Antigeenide klassifikatsiooni omadused nende struktuuri spetsiifilisus. Antigeenide tüübid. IgM ja IgA antikehade klassid

Loengu kava:

1. Antigeenid: määratlus, struktuur, põhiomadused.

2. Mikroorganismide antigeenid.

3. Inimese ja looma antigeenid.

4. Antikehad: määratlus, põhifunktsioonid, struktuur.

5. Immunoglobuliinide klassid, nende omadused.

6. Antikehade moodustumise dünaamika.

Antigeenid (kreeka keelest. anti- vastu, genos- luua; aastal pakutud termin 1899 Deutsch) – erineva päritoluga ained, mis kannavad geneetilise võõrpärasuse tunnuseid ja põhjustavad organismi sattumisel spetsiifiliste immunoloogiliste reaktsioonide teket.

Antigeenide peamised funktsioonid:

Nad kutsuvad esile immunoloogilise vastuse (antikehade süntees ja rakulise immuunsuse reaktsioonide käivitamine).

Konkreetselt suhelda moodustunud antikehadega (in vivo ja in vitro).

Pakkuda immunoloogiline mälu- organismi võime reageerida korduvale antigeeni sissetoomisele immunoloogilise reaktsiooniga, mida iseloomustab suurem tugevus ja kiirem areng.

Põhjustada arengut immunoloogiline tolerantsus- immuunvastuse puudumine spetsiifilisele antigeenile, säilitades samal ajal immuunvastuse teiste antigeenide suhtes.

Antigeenide struktuur:

Antigeenid koosnevad 2 osast:

1. Kõrge molekulmassiga kandja (schlepper)- kõrge polümeerisisaldusega valk, mis määrab antigeeni antigeensuse ja immunogeensuse.

2. Determinandid (epitoobid)- antigeeni pinnastruktuurid, mis on komplementaarsed antikehade aktiivse saidi või T-lümfotsüütide retseptoriga ja määravad antigeeni spetsiifilisuse. Ühel kandjal võib olla mitu erinevat epitoopi, mis koosnevad peptiididest või lipopolüsahhariididest ja paiknevad antigeenimolekuli erinevates osades. Nende mitmekesisus saavutatakse valgu pinnal paikneva aminohappe või lipopolüsahhariidi jääkide mosaiigi kaudu.

Määrab determinantrühmade või epitoopide arv antigeeni valents.

Antigeeni valents- identsete epitoopide arv antigeenimolekulil, mis on võrdne sellega seonduda võivate antikehamolekulide arvuga.

Antigeenide peamised omadused:

1. Immunogeensus- võime esile kutsuda immuunsust, resistentsust infektsioonide suhtes (kasutatakse nakkusetekitajate iseloomustamiseks).

2. antigeensus- võime põhjustada spetsiifiliste antikehade moodustumist (immunogeensuse privaatne variant).

3. Spetsiifilisus- omadus, mille poolest antigeenid üksteisest erinevad ja mis määrab võime selektiivselt reageerida spetsiifiliste antikehade või sensibiliseeritud lümfotsüütidega.

Immunogeensus, antigeensus ja spetsiifilisus sõltuvad paljudest teguritest.

Antigeensust määravad tegurid:

- võõras (heterogeensus)- mõne loomaliigi antigeenide geneetiliselt määratud omadus erineda teiste loomaliikide antigeenidest (mida kaugemal on loomad üksteisest fenotüübilises suhtes, seda suurem on nende antigeensus üksteise suhtes).

- Molekulmass peab olema vähemalt 10 000 daltonit, molekulmassi suurenemisel suureneb antigeensus.

- Keemiline iseloom ja keemiline ühtlus: Suurima antigeensusega on valgud, nende kompleksid lipiididega (lipoproteiinid), süsivesikutega (glükoproteiinidega), nukleiinhapetega (nukleoproteiinidega), aga ka komplekssetel polüsahhariididel (massiga üle 100 000 D), lipopolüsahhariididel; Iseenesest on nukleiinhapped, lipiidid struktuuri ebapiisava jäikuse tõttu mitteimmunogeensed.

- Konstruktsiooni jäikus(lisaks teatud keemilisele olemusele peab antigeenidel olema teatud struktuurne jäikus, näiteks denatureeritud valgud ei oma antigeensust).

- Lahustuvus(lahustumatud valgud ei saa olla kolloidfaasis ega põhjusta immuunreaktsioonide teket).

Immunogeensust määravad tegurid:

antigeenide omadused.

Antigeeni manustamisviis (suukaudselt, intradermaalselt, intramuskulaarselt).

antigeeni annus.

Süstimise vaheline intervall.

Immuniseeritud makroorganismi seisund.

Antigeeni hävitamise kiirus kehas ja selle eemaldamine kehast.

Immunogeensus ja antigeensus ei pruugi olla samad! Näiteks düsenteeriabatsill on kõrge antigeensusega, kuid düsenteeria vastu ei teki tugevat immuunsust.

Spetsiifilisust määravad tegurid:

Antigeense determinandi keemiline olemus.

Antigeense determinandi struktuur (primaarse polüpeptiidahela aminohapete tüüp ja järjestus).

Antigeensete determinantide ruumiline konfiguratsioon.

