Антиген что это такое


Антиген - это... Что такое Антиген?

Антиген (англ. antigen от antibody-generating — «производитель антител») — это любая молекула, которая специфично связывается с антителом. По отношению к организму антигены могут быть как внешнего, так и внутреннего происхождения. Хотя все антигены могут связываться с антителами, не все они могут вызвать массовую продукцию этих антител орагнизмом, то есть иммунный ответ. Антиген, способный вызывать иммунный ответ организма, называют иммуногеном[1].

Антигены, как правило, являются белками или полисахаридами и представляют собой части бактериальных клеток, вирусов и других микроорганизмов. Липиды и нуклеиновые кислоты, как правило, проявляют иммуногенные свойства только в комплексе с белками. Простые вещества, даже металлы, также могут вызывать продукцию специфичных антител, если они находятся в комплексе к белком-носителем. Такие вещества называют гаптенами.

К антигенам немикробного происхождения относятся пыльца, яичный белок и белки трансплантатов тканей и органов, а также поверхностные белки клеток крови при гемотрансфузии.

Аллергены — это антигены, вызывающие аллергические реакции.

B-лимфоциты способны распознавать антиген в свободном виде. T-лимфоциты узнают антиген только в комплексе с белками главного комплекса гистосовместимости (англ. MHC) на поверхности антигенпрезентирующих клеток. В зависимости от предъявляемого антигена и типа молекулы комплекса гистосовместимости активируются разные виды клеток иммунной системы[1].

В зависимости от происхождения, антигены классифицируют на экзогенные, эндогенные и аутоантигены.

Экзогенные антигены

Экзогенные антигены попадают в организм из окружающей среды, путем вдыхания, проглатывания или инъекции. Такие антигены попадают в антиген-представляющие клетки путем эндоцитоза или фагоцитоза и затем процессируются на фрагменты. Антиген-представляющие клетки затем на своей поверхности презентируют фрагменты Т-хелперам (CD4+) через молекулы главного комплекса гистосовместимости второго типа (MHC II).

Эндогенные антигены

Эндогенные антигены образуются клетками организма в ходе естественного метаболизма или в результате вирусной или внутриклеточной бактериальной инфекции. Фрагменты далее презентируются на поверхности клетки в комплексе с белками главного комплекса гистосовместимости первого типа MHC I. В случае, если презентированные антигены распознаются цитотоксическими лимфоцитами (CTL, CD8+), Т-клетки секретируют различные токсины, которые вызывают апоптоз или лизис инфицированной клетки. Для того, чтобы цитотоксические лимфоциты не убивали здоровые клетки, аутореактивные Т-лимфоциты исключаются из репертуара в ходе отбора по толерантности.

Аутоантигены

Аутоантигены — это как правило нормальные белки или белковые комплексы (а также комплексы белков с ДНК или РНК), которые распознаются иммунной системой у пациентов с аутоиммунными заболеваниями. Такие антигены в норме не должны узнаваться иммунной системой, но, ввиду генетических факторов или условий окружающей среды, иммунологическая толерантность к таким антигенам у таких пациентов может быть утеряна.

Антигены опухолей

Опухолевые антигены, или неоантигены — это такие антигены, которые презентируются молекулами MHC I или MHC II на поверхности опухолевых клеток. Такие антигены могут быть презентированы опухолевыми клетками, и никогда — нормальными клетками. В таком случае они называются опухоль-специфичными антигенами (tumor-specific antigen, TSA) и, в общем случае, являются следствием опухоль-специфичной мутации. Более распространенными являются антигены, которые презентируются и на поверхности здоровых, и на поверхности опухолевых клеток, их называют опухоль-ассоциированными антигенами (tumor-associated antigen, TAA). Цитотоксические Т-лимфоциты, которые распознают такие антигены, могут уничтожить такие клетки до того, как они начнут пролиферировать или метастазировать.

Нативные антигены

Нативный антиген это антиген, который не был еще процессирован антигенпредставляющей клеткой на малые части. Т-лимфоциты не могут связываться с нативными антигенами и поэтому требуют процессинг АПК, в то время как В-лимфоциты могут быть активированы непроцессированными антигенами.

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 K. Murphy, P. Travers, M. Walport Appendix 1: Immunologists' Toolbox // Janeway's Immunobiology. 7th edition. — Garland Science, 2008. — С. 735. — ISBN 0-8153-4123-7

  • Протокол выделения антител
  • Иммунология
  • Антигены на сайте библиотека NIH

dic.academic.ru

Антигены и антитела

Антигены – это вещества несущие признаки генетически чужеродности и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций (синтез антител, реакции клеточного иммунитета, повышенную чувствительность, иммунологическую толерантность, а также иммунологическую память).

Антигены – это органические вещества микробного, растительного и животного происхождения, химические элементы, простые и сложные, неорганические соединения антигенностью не обладают.

Ряд субстанций самостоятельно не вызывают иммунный ответ, но приобретают эту способность будучи конъюгированными с высокомолекулярными белковыми носителями – неполные антигены (гаптены). Антигенами являются бактерии, грибы, вирусы, микробные токсины и т. д. Бактериальные и вирусные корпускулы, клетки животных организмов представляют сложные в химическом отношении образования. Например, в составе стрептококка гр. А выявлено 7 антигенов.

