Антигены

Антигены (греч. anti - против, genos - рождение) - генети­чески чужеродные вещества, которые при введении в организм вызы­вают иммунный ответ. Специфические иммунные реакции, которые мо­гут возникать в ответ на антиген, это: синтез антител, появление иммунных лимфоцитов, аллергические реакции, иммунологическая то­лерантность, иммунологическая память.

П о л н о ц е н н ы е а н т и г е н ы обладают двумя

свойствами: антигенностью и специфичностью. Под антигенностью

понимают способность антигена вызывать в организме иммунный от­вет, в частности, образование антител и иммунных лимфоцитов. Специфичность антигена выражается в том, что он соединяется только с теми антителами и иммунными лимфоцитами, которые воз­никли в ответ на его введение.

Неполноценные антигены или г а п т е н ы не обладают ан­тигенностью, но могут соединяться с готовыми специфическими для них антителами. Антитела, специфические для гаптена, вырабатыва­ются при введении в организм гаптена с белком.

Для того, чтобы действовать как антигены, вещества должны быть распознаны макроорганизмом как чужеродные, "не свои", так как обычно антитела к "своим" белкам не образуются. Антигенами могут быть биополимерные вещества, чужеродные для данного орга­низма, с большой молекулярной массой, имеющие жесткую химическую структуру, образующие коллоидный раствор. Это, в основном, бел­ки. Среди антигенов микробного происхождения имеются небелковые антигены, это липополисахариды (ЛПС) клеточной стенки грамотри­цательных бактерий.

Специфичность антигена определяется его д е т е р м и - н а н т н ы м и г р у п п а м и. Это небольшие участки моле­кулы антигена, расположенные на ее поверхности. Именно они рас­познаются как чужеродные лимфоцитами (антигенраспознающими, им­мунокомпетентными клетками). По химической природе детерминант-

ные группы - это углеводы, пептиды, липиды, нуклеиновые кислоты.

Если отделить их от молекулы-носителя, то они ведут себя как гаптены.

Антигенность повышается при введении антигенов с адъюванта­ми (лат. adjuvantis - вспомогающий). В качестве адъюванта часто применяется гидроксид алюминия - Al(OH)₃.

Антигены микроорганизмов. Каждый микроорганизм содержит несколько антигенов. Различают групповые антигены, общие для нескольких родственных видов, антигены видовые, свойственные от­дельным видам, и типовые, специфичные для определенных типов или вариантов (серологические варианты или серовары).

По локализации в микробной клетке различают антигены жгути­ковые, соматические, капсульные или поверхностные (Рис. 13).

Ж г у т и к о в ы е Н - а н т и г е н ы (нем. Hach - ды­хание) находятся в жгутиках подвижных бактерий, по химической природе это белки - флагеллины. Термолабильны. Хорошо сохраняют­ся в присутствии формалина. Это используется при изготовлении Н-диагностикумов для реакции агглютинации.

С о м а т и ч е с к и е О - а н т и г е н ы (нем. onhne Hach - без дыхания) входят в состав клеточной стенки, у грамот­рицательных бактерий это липополисахариды (ЛПС) по химической природе. Термостабильны, переносят кипячение, не разрушаются этиловым спиртом. О-антигены токсичны.

К а п с у л ь н ы е или п о в е р х н о с т н ы е К - а н т и г е н ы хорошо изучены у сальмонелл и эшерихий. Распо­ложены на поверхности микробной клетки. Среди них есть термоста­бильные и термолабильные. К поверхностным антигенам относится Vi-антиген. Он был впервые обнаружен в штаммах бактерий, облада­ющих высокой вирулентностью, отсюда его название.

Капсульные антигены имеются у бактерий, образующих видимую под микроскопом капсулу. Пневмококки по типоспецифическим кап­сульным антигенам делятся на серовары.