Antigeenide tüübid struktuuri järgi:

1. Hapteenid (mittetäielikud antigeenid)- see on puhas determinantrühm (neil on väike molekulmass, immunokompetentsed rakud ei tunne neid ära, neil on ainult spetsiifilisus, st nad ei suuda põhjustada antikehade moodustumist, vaid astuvad nendega spetsiifilisse reaktsiooni):

- lihtne- interakteeruvad organismis olevate antikehadega, kuid ei suuda nendega in vitro reageerida;

- kompleksne- interakteeruvad antikehadega in vivo ja in vitro.

2. Täielikud (konjugeeritud) antigeenid- tekivad, kui hapteen on seotud suure molekulmassiga kandjaga, millel on immunogeensus.

3. Poolhapteenid on anorgaanilised radikaalid (J - , Cr - , Br - , N +), mis on seotud valgu molekulidega.

4. Proantigeenid- hapteenid, mis on võimelised kinnituma kehavalkudele ja sensibiliseerima neid autoantigeenidena.

5. Tolerogeenid- antigeenid, mis on võimelised pärssima immunoloogilisi reaktsioone, tekitades spetsiifilise võimetuse neile reageerida.

Antigeenide tüübid vastavalt võõrsuse astmele:

1. Liigi antigeenid- teatud tüüpi organismide antigeenid.

2. Rühma antigeenid (alloantigeenid)- antigeenid, mis põhjustavad sama liigi isenditel liigisiseseid erinevusi, jagades need rühmadesse (mikroorganismidel serorühmad, inimesel veregrupid).

3. Üksikud antigeenid (isoantigeenid)- konkreetse isiku antigeenid.

4. Heterogeensed (ristreageerivad, ksenoantigeenid) antigeenid- antigeenid, mis on ühised erinevate liikide organismidele, üksteisest kaugel:

- antigeenne mimikri- immunoloogilise reaktsiooni pikaajaline puudumine antigeenidele sarnasuse tõttu peremeesantigeenidega (mikroorganisme ei tunnistata võõraks);

- ristreaktsioonid- mikroorganismide antigeenide vastu moodustunud antikehad puutuvad kokku peremeesantigeenidega ja võivad põhjustada immunoloogilisi protsesse (näiteks: hemolüütilisel streptokokkil on ristreaktiivsed antigeenid müokardi ja neeru glomerulaarantigeenidega; leetrite viirusel on müeliini valgu suhtes ristreaktiivsed antigeenid, seega immuunvastus aitab kaasa närvikiudude demüeliniseerumisele ja hulgiskleroosi tekkele).

Mikroorganismide antigeenid sõltuvalt süstemaatilisest asukohast:

1. liigispetsiifiline- ühte tüüpi mikroorganismide antigeenid.

2. rühmaspetsiifiline- ühe rühma antigeenid liigi sees (mikroorganismid jagunevad serorühmad).

3. Tüübispetsiifiline- liigisisesed sama tüüpi (variandi) antigeenid (mikroorganismid jagunevad serovarid/serotüübid).

Antigeenid on orgaanilise päritoluga makromolekulaarsed ained, mis organismi sattumisel võivad põhjustada spetsiifiliste valkude moodustumist -. Antigeenid on võimelised ühinema ainult nende antikehadega, mis on tekkinud nende mõju all. Samuti on olemas antigeensed omadused (nn täisväärtuslikud antigeenid). Antigeene kasutatakse laialdaselt nakkushaiguste diagnoosimisel, et määrata antikehade olemust. Sel eesmärgil kasutatavaid antigeene nimetatakse diagnostikaks.

Lisaks täisväärtuslikele antigeenidele, mis võivad põhjustada antikehade teket ja nendega reageerida, on ka kehvemaid antigeene - hapteene (enamasti lipoidid), mis reageerivad vastavate antikehadega, kuid ei suuda nende teket põhjustada. Hapteenid on ühendid, mis annavad antigeenidele teatud spetsiifilisuse. Hapteenid muudetakse täisväärtuslikeks antigeenideks, kui neile lisatakse valku. Mõned anorgaanilised ühendid, sealhulgas ravimid (jood jne), võivad kehasse sisenemisel ühineda selle valkudega ja omandada antigeensed omadused. Immunoloogilise reaktsiooni iseloomu järgi võib antigeene nimetada aglutinogeenideks, mis põhjustavad reaktsiooni põhjustavate antikehade moodustumist (vt.); precipitinogeenid - antigeenid, mis põhjustavad reaktsioonis osalevate antikehade moodustumist (vt.).

Antigeenid (kreeka keelest anti – vastu ja gennao – loovad, toodavad) – keemilised ühendid, mis inimese või looma organismi sattudes põhjustavad antikehade moodustumist. Antigeensetel omadustel on suur hulk looduslikke makromolekulaarseid ühendeid ja peamiselt valke, polüsahhariide (vt Vi-antigeen) ja nende komplekse. Lisaks võivad antigeenid olla kunstlikult sünteesitud polüpeptiidid, aga ka kõige erinevama struktuuriga keemiliste ühenditega valgukompleksid. Selliste konjugeeritud ühendite kehasse viimisel tekivad antikehad (vt), mis reageerivad spetsiifiliselt valku sisestatud lihtsa keemilise rühmaga, mis ilma kandjata organismi sattudes ei põhjusta antikehade teket. Selliseid ühendeid nimetatakse nende immunoloogilise passiivsuse tõttu mittetäielikeks antigeenideks või hapteenideks.