Иммунный ответ индуцируют только полные антигены. Полные антигены могут иметь в сваоем составе 2 и более однозначно детерминированные группировки и являются 2-х валентными или поливалентными. Гаптены имеют лишь одну детерминантную группировку, т. е. являются одновалентными.

Классификация антигенов. Антигенность вещества и видовые особенности реципиента.

Антигенность веществ, помимо их физико-химических свойств обусловлена и другими факторами. В частности, она зависит от видовых и индивидуальных особенностей реципиента.

  1. Сила антигена пропорциональна доле иммунокомпетентных клеток в лимфоидной ткани реципиента, способных реагировать на данный антиген. Чем меньше клеток, реактивных к данному антигену, тем он слабее.

  2. Антигеность веществ зависит от видовой принадлежности животных: чем дальше в филогенетическом отношении отстоят животные, тем более чужеродными друг для друга являются их ткани, и тем более они антигеннее.

  3. Белки, выполняющие одинаковые функции в организме разных животных, обладают относительно низкой степенью антигенности (так, гемоглобин млекопитающих обычно не вызывает образования антител у человека).

Химическая природа антигенов.

Антигенами являются органические вещества различного происхождения. По химической природе антигены – белки, полисахариды, липиды и их соединения. Вещества с более сложной химической структурой обладают более высокой антигенностью. Наиболее выраженными антигенными свойствами обладают белки. Одно и то же химическое вещество может быть высокоантигенным для одних видов животных и не антигенным для других. Например, стрептококк I типа вызывает синтез антител у мышей, кошек, собак, человека, но не вызывает образование антител у крыс, морских свинок, кроликов.

Свойства антигенов. Генетическая чужеродность.

Каждому организму присуща генетическая специфичность и стабильность физико-химического строения.

Первым условием антигенности вещества является его чужеродность в генетическом отношении. Вещество обладает антигенными свойствами для данного животного в том случае, если оно генетически чужеродно для его лимфоидной системы. Степнь чужеродности является важным фактором иммунногенности антигена. Вещества, близкие химическом отношении собственным антителам, слабо антигенны или же не антигеннны вовсе. Например, гемоглобин и инсулин разных видов животных слабо антигенны в виду сходства их химической структуры.

Рассказать о чужеродности экбарьерных антигенов.

Забарьерные антигены.

Классификация антигенов (по признаку генетической чужеродности).

Тип антигенов

Примеры

Роль в развитии цитологического процесса

Органо-специфические антигены (щитовидная железа, хрусталик).

Аутоиммунные болезни (тиреоидит).

Иммуноглобулин-специ­фические

антигены ан­тител, синтезированные

данным клоном.

Регуляция синтеза антител.

(изоантигены)

Антигены гистосовместимости,

группы крови.

Реакции трансплантационного

иммунитета, гемолитическая

болезнь новорожденных.

  1. Эндогенные ксеногенные антигены

Почечные и сердечные антигены, перекрестно реагирующие с антигенами

В-гемолитические стрептококки.

Роль в патогенезе аутоиммунных заболеваний (гломерулонефрит, коллагеназы).

происхождения

Микробы, пища, пыльца, пыль,

лекарства и др.

Инфекционные и аллергические

заболевания.

Макромолекулярность.

Антигены – высокомолекулярные соединения. Белковые вещества проявляют антигенные свойства при мм выше 10 000, и по мере увеличения мм антигенность их повышается.

В прямой зависимости от мм находится его валентность. Валентность антигена – это количество детерминант на молекуле антигена или, точнее, число молекул антител, которые могут с ней соединится. Антигенность веществ зависит от сложности их молекул и количества детерминант.

Например, растворимые белки сыворотки крови в мономерной форме слабо антигенны или вовсе не антигенны.

Растворимые антигены вызывают менее интенсивный иммунный ответ, чем аггрессивные. В порядке исключения известны антигены с небольшой мм и обладающие антигенностью (при мм – 2000 – 4000). Низкомолекулярные антигены: вазопрессин – 1000 мм

ангиотензин –1000 мм

глюкагон – 3500 мм

АКТГ – 3900 мм

инсулин – 6000 мм

гаптоглобин – 9000 мм

Специфичность антигенов.

Определяется химическим составом и структурными особенностями их молекул.

Специфичность антигенов – это способность индуцировать синтез антител, комплементаных данному антигену, более активно взаимодействующих с данным антигеном по сравнению с родственными.

Виды специфичности антигенов:

  1. Видовая (у животных данного вида).

  2. Групповая специфичность (среди животных одного и того же вида имеются группы, отличающиеся специфическими антигенами. Например, изоантигены эритроцитов, HLA-системы, групповые антигены микробов. Так сальмонеллы по общим соматическим 0-антигенам объединяются в серологические группы).

  3. Органная специфичность (ткани каждого органа имеют специфическую химическую структуру, поэтому при иммунизации ими, они индуцируют синтез специфических антител (они выявлены в легких, почках, щитовидной железе, нервной ткани)).

  4. Тканевая специфичность ткани, хрусталик (антигены образуются только в данном виде тканей).

