Антигени

тема 2.1. Характеристика природних антигенів

тема 2.2. Вакцини як штучні антигени

ТЕМА 2.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНИХ АНТИГЕНІВ

 

Чужорідні елементи, що порушують генетичну сталість макроорганізму називаються антигенами (рис. 2.1). При появі таких речовин в організмі

· утворюються специфічні сполуки;

· активується цілий ланцюг захисних реакцій.

Антиген – це речовина або сукупність речовин, після взаємодії з якими імунна система організму утворює специфічні клітини і сполуки, робота яких направлена на знешкодження чужорідної речовини.

 

Рис. 2. 1 Класифікація антигенів

Антигенами можуть бути:

1. цілісні віруси, клітини патогенних мікробів, грибів, найпростіших, гельмінтів;

2. цілісні клітини інших організмів (переливання крові, трансплантація тканин);

3. дефектні клітини макроорганізму (мутантні та пухлинні);

4. уламки мікробних клітин та вірусів (цілісні органоїди, уламки органоїдів, речовини цитоплазми тощо);

5. власні речовини макроорганізму (аутоантигени);

6. токсини мікроорганізмів, комах, тварин або рослин;

7. білки пилка рослин, харчових продуктів,екскрементів кліщів (алергени);

8. речовини антропогенного походження (алергени);

9. речовини цитоплазми зруйнованих клітин

Антигени типів 1-7 називаються корпускулярними, а 8-9 типів – розчинними.

Властивості антигенів

Антигени чужорідні для організму-хазяїна і тому всі мають таку властивість як антигенність. Але клітини і речовини імунної системи реагують лише на антигени з високою молекулярною вагою (не нижче 10000 Да), представленими в таблиці 2.1.Саме такі речовини називаються повними антигенами і, окрім антигенності, володіють імуногенністю.

 

Таблиця 2.1 Характеристики високомолекулярних антигенів.

 

Низькомолекулярні речовини (антибіотики, наркотики, токсичні речовини, речовини фарб, пральних порошків, деякі бактеріальні поліцукри, регулярні поліпептиди, ліпіди і т.п.) при попаданні в організм не можуть викликати імунної відповіді. Такі субстанції називають гаптенами (неповними антигенами). Гаптени розрізняються за молекулярною масою: важчі називаються складними гаптенами, легкі – простими. При з’єднанні цих речовин з білками харчових продуктів виникає новий, іноді – дуже небезпечний – антиген. Структуру, до якої приєднується гаптен, називають носій (шлепер). носієм, а антигени в цьому випадку називають кон'югованими.

 

Гаптен	+ Носій-білок	= Кон’югований антиген
(неповний антиген)	(шлепер)	(повний антиген)

 

Таким чином, антиген – це будь-який агент, що специфічно зв'язується з рецепторами імуноцитів, імуноген – це об’єкт, здатний розпочати весь ланцюг багатостадійних імунологічних реакцій. Тому всі імуногени є антигенами, але не всі антигени можуть бути імуногенами.

Найкращими антигенами є полімери з різноманітною будовою (прості білки, складні білки – ліпопротеїни, глікопротеїни і т.п., поліцурри). Всі перелічені речовини називають повними антигенами. Вони не тільки існують у природі, але й утворюються штучним шляхом з продуктів діяльності цивілізації.

 

Антигени-імуногени (здатні викликати реакцію імунної системи)
Одразу після проникнення в організм		Самостійно нездатні реагувати		Стають антигенами тільки після приєднання певних речовин або груп
Повноцінні А. імуногениість +		Неповноцінні А., гаптенн, імуногенність 0		Кон’юговані А. імуногениість +

Рис. 2.2. Імуногенність повних, неповних та кон’югованих антигенів

 

4. Специфічність антигену Всі антигени мають індивідуальну будову. Зв’язок антигену з відповідними речовинами або клітинами імунної системи відбувається не по всій його поверхні, а тільки в певній частині (антигенна детермінанта або епітоп). Антиген, що має багато епітопів, називається полівалентним, а при наявності одного епітопу – моновалентним.