Praegu pole konkreetse aine antigeensuse tingimuste kohta veel kaugeltki kõike teada, kuid pole kahtlust, et valkude antigeensuse astme määravad teatud nende keemilise struktuuri tunnused, mille hulka kuuluvad suhteliselt kõrge molekulmass. . Tõepoolest, koostiselt ja struktuurilt suhteliselt lihtsad, protamiin ja želatiin ei ole antigeenid ning muna- ja seerumialbumiinid (mol.mass 40 000–70 000) on vähem immunogeensed kui gammaglobuliinid (moolmass 160 000) või hemotsüaniin (moolmass 3000 ja 0000). rohkem). Antigeensuse vältimatuks tingimuseks on antud aine struktuuri erinevus retsipiendi organismis leiduvatest ainetest. Keha enda valgud ei ole antigeenid, välja arvatud juhul, kui neid on keemiliselt töödeldud, mis võib nende struktuuri muuta. Sama liigi isendite geneetiliste erinevuste tõttu võivad sama tüüpi valkudel (näiteks gammaglobuliinidel) olla teatud struktuursed erinevused. Sellega seoses võib teatud liigi ühe looma valk olla antigeen teisele samasse liiki kuuluvale loomale. Selliseid antigeene nimetatakse isoantigeenideks.

Mõne patoloogilise seisundi korral omandavad oma valgud, polüsahhariidid ja nende kompleksid keemilise struktuuri muutuste tulemusena autoimmuniseerimisvõime. Sellised autoantigeenid on tuntud omandatud hemolüütilise aneemia, idiopaatilise trombopeenilise purpura, periarteriidi nodosa, erütematoosluupuse ja muude haiguste korral.

Looduslike valkude ja polüsahhariidide keerulise keemilise struktuuri tõttu paikneb nende makromolekulide pinnal märkimisväärne hulk erineva struktuuriga antigeenseid determinante. Üksikute valkude ja polüsahhariidide antigeenne heterogeensus immuniseerimise ajal põhjustab suure hulga erineva spetsiifilisusega antikehade moodustumist (vt Immuunsus). Kui mõnel erineva päritoluga valgul või polüsahhariidil on individuaalsed antigeensed determinandid, mis on struktuurilt sarnased, siis tekivad antikehad ristreageerivad mõlema antigeeniga. Antigeenne seos koos spetsiifiliste erinevustega on kindlaks tehtud sama tüüpi eri tüüpi valkude (seerumi albumiin, gammaglobuliinid) või soolestiku bakterite somaatiliste O-antigeenide puhul. Mõnel juhul leidub samu antigeenseid determinante ainetes, mis on täiesti erineva päritoluga, näiteks inimese erütrotsüütide rühmaspetsiifilised A-antigeenid ja XIV tüüpi pneumokoki kapsli polüsahhariidid. Üksteisest kaugel asuvate liikide seroloogiliselt seotud rakulisi antigeene nimetatakse heterogeenseteks antigeenideks. Sellised antigeenid on näiteks Forsmani antigeenid, ained, mis küülikutele süstides põhjustavad lamba hemolüsiinide moodustumist.

Looduslikud antigeenid võivad esineda nii korpuskulaarsel kui ka lahustuval kujul. Kuna esimesi testitakse immuunseerumitega aglutinatsioonitestis, nimetatakse neid aglutinogeenideks. Vastavalt sellele nimetatakse sadestamisreaktsioonis analüüsitud lahustuvaid antigeene mõnikord sadestumisgeenideks. Bakteriaalse päritoluga korpuskulaarsetes antigeenides eristatakse rakukeha enda antigeene ja lipulisi antigeene, mis on keemilise struktuuriga valgud. Sama struktuuriga determinantide juuresolekul võivad aglutinogeenid ja sadestuvad ained olla sama seroloogilise spetsiifilisusega. Vaatamata seroloogilisele seosele erineb aglutinogeenide ja sademete immunogeenne aktiivsus: aglutinogeenide vastaste antikehade teke on reeglina palju intensiivsem.

Antigeenid on ained, mis kannavad endas märke geneetiliselt võõrast informatsioonist ja organismi sattudes põhjustavad spetsiifiliste immunoloogiliste reaktsioonide teket.

Antigeensed ained on makromolekulaarsed ühendid, millel on teatud omadused: võõras, antigeensus, immunogeensus, spetsiifilisus ja teatud molekulmass. Antigeenid võivad olla mitmesugused valkained, aga ka valgud kombinatsioonis lipiidide ja polüsahhariididega. Loomset ja taimset päritolu rakud, loomset ja taimset päritolu mürgid omavad antigeenseid omadusi. Antigeensete omadustega on viirused, bakterid, mikroskoopilised seened, algloomad, mikroorganismide ekso- ja endotoksiinid. Kõigil antigeensetel ainetel on mitmeid ühiseid omadusi:

Antigeensus on antigeeni võime kutsuda esile immuunvastus. Organismi immuunvastuse aste erinevatele antigeenidele ei ole ühesugune, st iga antigeeni kohta tekib ebavõrdne kogus antikehi.

Spetsiifilisus on ainete struktuuri tunnus, mille poolest antigeenid üksteisest erinevad. Selle määrab antigeenne determinant, st väike osa antigeeni molekulist, mis ühineb selle vastu välja töötatud antikehaga.