  5. Органоидная специфичность (органоиды клеток имеют специфические антигены)

  6. Дифференцированные антигены – новые антигены. Которые появляются на ЦПМ клетке в процессе их морфологической дифференцировки. По таким антигенам дифференцируют субпопуляции лимфоцитов.

studfiles.net

Все о медицине

Несомненно, вам приходилось слышать о понятиях антиген и антитело. Но, если вы не имеете отношения к медицине или биологии, то, вероятнее всего не знаете о роли антигенов и антител. У большинства людей есть общее представление о том, что делают антитела, но они не осознают их решающую связь с антигенами. В этой статье мы рассмотрим разницу между этими двумя образованиями, узнаем о том, какие их функции в организме.

Какие различия имеют антиген и антитело?

Самый простой способ получить лучшее представление о различии между антигеном и антителом — это провести сравнение этих двух образований. Они имеют разные структуры, функции и местоположения в теле. Одни, как правило, обладают положительными качествами, поскольку  защищают организм, а другие могут вызывать негативную реакцию.

Что это такое?

Антиген — чужеродная частица, которая может вызывать иммунный ответ в теле человека. Они  в основном состоят из белков, но они также могут быть нуклеиновыми кислотами, углеводами или липидами. Антигены также известны под термином иммуногены. К ним относятся  химические соединения, пыльцу растений, вирусы, бактерии и другие вещества биологического происхождения.

Антитела могут называться иммуноглобулинами. Это белки, синтезируемые организмом. Их продукция необходима для борьбы с антигенами.

 Какие типы и функции имеют антиген и антитело?

Все антигены делятся на внешние и внутренние. Внутри организма образуются ауто-антигены, такие как раковые клетки. Внешние антигены попадают в организм из внешней среды. Они стимулируют иммунную систему производить больше антител, защищающих организм от различных повреждений.

Существует всего 5 различных типов антител. Это IgA, IgE, IgG, IgM и IgD.

IgA защищают поверхность тела от воздействия внешних веществ.

IgE вызывает защитную реакцию в организме против посторонних веществ, в том числе животного происхождения, пыльцы растений и спор грибов. Эти антитела являются частью аллергических реакций на некоторые яды и лекарства. Те, у кого аллергия, как правило, имеют большое количество антител этого типа.

IgG играет ключевую роль в борьбе с инфекциями бактериальной или вирусной природы. Это единственные антитела, которые способны проникать через плаценту беременной женщины, оказывая защиту плоду, находящемуся еще в утробе матери.

Когда развивается инфекция, антитела IgM представляют собой самый первый тип антител, которые синтезируются в организме в качестве иммунного ответа. Они приведут к другим клеткам иммунной системы, разрушающим посторонние вещества.

Ученым до сих пор не ясно, что именно делают антитела IgD.

Где их можно найти антиген и антитело?

Другое различие между антигеном и антителом заключается в том, где они. Антигены являются своеобразными «крючками» на поверхности клеток и встречаются почти в каждой клетке.

Вы можете найти IgA-антитела во влагалище, глазах, ушах, пищеварительном тракте, дыхательных проходах и носу, а также в крови, слезах и слюне. Приблизительно 10-15% антител в организме составляют IgA. Есть небольшое количество людей, которые не синтезируют IgA-антитела.

IgD-антитела можно обнаружить в небольших количествах в жировой ткани грудной клетки или живота.

Вы найдете IgE-антитела в слизистых оболочках, коже и легких.

IgG антитела находятся во всех жидкостях организма. Они являются наиболее распространенными и самыми малыми по размеру антителами в организме.

IgM-антитела являются самыми большими антителами и могут быть обнаружены в лимфатической жидкости и крови. Они составляют 5-10% антител в организме.

Как действуют антигены и антитела: иммунный ответ

Чтобы лучше понять разницу между антигеном и антителом, он помогает понять иммунный ответ. Все здоровые взрослые имеют тысячи различных антител в небольших количествах по всему телу. Каждое антитело является очень специализированным, признавая единственный тип постороннего вещества. Большинство молекул антител имеют форму Y, имеющую связующее место вдоль каждой руки. Каждый сайт связывания имеет определенную форму, и в него будут входить только антигены с одинаковой формой. Антитела предназначены для связывания с антигенами. При связывании они делают антигены неактивными, позволяя другим процессам в организме захватывать посторонние вещества, удаляя и уничтожая их.

В первый раз, когда инородное вещество попадает в организм, вы можете испытывать симптомы болезни. Это происходит, когда иммунная система создает антитела, которые будут бороться с чужеродным веществом. В будущем, когда тот же антиген повторно атакует организм, стимулируется иммунная память. Это приводит к немедленному производству большого количества антител, которые были созданы при первой атаке. Быстрый ответ на дальнейшие атаки означает, что вы уже можете не испытывать каких-либо симптомов болезни или даже знать, что подверглись воздействию антигена. Вот почему большинство людей повторно не болеют такими болезнями, как ветряная оспа.

Из вышеупомянутой разницы между антигеном и антителом анализ на антитела может предоставить врачу полезную информацию в процессе диагностики.