 

 

Рис.2.3 Структура та розміщення антигенних детермінант в молекулі міоглобіну

 

Останнім варіантом появи незвичних антигенів є такий:

· з речовинами патогенних мікробів взаємодіють речовини серця, печінки, нирок та ін. органів і тканин. Така взаємодія відбувається в суперстресових для організму умовах (на фоні опіку, обмороження, високого рівня опромінення). Крім того, боротьба організму із серйозною інфекцією також проходить нестандартним шляхом (перенесення хвороби „на ногах” + важка робота). В таких умовах при з’єднанні речовин мікроба і речовин організму (складний гаптен + носій) можуть утворитись аутоантигени. І тоді імунна система починає діяти проти власних тканин, сприймає їх як чужорідні речовини, які потрібно знищити.

 

ЛОКАЛІЗАЦІЯ МІКРОБНИХ АНТИГЕНІВ

Патогенні мікроорганізми мають в своєму складі величезну кількість полімерних речовин, і кожна з них є потенційним антигеном. Але макроорганізм в першу чергу реагує на антигени, зосереджені в зовнішніх структурах мікроба (джгутики, фімбрії, капсула, клітинна стінка). Після відмирання і руйнування мікроба його включення, рибосоми, ендоферменти стають потенційними антигенами.

1

2 3 4

Рис. 2.4 Розміщення антигенів різних видів у бактерій

Табл.2. Антигени мікроорганізмів

Тип антигену	Органоїд мікроба, в якому знаходяться антигени	Хімічні речовини
1. Капсульні, К-антигени	Капсула	Поліцукри, поліпептиди
2. Поверхневі	Зовнішня поверхня клітинної стінки	Поліцукри, поліпептиди, глікопептиди
3. Соматичні, О-антигени	Внутрішня поверхня клітинної стінки, цитоплазматична мембрана	Комплекси ліпідів, поліцукрів та поліпептидів; ендотоксини грам – бактерій
4. Джгутикові, Н-антигени	Джгутики	Білки

 

Джгутикові Н-антигени представлені б ілком флагеліном. Руйнується при нагріванні, після обробки фенолом зберігаї антигенні властивості.

К-антигени (капсульні). Зв᾽язані з ліпополіцукрами клітинної стінки, представлені кислими поліцукрами (глюкуронова, галактуронова та інші уронові кислоти). Капсульні антигени поліцукри знайдені у пневмококів, клебсіел та інших бактерій з макрокапсулою. У бацилл сибірки капсульний антиген складено з поліпептидів.

По чутливості до температури К-антигени поділяються на підгрупи: А-, В- та L-антигени. Найбільш стабільними є А-антигени, які здатні витримувати двогодинне кип᾽ятіння. В-антигени витримують нагрівання при 60°С впродовж 1 години, а L-антигени руйнуються найшвидше.

У мікробів виділяють групоспецифічні антигени (наявні у різних видів роду чи родини), видоспецифічні - у представників одного виду та типоспецифічні або варіантні антигени - у різних штамів (сероварів) всередині одного виду.

 

УЗАГАЛЬНЕННЯ:

1. Імунна система одразу реагує на ті чужорідні речовини, що називаються повними імуногенними антигенами. Повні антигени – це полімерні (високомолекулярні) сполуки, які складені із мономерів різноманітної будови (прості і складні білки, ліпополіцукри тощо). Ними є: клітинні мікроби та їх уламки, віруси та їх окремі структури, трансплантовані клітини, мікробні, тваринні та рослинні токсини, пилок рослин, білки шерсті тварин, екскрементів хатніх кліщів, білки харчових продуктів тощо.

 

2. Повні антигени, які представляють собою комплекси речовин (мікробні і тваринні клітини, віруси) називаються корпускулярними, а ті, що є індивідуальними речовинами (білки і т.п.) – розчинними.

 

3. Існують неімуногенні чужорідні речовини малої молекулярної маси – гаптени (одразу не викликають імунної відповіді). Вони здатні приєднуватись до білківорганізму (тканини або хімус шкт), перетворюватись на кон’юговані антигени, і тільки після цього ставати повними та імуногенними.

4. Чинники імунної системи реагують на конкретну ділянку в молекулі антигену – антигенну детермінанту або епітоп. У більшості антигенів таких ділянок багато, і тому ці чужорідні речовини – полівалентні антигени. В розчинних чи кон’югованих антигенах може бути і багато епітопів, і один(в останньому випадку антиген моновалентний).

5. В мікробних клітинах речовини органоїдів також є антигенами: поліцукри капсул – капсульні, білки джгутиків – джгутикові, речовини фімбрій чи клітинної стінки – поверхневі, речовини цитоплазми+органоїди мікроба+внутрішня поверхня цитоплазматичної мембрани – соматичні.