Immunogeensus on võime luua immuunsus. See mõiste viitab peamiselt mikroobsetele antigeenidele, mis tagavad immuunsuse nakkushaiguste vastu. Et antigeen oleks immunogeenne, peab see olema võõras ja piisavalt suure molekulmassiga. Kui molekulmass suureneb, suureneb immunogeensus. Korpuskulaarsed antigeenid (bakterid, seened, erütrotsüüdid) on rohkem immunogeenid kui lahustuvad. Lahustuvatest antigeenidest on makromolekulaarsetel ühenditel kõrgeim immunogeensus.

Antigeenid jagunevad täielikeks ja defektseteks. Täielikud antigeenid põhjustavad organismis antikehade sünteesi või lümfotsüütide sensibiliseerimist ning reageerivad nendega nii in vivo kui ka in vitro. Täisväärtuslikke antigeene iseloomustab range spetsiifilisus, st nad põhjustavad organismis ainult spetsiifiliste antikehade tootmist, mis reageerivad ainult selle antigeeniga.

Mittetäielikud antigeenid (hapteenid) on komplekssed süsivesikud, lipiidid ja muud ained, mis ei ole võimelised tekitama organismis antikehade moodustumist, vaid astuvad nendega spetsiifilisse reaktsiooni. Väikese koguse valgu lisamine hapteenidele annab neile täisväärtusliku antigeeni omadused.

Autoantigeenid on antigeenid, mis moodustuvad oma kudede valkudest, mis on erinevate tegurite (bakterite toksiinid ja ensüümid, ravimained, põletused, külmumine, kiiritus) mõjul muutnud oma füüsikalis-keemilisi omadusi. Sellised muutunud valgud muutuvad organismile võõraks ja organism reageerib antikehade tootmisega, st tekivad autoimmuunhaigused.

Kui arvestada mikroorganismi antigeenseid omadusi, siis võib märkida, et antigeenne koostis on iga mikroorganismi jaoks üsna konstantne omadus. Antigeenikompleksis on levinumad geneerilised (antud perekonna esindajatele ühised), rühmaspetsiifilised (teatud rühmale omased), liigispetsiifilised (antud liigi kõikidele isenditele omased) ja tüvespetsiifilised antigeenid. .

Lokaliseerimise järgi võivad antigeenid olla pinnapealsed (K-antigeenid - rakuseina antigeenid), somaatilised (O-antigeenid, lokaliseeritud rakuseina sisekihis, termostabiilsed) ja lipulised (H-antigeenid, esinevad kõigis liikuvates bakterites, termolabiilsed) . Paljusid neist sekreteerib rakk aktiivselt keskkonda. Samal ajal on hüdrofoobseid antigeene, mis on tugevalt seotud rakuseinaga.

Lisaks on patogeensed mikroorganismid võimelised vabastama mitmeid eksotoksiine. Eksotoksiinidel on täisväärtuslike antigeenide omadused, millel on väljendunud heterogeensus perekonnas ja liigis. Bakteriraku eostel on ka antigeensed omadused: need sisaldavad vegetatiivsele rakule ja eosele ühist antigeeni.

Patogeensed mikroorganismid võitlevad pidevalt immuunsüsteemiga, muutes pinnaantigeenide struktuuri. Muutused ilmnevad kõige sagedamini punktmutatsioonide tagajärjel, mille tulemuseks on olemasolevate antigeenide variandid.

Antikehad

Evolutsiooni käigus on organismid välja töötanud patogeensete mikroorganismide jaoks kaitsvate kohanduste komplekti, sealhulgas mittespetsiifilised mehhanismid, mis takistavad patogeenide tungimist, neid mittespetsiifiliselt kahjustavad ained (lüsosüüm, komplement), fagotsütoos ja muud rakulised reaktsioonid. Samal ajal on patogeensed mikroorganismid õppinud ületama ka mittespetsiifilisi barjääre. Seetõttu ilmnesid evolutsiooni käigus spetsiifilised humoraalsed kaitsefaktorid antikehade kujul ja organismi võime tekitada väljendunud spetsiifilist immuunvastust.

Antikehad on immunoglobuliinidega seotud valgud, mida lümfoid- ja plasmarakud sünteesivad vastusena kehasse sisenevale antigeenile, millel on võime sellega spetsiifiliselt seonduda. Antikehad moodustavad üle 30% vereseerumi valkudest, tagavad humoraalse immuunsuse spetsiifilisuse tänu võimele seonduda ainult nende sünteesi stimuleeriva antigeeniga.

Algselt klassifitseeriti antikehad nende funktsionaalsete omaduste järgi tinglikult neutraliseerivateks, lüüsivateks ja koaguleerivateks. Antitoksiinid, antiensüümid ja viirust neutraliseerivad lüsiinid klassifitseeriti neutraliseerivateks. Koaguleerimiseks - aglutiniinid ja sademed; lüüsimiseks – hemolüütilised ja komplementi fikseerivad antikehad. Võttes arvesse antikehade funktsionaalset võimekust, anti seroloogiliste reaktsioonide nimetused: aglutinatsioon, hemolüüs, lüüs, sadestumine jne.