Ваш врач может проверить вашу кровь на антитела по целому ряду причин, включая:

  • диагностика аллергий или аутоиммунных заболеваний
  • определение текущей инфекции или одной из инфекций в прошлом
  • диагностика рецидивирующих инфекций, причины рецидивов из-за низкого уровня IgG-антител или других иммуноглобулинов
  • проверка реакции иммунизации как способа убедиться, что вы по-прежнему невосприимчивы к определенному заболеванию
  • диагностика эффективности лечения различных видов рака, особенно тех, которые влияют на костный мозг человека
  • диагностика конкретных видов рака, включая макроглобулинемию или множественные миеломы.

Прочитайте еще:

lekar-n.com

Что такое антиген: определение, виды. Антигены и антитела :

О том, что такое антиген и антитела, можно рассказать немало интересного. Они имеют непосредственное отношение к человеческому организму. В частности, к иммунной системе. Впрочем, обо всём, что касается данной темы, стоит рассказать более подробно.

Общие понятия

Антигеном является каждое вещество, рассматриваемое организмом в качестве потенциально опасного или чужеродного. Обычно это белки. Но нередко даже такие простые вещества, как металлы, становятся антигенами. Они преобразуются в них, сочетаясь с белками организма. Но в любом случае, если вдруг иммунитет их распознаёт, начинается процесс выработки так называемых антител, которые являются особым классом гликопротеинов.

Это иммунный ответ антигену. И важнейший фактор так называемого гуморального иммунитета, который является защитой организма от инфекций.

Рассказывая о том, что такое антиген, нельзя не упомянуть, что для каждого такого вещества формируется отдельное, соответствующее ему антитело. Как организм распознаёт, какое именно соединение должно образоваться для того или иного чужеродного гена? Здесь не обходится без связи с эпитопом. Это часть макромолекулы антигена. И именно её распознаёт иммунная система перед тем, как плазматические клетки начнут синтезировать антитело.

О классификации

Рассказывая о том, что такое антиген, стоит отметить и классификацию. Эти вещества делятся на несколько групп. На шесть, если быть точнее. Они различаются по происхождению, природе, молекулярной структуре, степени иммуногенности и чужеродности, а также по направленности активации.

Для начала стоит сказать пару слов о первой группе. По происхождению виды антигенов делятся на те, которые возникают вне организма (экзогенные), и на те, что образуются внутри него (эндогенные). Но это ещё не всё. К этой группе также относятся аутоантигены. Так называются вещества, образующиеся в организме в физиологических условиях. Их структура неизменна. Но ещё есть неоантигены. Они образуются в результате мутаций. Структура их молекул изменчива, и после деформации они обретают черты чужеродности. Они представляют особый интерес.

Неоантигены

Почему их относят в отдельную группу? Потому что они индуцируются онкогенными вирусами. И их тоже разделяют на два вида.

К первому относятся опухолеспецифические антигены. Это уникальные для человеческого организма молекулы. На нормальных клетках они не присутствуют. Их возникновение провоцируют мутации. Они происходят в геноме опухолевых клеток и приводят к формированию клеточных белков, от которых берут начало особые вредоносные пептиды, изначально представленные в комплексе с молекулами класса HLA-1.

Ко второму классу принято относить опухолеассоциированные белки. Те, которые возникли на нормальных клетках ещё во время эмбрионального периода. Или в процессе жизни (что случается очень редко). И если возникают условия для злокачественной трансформации, то эти клетки распространяются. Они ещё известны под таким названием, как раково-эмбриональный антиген (РЭА). И он присутствует в организме каждого человека. Но на очень низком уровне. Раково-эмбриональный антиген может распространиться лишь в случае возникновения злокачественных опухолей.

Кстати, уровень РЭА является ещё и онкологическим маркером. По нему врачи способны определить, болен ли человек раком, на какой стадии находится заболевание, наблюдается ли рецидив.

Другие типы

Как уже было сказано ранее, существует классификация антигенов по природе. В данном случае выделяют протеиды (биополимеры) и небелковые вещества. К которым относятся нуклеиновые кислоты, липополисахариды, липиды и полисахариды.

По молекулярной структуре различают глобулярные и фибриллярные антигены. Определение каждого из этих типов складывается из самого названия. Глобулярные вещества имеют шаровидную форму. Ярким «представителем» является кератин, обладающий очень высокой механической прочностью. Именно он в немалом количестве содержится в ногтях и волосах человека, а также в птичьих перьях, клювах и рогах носорогов.

Фибриллярные антигены, в свою очередь, напоминают нить. К ним относится коллаген, являющийся основой соединительной ткани, обеспечивающей её эластичность и прочность.

Степень иммуногенности

Ещё один критерий, по которому различают антигены. К первому типу относятся вещества, являющиеся полноценными по степени иммуногенности. Их отличительной особенностью является большая молекулярная масса. Именно они вызывают в организме сенсибилизацию лимфоцитов или синтез специфических антител, о которых упоминалось ранее.

Также принято выделять неполноценные антигены. Их ещё называют гаптенами. Это сложные липиды и углеводы, которые не способствуют образованию антител. Но они вступают с ними в реакцию.

