность связывать антиген. В активных центрах содержатся гипервариабельные участки, которые определяют комплементарность молекулы антигену. Каждое ответвление при помощи шарнирного участка соединено с главной осью; при связывании антигена расстояние между активными центрами увеличивается. Наличие двух одинаковых антигенсвязывающих участков позволяет одной молекуле антитела связывать 2 сходных антигена.

В результате, в присутствии специфических антител, отдельный микроорганизм оказывается связанным с огромным количеством сходных микроорганизмов своего рода мостиками, образуемыми антителами. Такие агрегаты легко захватываются и разрушаются макрофагами за счет связывания с Fc-фрагментом. Fс-фрагменты иммуноглобулинов в пределах одного изотипа строго идентичны (независимо от специфичности антител). Они обеспечивают взаимодействие самих антител и комплексов антиген-антитело с системой комплемента, фагоцитами, эозинофилами, базофилами, тучными клетками. При этом каждый класс иммуноглобулинов взаимодействует только с определёнными эффекторными клетками или молекулами.

Т.о. взаимодействие антител с антигенами приводит к формированию комплекса. Этот комплекс маркируется и в зависимости от маркировки подвергается либо фагоцитозу, либо ферментативному разрушению. Маркировка осуществляется комплиментом.

Чтобы работа иммунной системы была полноценной, необходимо регулярно принимать витамины, заниматься спортом, дышать свежим воздухом и поддерживать себя в прекрасном расположении духа. Также необходимо особое значение придавать полноценному сну.

Дата добавления: 2017-01-13