Vastavalt rahvusvahelisele klassifikatsioonile nimetatakse antikehade funktsiooni kandvaid seerumivalke immunoglobuliinideks (Ig). Sõltuvalt füüsikalis-keemilistest ja bioloogilistest omadustest eristatakse IgM, IgG, IgA, IgE, IgD klassi immunoglobuliine.

Immunoglobuliinid on kvaternaarse struktuuriga valgud, see tähendab, et nende molekulid on üles ehitatud mitmest polüpeptiidahelast. Iga klassi molekul koosneb neljast polüpeptiidahelast – kahest raskest ja kahest kergest, mis on omavahel seotud disulfiidsildadega. Kerged ahelad on struktuur, mis on ühine kõikidele immunoglobuliinide klassidele. Rasketel kettidel on iseloomulikud struktuurilised tunnused, mis on omased konkreetsele klassile, alamklassile.

Teatud immunoglobuliinide klassidesse kuuluvatel antikehadel on erinevad füüsikalised, keemilised, bioloogilised ja antigeensed omadused.

Immunoglobuliinid sisaldavad kolme tüüpi antigeenseid determinante: isotüüpsed (sama iga antud liigi esindaja jaoks), allotüüpsed (determinandid, mis on antud liigi esindajate puhul erinevad) ja idiotüüpsed (determinandid, mis määravad kindlaks antud immunoglobuliini individuaalsuse ja on nende jaoks erinevad). sama klassi, alamklassi antikehad). Kõik need antigeensed erinevused määratakse spetsiifiliste seerumite abil.

Antikehade moodustumise süntees ja dünaamika

Antikehi toodavad põrna plasmarakud, lümfisõlmed, luuüdi, Peyeri plaastrid. Plasmarakud (antikehade tootjad) saadakse B-rakkude prekursoritest pärast nende kokkupuudet antigeeniga. Antikehade sünteesi mehhanism sarnaneb mis tahes valkude sünteesiga ja toimub ribosoomidel. Kerged ja rasked ahelad sünteesitakse eraldi, seejärel ühendatakse need polüribosoomidel ja nende lõplik kokkupanek toimub lamellkompleksis.

Antikehade moodustumise dünaamika. Primaarse immuunvastuse ajal eristatakse antikehade moodustumisel kahte faasi: induktiivne (latentse) ja produktiivne. Induktiivne faas on ajavahemik antigeeni parenteraalse manustamise hetkest kuni antigeeniga reaktiivsete rakkude ilmumiseni (kestus ei ületa päeva). Selles faasis toimub lümfoidrakkude proliferatsioon ja diferentseerumine IgM sünteesi suunas. Induktiivsele faasile järgneb antikehade tootmise produktiivne faas. Selle perioodi jooksul, kuni umbes 10–15 päeva, suureneb antikehade tase järsult, samal ajal kui IgM-i sünteesivate rakkude arv väheneb ja IgA tootmine suureneb.

Antigeeni-antikeha interaktsiooni nähtus.

Teadmised antigeenide ja antikehade vastastikuse toimemehhanismide kohta näitavad erinevate immunoloogiliste protsesside ja reaktsioonide olemust, mis kehas toimuvad patogeensete ja mittepatogeensete tegurite mõjul.

Antikeha ja antigeeni vaheline reaktsioon toimub kahes etapis:

Spetsiifiline - antikeha aktiivse tsentri otsene seos antigeense determinandiga.

Mittespetsiifiline - teine ​​etapp, kui immuunkompleks, mida iseloomustab halb lahustuvus, sadestub. See etapp on võimalik elektrolüüdilahuse juuresolekul ja avaldub visuaalselt erineval viisil, olenevalt antigeeni füüsilisest seisundist. Kui antigeenid on korpuskulaarsed, siis toimub aglutinatsiooni nähtus (erinevate osakeste ja rakkude liimimine). Saadud konglomeraadid sadestuvad, samas kui rakud ei muutu morfoloogiliselt, kaotades liikuvuse, jäävad nad ellu.

Antigeenide mõiste

antigeenid nimetatakse aineteks või kehadeks, mis kannavad tulnukate geneetilise informatsiooni jälge, need samad ained, "võõrad", mille vastu immuunsüsteem "töötab". Kõik rakud (koed, elundid), mis ei kuulu inimese enda kehasse (mitte enda omad), on immuunsüsteemi jaoks antigeenide kompleks, isegi mõned inimese enda kuded (silma lääts) on nn barjäärkuded: tavaliselt ei puutu kokku keha sisekeskkonnaga.

Antigeenidel on 2 omadust:

• antigeensus või antigeenne toime – nad on võimelised esile kutsuma immuunvastuse teket;
• spetsiifilisus ehk antigeenne funktsioon – suhelda sarnase antigeeni poolt indutseeritud immuunvastuse saadustega.

Antigeenide keemiline olemus erinev. Need võivad olla valgud:

• polüpeptiidid;
• nukleoproteiinid;
• lipoproteiinid;
• glükoproteiinid;
• polüsahhariidid;
• kõrge tihedusega lipiidid;
• nukleiinhapped.

Antigeenide klassifikatsioon

Antigeenid jagatud järgmisteks:

• tugev, mis põhjustavad tugevat immuunvastust;
• nõrk, mille kasutuselevõtuga on immuunvastuse intensiivsus madal.

Tugevatel antigeenidel on reeglina valgu struktuur.