Правда, есть способ, прибегнув к которому, можно заставить иммунную систему воспринимать гаптен как полноценный антиген. Для этого нужно укрепить его при помощи белковой молекулы. Именно она определит иммуногенность гаптена. Полученное таким образом вещество принято называть конъюгатом. Для чего оно необходимо? Его ценность весома, ведь именно используемые для иммунизации конъюгаты дают доступ к гормонам, низкоиммуногенным соединениям и лекарственным препаратам. Благодаря им удалось улучшить эффективность лабораторной диагностики и фармакологической терапии.

Степень чужеродности

Ещё один критерий, по которому классифицируются вышеупомянутые вещества. И его также важно отметить вниманием, рассказывая про антигены и антитела.

Всего по степени чужеродности выделяют три типа веществ. К первому относятся ксеногенные. Это антигены, являющиеся общими для организмов, находящихся на различных уровнях эволюционного развития. Ярким примером можно считать результат эксперимента, проведённого в 1911 году. Тогда учёный Д. Форсман успешно иммунизировал кролика суспензией органов другого существа, которым была морская свинка. Оказалось, что данная смесь не вступила в биологический конфликт с организмом грызуна. И это является ярким примером ксеногенности.

А что такое антиген группового / аллогенного типа? Это эритроциты, лейкоциты, плазменные белки, являющиеся общими для организмов, генетически не родственных, но относящихся к одному виду.

К третьей группе относятся вещества индивидуального типа. Это антигены, являющиеся общими лишь для генетически идентичных организмов. Ярким примером в данном случае можно считать однояйцевых близнецов.

Последняя категория

Когда проводится анализ на антигены, то в обязательном порядке выявляются вещества, отличающиеся по направленности активации и обеспеченности иммунного реагирования, которое проявляется в ответ на внедрение чужеродного биологического компонента.

Таких типов тоже три. К первому относятся иммуногены. Это очень интересные вещества. Ведь именно они способны вызвать иммунный ответ организма. Примером являются инсулины, альбумины крови, белки хрусталика и т. д.

Ко второму типу относятся толерогены. Данные пептиды не только подавляют иммунные реакции, но и способствую развитию неспособности отвечать на них.

К последнему классу принято относить аллергены. Они практически ничем не отличаются от пресловутых иммуногенов. В клинической практике эти вещества, воздействующие на систему приобретенного иммунитета, применяют в диагностике аллергических и инфекционных заболеваний.

Антитела

Немного внимания следует уделить и им. Ведь, как можно было понять, антигены и антитела неотделимы.

Итак, это белки глобулиновой природы, образование которых провоцирует воздействие антигенов. Они делятся на пять классов и обозначаются следующими буквенными сочетаниями: IgM, lgG, IgA, IgE, IgD. Стоит знать о них лишь то, что состоят они из четырёх полипептидных цепей (2 лёгких и 2 тяжёлых).

Строение всех антител идентично. Единственным отличием является дополнительная организация основной единицы. Впрочем, это уже другая, более сложная и специфичная тема.

Типология

Антитела имеют свою классификацию. Весьма объёмную, кстати. Поэтому вниманием отметим лишь некоторые категории.

Самыми мощными являются антитела, которые вызывают гибель паразита или инфекции. Ими являются иммуноглобулины IgG.

К более слабым относятся белки гамма-глобулиновой природы, которые не убивают возбудитель, а лишь обезвреживают токсины, вырабатываемые им.

Ещё принято выделять так называемых свидетелей. Это такие антитела, наличие в организме которых говорит о знакомстве иммунитета человека с тем или иным возбудителем в прошлом.

Также хотелось бы отметить вещества, известные как аутоагрессивные. Они, в отличие от ранее упомянутых, наносят организму вред, а не оказывают помощь. Эти антитела вызывают повреждение или разрушение здоровых тканей. А ещё есть антиидиотипические белки. Они обезвреживают избыток антител, участвуя, таким образом, в иммунной регуляции.

Гибридома

Об этом веществе стоит рассказать напоследок. Так называется гибридная клетка, которую удаётся получить благодаря слиянию клеток двух видов. Одна из них может образовать антитела В-лимфоцитов. А другая берётся из опухолевых образований миеломы. Слияние осуществляется при помощи особого агента, который нарушает мембрану. Им является либо вирус Сёндай, либо полимер этиленгликоля.

Для чего гибридомы необходимы? Всё просто. Они являются бессмертными, поскольку состоят наполовину из клеток миеломы. Их успешно размножают, подвергают очистке, потом стандартизируют, а затем используют в процессе создания диагностических препаратов. Которые помогают в исследовании, изучении и лечении раковых заболеваний.

На самом деле об антигенах и антителах можно рассказать ещё немало интересного. Однако это такая тема, для полноценного изучения которой необходимо знание терминологии и специфики.

www.syl.ru

Антигены и антитела

Антигены – это вещества, которые несут признаки генетически чужеродной информации и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций.

Антигенные вещества представляют собой высокомолекулярные соединения, обладающие определенными свойствами: чужеродностью, антигенностью, иммуногенностью, специфичностью и определенной молекулярной массой. Антигенами могут быть разнообразные вещества белковой природы, а также белки в соединении с липидами и полисахаридами. Антигенными свойствами обладают клетки животного и растительного происхождения, яды животного и растительного происхождения. Антигенными свойствами обладают вирусы, бактерии, микроскопические грибы, простейшие, экзо - и эндотоксины микроорганизмов. Все антигенные вещества имеют ряд общих свойств:

Антигенность – это способность антигена вызывать иммунный ответ. Степень иммунного ответа организма на различные антигены неодинакова, т. е. на каждый антиген вырабатывается неодинаковое количество антител.

Специфичность – это особенность строения веществ, по которой антигены отличаются друг от друга. Ее определяет антигенная детерминанта, т. е. небольшой участок молекулы антигена, который соединяется с выработанным на него антителом.

Иммуногенность - это способность создавать иммунитет. Это понятие относится, главным образом, к микробным антигенам, обеспечивающим создание иммунитета к инфекционным болезням. Антиген, чтобы быть иммуногенным, должен быть чужеродным и иметь достаточно большую молекулярную массу. С увеличением молекулярной массы иммуногенность нарастает. Корпускулярные антигены (бактерии, грибы, эритроциты) более иммуногены, чем растворимые. Среди растворимых антигенов наибольшей иммуногенность обладают высокомолекулярные соединения.

Антигены подразделяют на полноценные и неполноценные. Полноценные антигены вызывают в организме синтез антител или сенсибилизацию лимфоцитов и вступают с ними в реакцию как in vivo, так и in vitro. Для полноценных антигенов характерна строгая специфичность, т. е. они вызывают в организме выработку только специфических антител, вступающих в реакцию только с данным антигеном.

Неполноценные антигены (гаптены) представляют собой сложные углеводы, липиды и другие вещества, не способные вызвать образование антител в организме, но вступающие с ними в специфическую реакцию. Добавление к гаптенам небольшого количества белка придает им свойства полноценного антигена.

Аутоантигены – антигены, образованные из белков собственных тканей, изменивших свои физико-химические свойства под воздействием различных факторов (токсины и ферменты бактерий, лекарственные вещества, ожоги, обморожения, облучение). Такие, измененные белки становятся чужеродными для организма, и организм отвечает выработкой антител, т. е. возникают аутоиммунные заболевания.

Если рассматривать антигенные свойства микроорганизма, то можно отметить, что антигенный состав – это достаточно постоянная характеристика любого микроорганизма. В антигеном комплексе чаще всего встречаются общеродовые антигены (общие для представителей данного рода), группоспецифические (присущие определенной группе), видоспецифические (присущие всем особям данного вида), и штаммоспецифические.

По локализации антигены могут быть поверхностные (К-антигены – антигены клеточной стенки), соматические (О-антигены, локализованы во внутреннем слое клеточной стенки, термостабильны) и жгутиковые (Н-антигены, присутствуют у всех подвижных бактерий, термолабильны). Многие из них активно секретируются клеткой в окружающую среду. В тоже время, существуют гидрофобные антигены, прочно связанные с клеточной стенкой.

Кроме того, патогенные микроорганизмы способны выделять ряд экзотоксинов. Экзотоксины обладают свойствами полноценных антигенов с выраженной неоднородностью в пределах рода и вида. Споры бактериальной клетки также обладают антигенными свойствами: они содержат антиген, общий для вегетативной клетки и споры.

Патогенные микроорганизмы ведут постоянную борьбу с иммунной системой путем изменения структуры поверхностных антигенов. Изменения чаще всего появляются в результате точечных мутаций, в результате появляются варианты существующих антигенов.

Антитела

В процессе эволюции организмы выработали набор защитных приспособлений к патогенным микроорганизмам, включающие неспецифические механизмы, препятствующие проникновению патогенов, вещества неспецифически повреждающие их (лизоцим, комплемент), фагоцитоз и другие клеточные реакции. Вместе с тем, патогенные микроорганизмы тоже научились преодолевать неспецифические барьеры. Поэтому в процессе эволюции появились специфические гуморальные факторы защиты в виде антител и способность организма к выраженному специфическому иммунному ответу.

Антитела – белки, относящиеся к иммуноглобулинам, которые синтезируются лимфоидными и плазматическими клетками в ответ на попадание в организм антигена, обладающими способностью специфически связываться с ним. Антитела составляют более 30% белков сыворотки крови, обеспечивают специфичность гуморального иммунитета благодаря способности связываться только с тем антигеном, который стимулировал их синтез.

Первоначально антитела условно классифицировали по их функциональным свойствам на нейтрализующие, лизирующие и коагулирующие. К нейтрализующим были отнесены антитоксины, антиферменты и вируснейтрализующие лизины. К коагулирующим – агглютинины и преципитины; к лизирующим – гемолитические и комплементсвязывающие антитела. С учетом функциональной способности антител были даны названия серологическим реакциям: агглютинация, гемолиз, лизис, преципитация и др.

В соответствии с Международной классификацией сывороточные белки, несущие функцию антител, получили название иммуноглобулинов (Ig). В зависимости от физикохимических и биологических свойств различают иммуноглобулины классов IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.