Mõned (tavaliselt mittevalgulised) antigeenid ei ole võimelised esile kutsuma immuunvastuse teket (ei ole antigeensus), kuid võivad interakteeruda immuunvastuse saadustega. Neid nimetatakse madalamateks antigeenideks või hapteenideks. Paljud lihtsad ained ja ravimid on hapteenid, kehasse sattudes võivad nad konjugeeruda peremeesvalkude või muude kandjatega ning omandada täisväärtuslike antigeenide omadused.

Mis tahes aine eksponeerimiseks antigeeni omadused lisaks peamisele asjale - tulnukale ™, peab sellel olema ka mitmeid muid märke:

• makromolekulaarne (molekulmass üle 10 tuhande daltoni);
• struktuuri keerukus;
• struktuuri jäikus;
• lahustuvus;
• võime minna kolloidsesse olekusse.

Mis tahes antigeeni molekul koosneb kahest funktsionaalselt erinevast osast:

• 1. osa on determinantrühm, mis moodustab 2-3% antigeeni molekuli pinnast. See määrab antigeeni võõrasuse, muutes selle teistest erinevaks antigeeniks;
• Antigeeni molekuli 2. osa nimetatakse juhtivaks, determinantrühmast eraldatuna ei avalda see antigeenset toimet, kuid säilitab võime reageerida homoloogsete antikehadega, st muutub hapteeniks.

kõik muud angeensuse tunnused, välja arvatud võõras, on ühendatud juhtiva osaga.

Iga mikroorganism (bakterid, seened, viirused) on

on antigeenide kompleks.

Spetsiifilisuse järgi Mikroobsed antigeenid jagunevad:

• ristreageerivatele (heteroantigeenidele) - need on antigeenid, mis on ühised inimese kudede ja elundite antigeenidega. Neid leidub paljudes mikroorganismides ja neid peetakse oluliseks virulentsusteguriks ja autoimmuunprotsesside arengu käivitajaks;
• rühmaspetsiifiline - levinud sama perekonna või perekonna mikroorganismides;
• liigispetsiifiline - levinud sama tüüpi mikroorganismide erinevates tüvedes;
• variandi-spetsiifilised (tüübispetsiifilised) - leidub mikroorganismide liikide sees üksikutes tüvedes. Vastavalt teatud variandispetsiifiliste antigeenide olemasolule jagatakse liigisisesed mikroorganismid nende antigeense struktuuri järgi variantideks – serovarideks.

Lokaliseerimise järgi Bakteriaalsed antigeenid jagunevad:

• rakulisel (seotud rakuga);
• ekstratsellulaarne (ei ole seotud rakuga). Peamised raku antigeenid:
• somaatiline - O-antigeen (glütsido-lipoid-polüpeptiidi kompleks);
• flagella - H-antigeen (valk);
• pindmine - kapsel - K-antigeen, fi-antigeen, Vi-antigeen.

Ekstratsellulaarsed antigeenid on bakterite poolt väliskeskkonda sekreteeritavad tooted, sealhulgas eksotoksiinide antigeenid, agressiooni- ja kaitseensüümid jne.

Antikehad ja nende omadused

Antikehad nimetatakse seerumivalkudeks, mis moodustuvad vastusena antigeeni toimele. Need kuuluvad seerumi globuliinide hulka ja seetõttu nimetatakse neid immunoglobuliinideks (Ig). Nende kaudu realiseeritakse humoraalset tüüpi immuunvastus. Antikehadel on 2 omadust:

• spetsiifilisus, st võime interakteeruda antigeeniga, mis on sarnane antigeeniga, mis indutseeris (põhjustanud) nende moodustumise;
• heterogeensus füüsikalises ja keemilises struktuuris, spetsiifilisus, hariduse geneetiline determinism (päritolu järgi).

Kõik immunoglobuliinid on immuunsed, see tähendab, et need moodustuvad immuniseerimise, kokkupuutel antigeenidega. Sellest hoolimata päritolu järgi nad jagavad:

• normaalsetel (anamnestilistel) antikehadel, mis leitakse koduse immuniseerimise tulemusena mis tahes organismis;
• nakkuslikud antikehad, mis kogunevad kehasse nakkushaiguse ajal;
• infektsioonijärgsed antikehad, mis leitakse kehas pärast nakkushaigust;
• vaktsineerimisjärgsed antikehad, mis tekivad pärast kunstlikku immuniseerimist.

Antikehad (immunoglobuliinid) on alati spetsiifilised selle antigeeni suhtes, mis nende moodustumist esile kutsus. Sellest hoolimata antimikroobsed immunoglobuliinid spetsiifilisuse järgi jagunevad samadesse rühmadesse kui vastavad mikroobsed antigeenid:

• rühmaspetsiifiline;
• liigispetsiifiline;
• variandispetsiifiline;
• ristreaktiivne.

Praegu saadakse ühe rakuklooni poolt toodetud immunoglobuliine üsna sageli biotehnoloogia ja/või geenitehnoloogia meetoditega. Neid kutsutakse monoklonaalsed antikehad. Nende tootjad on hübridoomirakud, mis on B-lümfotsüüdi (plasmaraku) ristamisel kasvajarakuga saadud järglased. Antikehade sünteesimise võime pärineb hübridoomi plasmarakust ja võime olla pikka aega väljaspool organismi kultiveeritud kasvajarakult.

Välja arvatud Spetsiifilisuse tõttu on immunoglobuliinide üks peamisi omadusi nende heterogeensus, st immunoglobuliinide populatsiooni heterogeensus nende tekke geneetilise determinismi ja füüsikalis-keemilise struktuuri seisukohast.

Antigeenid on organismile võõrad kolloidse struktuuriga ained, mis sisekeskkonda sattudes on võimelised tekitama spetsiifilise immunoloogilise reaktsiooni, mis väljendub eelkõige spetsiifiliste antikehade moodustumises, sensibiliseeritud lümfotsüütide ilmumises. või selle aine suhtes tolerantsuse seisundi tekkimisel.

Tabel 12

Tervete inimeste peamiste humoraalsete tegurite näitajad

Ained, mis on antigeenid, peavad olema organismile võõrad, makromolekulaarsed, olema kolloidses olekus, sisenema organismi parenteraalselt, s.t. seedetraktist möödasõit, mille puhul tavaliselt toimub aine lagunemine ja võõruse kadumine. Antigeenide võõrapärasuse all tuleks mõista teatud määral keemilist erinevust antigeeni ja organismi makromolekulide vahel, mille sisekeskkonda see ei satu.

Lihtelemendid (raud, vask, väävel jne), lihtsad ja komplekssed anorgaanilised ühendid (happed, soolad jne), samuti lihtsad orgaanilised molekulid nagu monosahhariidid, disahhariidid, aminohapped ei ole antigeenid. Nende molekulide biosüntees lõpeb keemiliselt sarnaste molekulide konstrueerimisega, sõltumata sellest, kas see viiakse läbi looma-, taime- või mikroobirakus, s.t. need ained ei oma spetsiifilisust, spetsiifilisus avaldub bioloogiliste makromolekulide organiseerituse kõrgemal tasemel. Niisiis omandavad polümeeriahelas ühendatud aminohapped antigeensuse, kui see ahel sisaldab rohkem kui 8 aminohapet. Mõiste "antigeensus" viitab tavaliselt mitte ainult võõraine võimele kutsuda esile antikehade teket organismis, vaid ka astuda nendega spetsiifilisse suhtesse.

Antigeensed omadused on seotud makromolekuli molekulmassiga – see peab olema vähemalt 10 tuhat daltonit. Mida suurem on aine molekulmass, seda suurem on selle antigeensus. Samas on vale eeldada, et kõrge molekulmass on antigeeni kohustuslik omadus. Niisiis on glükagoonil (pankrease hormoon, mm 3800) vasopressiinil - angiotensiinil (mm 1000) ka antigeensed omadused.

Tavapärane on eristada täielikke antigeene, defektseid antigeene (hapteene) ja poolhapteene. Täisantigeenideks nimetatakse neid, mis põhjustavad antikehade teket või lümfotsüütide sensibiliseerimist ja on võimelised nendega reageerima nii organismis kui ka laboratoorsetes reaktsioonides. Valkudel, polüsahhariididel, kõrgmolekulaarsetel nukleiinhapetel ja nende ainete kompleksühenditel on täisväärtuslike antigeenide omadused.

Mittetäielikud antigeenid või hapteenid ei ole iseenesest võimelised indutseerima antikehade moodustumist ega lümfotsüütide sensibiliseerimist. See omadus ilmneb ainult siis, kui neile lisatakse täielikud antigeenid ("juhid") ja tekkivate antikehade või sensibiliseeritud lümfotsüütide hulgas on mõned spetsiifilised "juhile" ja mõned hapteenile, millega nad saavad reageerida mõlemal juhul. vivo ja in vitro..

Poolhapteenid on suhteliselt lihtsad ained, mis organismi sisekeskkonda sattudes võivad keemiliselt ühineda selle organismi valkudega ja anda neile antigeenide omadused. Nende ainete hulka võivad kuuluda ka mõned ravimid (jood, broom, antipüriin jne).

Antigeeni molekul koosneb kahest ebavõrdsest osast. Aktiivset (väikest osa), mille molekulmass on umbes 350-1000 daltonit, nimetatakse antigeense determinandiks (epitoobiks) ja see määrab antigeense spetsiifilisuse. Antigeensed determinandid asuvad nendes antigeenimolekuli kohtades, mis on mikrokeskkonnaga kõige enam seotud. Näiteks valgumolekulis võivad need paikneda mitte ainult polüpeptiidahela otstes, vaid ka selle teistes osades. Antigeensed determinandid sisaldavad vähemalt kolme jäiga struktuuriga aminohapet (türosiin, trüptofaan, fenüülalaniin). Antigeeni spetsiifilisus on seotud ka polüpeptiidahela aminohapete vaheldumise järjekorraga ja nende positsioonide kombinatsiooniga üksteise suhtes. Ligikaudu iga 5000 daltoni antigeeni molekuli suhtelise molekulmassi kohta on üks antigeenne determinant (epitoop). Antigeensete determinantide arv antigeeni molekulis määrab selle valentsi. See on mida suurem, seda suurem on antigeeni molekuli suhteline molekulmass. Niisiis, difteeriatoksiinil on 8 valentsi, hemotsüaniinil 231 jne.