Иммуноглобулины – белки с четвертичной структурой, т. е. их молекулы построены из нескольких полипептидных цепей. Молекула каждого класса состоит из четырех полипептидных цепей – двух тяжелых и двух легких, связанных между собой дисульфидными мостиками. Легкие цепи – структура общая для всех классов иммуноглобулинов. Тяжелые цепи имеют характерные структурные особенности, присущие определенному классу, подклассу.

Антитела, входящие в определенные классы иммуноглобулинов, обладают различными физическими химическими, биологическими и антигенными свойствами.

Иммуноглобулины содержат три вида антигенных детерминант: изотипические (одинаковые для каждого представителя данного вида), аллотипические (детерминанты, различные у представителей данного вида) и идиотипические (детерминанты, определяющие индивидуальность данного иммуноглобулина и являющиеся различными у антител одного класса, подкласса). Все указанные антигенные различия определяются с помощью специфических сывороток.

Синтез и динамика образования антител

Антитела вырабатывают плазматические клетки селезенки, лимфатических узлов, костного мозга, пейеровых бляшек. Плазматические клетки (антителопродуценты) происходят из предшественников В-клеток после их контакта с антигеном. Механизм синтеза антител аналогичен синтезу любых белков и происходит на рибосомах. Легкие и тяжелые цепи синтезируются отдельно, затем соединяются на полирибосомах, а окончательная их сборка происходит в пластинчатом комплексе.

Динамика образования антител. При первичном иммунном ответе в антителообразовании различают две фазы: индуктивную (латентную) и продуктивную. Индуктивная фаза – это период от момента парентерального введения антигена до появления антигенреактивных клеток (продолжительность не более суток). В эту фазу происходит пролиферация и дифференцировка лимфоидных клеток в направлении синтеза IgM. Вслед за индуктивной фазой наступает продуктивная фаза антителообразования. В этот период, примерно до 10…15 суток уровень антител резко возрастает, при этом уменьшается число клеток, синтезирующих IgM, и нарастает продукция IgA.

Феномен взаимодействия антиген-антитело.

Знание механизмов взаимодействия антигенов и антител раскрывает сущность многообразных иммунологических процессов и реакций, возникающих в организме под влиянием патогенных и непатогенных факторов.

Реакция между антителом и антигеном протекает в две стадии:

- специфическая - непосредственное соединение активного центра антитела с антигенной детерминантой.

- неспецифическая – вторая стадия, когда, отличающийся плохой растворимостью иммунный комплекс выпадает в осадок. Эта стадия возможна в присутствии раствора электролита и визуально проявляется по разному, в зависимости от физического состояния антигена. Если антигены корпускулярные, то имеет место феномен агглютинации (склеивания различных частиц и клеток). Образующиеся конгломераты выпадают в осадок, при этом клетки морфологически не изменяются, теряя подвижность, они остаются живыми.

veterinarua.ru

Что такое антиген?

С точки зрения науки, антиген – это молекула, которая связывается с антителом. Обычно антигенами становятся белки, однако если простые вещества, как металлы, свяжутся с белками организма и их модификациями, они тоже сделаются антигенами, хотя сами по себе антигенными свойствами не обладают.

Большая часть антигенов состоит из белковой и небелковой части. Белковая часть отвечает за функцию антигена, а небелковая придает ему специфичность. Это слово означает способность антигена взаимодействовать лишь с теми антителами, которые сопоставимы с ним.

Обычно антигенами становятся части микроорганизмов: бактерий или вирусов, они имеют микробное происхождение. Антигены немикробного происхождения – это пыльца и белки: яичные, поверхностные белки клеток, трансплантаты органов и тканей. А если антиген вызывает у человека аллергию, то называется аллергеном.

В крови есть специальные клетки, которые распознают антигены: В-лимфоциты и Т-лимфоциты. Первые могут опознать антиген в свободном виде, а вторые в комплексе с белком.

Чтобы справиться с антигенами, организм вырабатывает антитела – это белки группы иммуноглобулинов. С антигенами антитела связываются с помощью активного центра, однако для каждого антигена нужен свой активный центр. Именно поэтому антитела так разнообразны – до 10 млн. видов.

Состоят антитела из двух частей, каждая из них содержит по две белковые цепи – тяжелую и легкую. И на обеих половинах молекулы расположено по активному центру.

Вырабатывают антитела лимфоциты, причем один лимфоцит может произвести только один вид антител. Когда в организм попадает антиген, количество лимфоцитов резко возрастает, и все они создают антитела, чтобы скорее получить нужное. А потом, чтобы остановить распространение антигена, антитело собирает его в сгусток, который впоследствии уберут макрофаги.  