Arvatakse, et antigeenimolekuli ülejäänud (mitteaktiivne) osa mängib määrava kandja rolli ja soodustab antigeeni tungimist keha sisekeskkonda, selle pinotsütoosi või fagotsütoosi, raku reaktsiooni antigeeni tungimisele, rakkudevahelise interaktsiooni vahendajate moodustumine immuunvastuses (T-lümfotsüütidel on kandja retseptorid, B- antigeense determinandi jaoks). Mõnede antigeenide antigeensed determinandid saadakse kunstlikult. Nende sattumine loomade kehasse ilma kandjata põhjustab ootuste vastaselt madala immuunvastuse. Praegu on käimas arendused sünteetiliste antigeensete determinantide sünteetiliste kandjate loomiseks.

Antigeensuse avaldumisel on suur tähtsus antigeeni kehasse viimise teedel ja selle annusel. Enamiku bakterite ja viiruste antigeenide puhul on nende intradermaalne ja subkutaanne manustamine kõige tõhusam. Mõlemad viisid on palju tõhusamad kui intramuskulaarne või intravenoosne. Paljude antigeenide enteraalne sisenemistee on ebaefektiivne. Aeglaselt erituvate antigeenide üleannustamine võib põhjustada immunoloogilist halvatust. Antigeeni sisenemine embrüosse toob kaasa tolerantsuse tekkimise pärast looma sündi. Sõltuvalt sisenemisteest esineb ülekaalus antigeeni kuhjumine ühes või teises elundis: intravenoossel manustamisel põrnas, luuüdis ja maksas; nahaalusega - piirkondlikes lümfisõlmedes. Keharakus tulevad antigeenid fago- või pinotsütoosi tulemusena. Antigeeni säilimine organismis sõltub, kui muud asjaolud on võrdsed, selle molekulide suurusest ja keemilisest struktuurist. Kõige pikemat kehas viibimist (mitusada päeva) täheldatakse siis, kui antigeen on kombineeritud ainega, millel on pikk poolväärtusaeg. Antigeen eritub organismist peamiselt uriiniga ja (vähem) väljaheitega.

Vere ja siseorganite valgud ja süsivesikud ei ole tavaliselt antigeensed organismile, milles neid sünteesitakse, ja samal ajal antigeensed sama liigi teistele isenditele (isoantigeenid). See muster ei kehti nn transbarjääride organite, st. elundid, mis on vereringest eraldatud spetsiaalse barjääriga (vere-aju, hematotestikulaarne jne), mille valgud tavaliselt vereringesse ei satu ja on oma keha antigeenid. Nende elundite hulka kuuluvad aju, silmalääts, kõrvalkilpnäärmed ja munandid.

Erinevad mikroobid sisaldavad oma struktuuri ja keemilise koostise keerukuse tõttu erinevaid antigeene: valke (täielikud antigeenid), süsivesikuid, lipoidühendeid (hapteene) ja nende komplekse.

Vastavalt bakteriraku anatoomilistele struktuuridele on olemas H-antigeenid (liputatud, kui bakteril on), K-antigeenid (pinna-, rakuseina antigeenid - polüsahhariidid, lipopolüsahhariidid, valgud), O-antigeenid (somaatilised, rakusisesed - valgud, nukleoproteiinid, bakteriaalsed ensüümid), antigeenid, mida bakterid eritavad oma keskkonda (eksotoksiini valgud, kapsli polüsahhariidid).

Arvukate mikroobirakkude antigeenide hulgas on neid, mis on omased ainult teatud tüüpi mikroobidele (tüüpantigeenid), teatud liigile (liigiantigeenid), aga ka ühised mikroorganismide rühmale (perekonnale) (rühma antigeenid). ). Sellised antigeenid ekstraheeritakse lagunenud mikroobidest, loomi immuniseeritakse nendega ning saadakse vastavalt tüüpilised, liigi- ja rühmaantiseerumid. Selliseid seerumeid kasutatakse patsiendi kehast (või keskkonnast) eraldatud tundmatute bakterite tuvastamiseks, määrates mitte ainult liigi, vaid ka liigisisese serotüübi.

Seega on bakterirakk (nagu ka teiste mikroobide kuningriikide mikroorganismid - viirused, algloomad, seened) paljude antigeenide kompleks. Kui see siseneb makroorganismi sisekeskkonda, moodustavad paljud neist antigeenidest oma spetsiifilisi antikehi. Mõned antigeenid kutsuvad esile vaevumärgatava koguse antikehade (tiitri) moodustumise, teised - kiire ja olulise antikehade tootmise. Vastavalt sellele eristatakse "nõrkaid" ja "tugevaid" antigeene.

Mitte kõik bakteriraku antigeenid ei osale võrdselt resistentsuse (immuunsuse) esilekutsumisel sama liigi patogeensete mikroobide taassisenemisel makroorganismi. Antigeeni võimet tekitada immuunsust nimetatakse immunogeensuseks ja sellist antigeeni nimetatakse immunogeeniks. Samuti on kindlaks tehtud, et mõnede mikroorganismide teatud antigeenid võivad põhjustada erinevat tüüpi ülitundlikkuse (allergia) teket. Selliseid antigeene nimetatakse allergeenideks.

Bakterirakkude antigeene saadakse kahel viisil: preparatiivselt, rakustruktuuride isoleerimisel pärast mikroobide lagunemist (füüsikaline meetod) või antigeensete fraktsioonide ekstraheerimisel kemikaalidega (keemiline meetod).