Антигены разделяют по происхождению и по способности активировать В-лимфоциты. По происхождению антигены бывают:

  1. Экзогенные, которые проникают в организм из окружающей среды, когда человек вдыхает пыльцу или что-то проглатывает. Такой антиген может попасть и при инъекции. Оказавшись в организме, экзогенные антигены стараются проникнуть в дендритные клетки, для чего или захватывают и переваривают твердые частицы, или образовывают на клетке мембранные везикулы. После этого антиген распадается на фрагменты, и дендритные клетки передают их Т-лимфоцитам.
  2. Эндогенные – это антигены, которые зарождаются в самом организме или в ходе метаболизма, или из-за инфекций: вирусных, либо бактериальных. Части эндогенный антигенов появляются на поверхности клетки в связи с белками. И если цитотоксические лимфоциты обнаружат их, тогда Т-клетки начнут вырабатывать токсины, которые уничтожат или растворят зараженную клетку.
  3. Аутоантигены – это обычные белки и белковые комплексы, которые в теле здорового человека не распознаются. Но в организме людей, страдающих от аутоиммунных болезней, иммунная система начинает опознавать их как чужеродные или опасные вещества, в итоге нападает на здоровые клетки.  

По способности активировать В-лимфоциты антигены делятся на Т-независимые и Т-зависимые.

Т-независимые антигены могут активировать В-лимфоциты без помощи Т-лимфоцитов. Обычно это полисахариды, в структуре которых многократно повторяется антигенная детерминанта (фрагмент макромолекулы антигена, опознаваемый иммунной системой). Бывают двух типов: I тип приводит к выработке антител разной специфичности, II тип такой реакции не вызывает. Когда Т-независимые антигены активируют В-клетки, последние уходят к краям лимфатических узлов и начинают разрастаться, причем Т-лимфоциты в этом не участвуют.

Т-зависимые антигены способны вызвать производство антител только с помощью Т-клеток. Чаще такие антигены – это белки, антигенная детерминанта в них почти не повторяется. Когда В-лимфоциты узнают Т-зависимый антиген, они смещаются в центр лимфатических узлов, где с помощью Т-клеток начинают разрастаться.

Из-за воздействия Т-зависимых и Т-независимых антигенов В-лимфоциты становятся плазмоцитами - клетками, которые вырабатывают антитела.

Еще бывают и антигены опухолей, они называются неоантигенами и появляются на поверхности опухолевых клеток. Обычные, здоровые клетки такие антигены создать не могут.

У антигенов есть два свойства: специфичность и иммуногенность.

Специфичность – это когда антиген может взаимодействовать только с определенными антителами. Это взаимодействие затрагивает не весь антиген, а только один его маленький участок, который называется эпитоп или антигенная детерминанта. Один антиген может иметь сотни эпитопов с разной специфичностью.

В белках эпитоп состоит из совокупности аминокислотных остатков, и размер одной антигенной детерминанты белка варьируется от 5 до 20 остатков аминокислот.

Эпитопы бывают двух видов: В-клеточные и Т-клеточные. Первые созданы из остатков аминокислот из разных частей молекулы белка, они расположены на внешней части антигена и образуют выступы или петли. Такой эпитоп содержит от 6 до 8 сахаров и аминокислот.

В Т-клеточных антигенных детерминантах аминокислотные остатки расположены в линейной последовательности, и по сравнению с В-клеточным, этих остатков больше. Чтобы распознать В-клеточные и Т-клеточные эпитопы лимфоциты используют разные способы.

Иммуногенность – это способность антигена вызвать иммунный ответ организма. У иммуногенности бывает разная степень: одни антигены легко провоцируют иммунный ответ, другие нет. На степень иммуногенности влияет:

  1. Чужеродность. Сила иммунного ответа зависит от того, как организм опознает антиген: как часть своих структур или как что-то чужое. И чем больше чужеродности будет в антигене, тем сильнее отреагирует иммунная система, и тем выше окажется степень иммуногенности.
  2. Природа антигена. Самый ощутимый иммунный ответ вызывают белки, у чистых липидов, полисахаридов и нуклеиновых кислот такой способности нет: на них иммунитет реагирует слабо. А, например, липопротеины, липополисахариды и гликопротеины могут вызвать достаточно сильный иммунный ответ.
  3. Молекулярная масса. Антиген с большой молекулярной массой – от 10 кД, - вызывает больший иммунный ответ, потому что имеет больше эпитопов и может взаимодействовать со многими антителами.
  4. Растворимость. У нерастворимых антигенов иммуногенность выражена сильнее, потому что они дольше задерживаются в организме, что дает иммунной системе время на более ощутимый ответ.

Кроме этого, на иммуногенность влияет и химическое строение антигена: чем больше в структуре ароматических аминокислот, тем сильнее отзовется иммунная система. Причем, даже если молекулярная масса окажется небольшой.

Гаптены – это антигены, которые, попав в организм, не могут спровоцировать ответ иммунной системы. Иммуногенность у них крайне низкая, поэтому гаптены называют «неполноценными» антигенами.

Обычно это низкомолекулярные соединения. Организм распознает в них чужеродные вещества, но поскольку их молекулярная масса очень низкая – до 10 кД, - иммунного ответа не возникает.

Но гаптены могут взаимодействовать с антителами и лимфоцитами. И ученые проводили исследование: искусственно увеличивали гаптен, соединив его с большой молекулой белка, в результате чего «неполноценному» антигену удавалось вызвать иммунный ответ.

www.kakprosto.ru


Смотрите также

Календарь

ПНВТСРЧТПТСБВС
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

Мы в Соцсетях

 

vklog square facebook 512 twitter icon Livejournal icon
square linkedin 512 20150213095025Одноклассники Blogger.svg rfgoogle