Антигены, извлеченные из микробных тел, применяются для создания х и м и ч е с к и х в а к ц и н, например, О- и Vi- антигены палочек брюшного тифа, О-антиген холерного вибриона.

П р о т е к т и в н ы й (лат. protectio - покровительство, защита) или защитный антиген впервые был обнаружен в экссудате у

животных, зараженных сибирской язвой. Этот антиген обладает вы­раженными антигенными свойствами, создает в организме невоспри-

имчивость к возбудителю. Защитные протективные антигены образую-

т и некоторые другие микробы при попадании в организм хозяина, причем в культурах микробов, выращенных на питательных средах, эти антигены могут и не присутствовать.

И с к у с с т в е н н ы е антигены получают путем присое­динения детерминантных групп к молекуле белка-носителя.

П е р е к р е с т н о р е а г и р у ю щ и е а н т и -

г е н ы. Некоторые микроорганизмы имеют общие антигены с антиге­нами клеток и органов человека. Например, возбудители чумы, ди­зентерии - с эритроцитами, гемолитические стрептококки группы А

- с антигенами мышцы сердца и клубочков почек. С такой антиген­ной мимикрией (маскировкой) связывают роль стрептококков в раз­витии ревмокардита и гломерулонефрита.

Т о к с и н ы и ф е р м е н т ы б а к т е р и й к а к а н т и г е н ы. Токсины бактерий являются антигенами. В ответ на эндотоксины в организме вырабатываются антимикробные антите­ла, то есть антитела к тому виду бактерий, из которых выделен эндотоксин (Рис. 14).

Экзотоксины являются сильными антигенами. В ответ на экзо­токсины вырабатываются специфические антитоксины, способные нейтрализовать данный экзотоксин. При обработке формалином и теплом экзотоксины теряют ядовитые свойства, сохраняя антиген­ность. Полученные препараты применяются для создания искуствен­ного антитоксического иммунитета при токсинемических инфекциях.

Антигенными свойствами обладают некоторые ферменты бакте­рий: гиалуронидаза, фибринолизин, коагулаза, вызывая в организме выработку соответствующих антител.

А н т и г е н ы в и р у с о в. Антигены просто организо­ванных вирионов, не имеющих внешних оболочек, связаны с их нук­леокапсидами. У сложноорганизованных вирионов одни антигены - это нуклеокапсиды, другие содержатся во внешней оболочке - су­перкапсиде. Например, вирус гриппа имеет три антигена: внутрен­ний растворимый нуклеопротеид и два поверхностных - гемагглюти­нин "Н" и нейраминидаза "N". Изменчивость вируса обусловлена из­менениями поверхностных антигенов.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) имеет сложный состав антигенов: белковые антигены сердцевины и гликопротеидные анти­гены поверхности.

А у т о а н т и г е н ы. Вещества собственных тканей орга-

низма в норме не вызывают иммунного ответа. В условиях патологии

происходит выработка антител к антигенам собственных тканей (ау­тоантитела).

Иммунная система организма

Специфический иммунный ответ формирует иммунная система ор­ганизма, основу которой составляет лимфоидная ткань. Роль иммун­ной системы - распознавание чужеродных веществ и клеток и устра­нение их. Клетки, способные распознавать антиген и отвечать им­мунной реакцией, называют иммунокомпетентными клетками.

Различают ц е н т р а л ь н ы е и п е р и ф е р и ч е - с к и е о р г а н ы иммунной системы человека.

П е р и ф е р и ч е с к и е о р г а н ы и м м у н н о й с и с т е м ы. К ним относят селезенку, лимфоузлы, лимфоидную ткань различных органов желудочно-кишечного тракта, дыхательной и мочеполовой систем. В периферических органах иммунной системы происходит выработка антител и иммунных лимфоцитов в ответ на антиген. Формирование и функционирование периферических органов иммунной системы зависит от центральных органов.

Ц е н т р а л ь н ы е о р г а н ы и м м у н н о й с и - с т е м ы. К ним относятся тимус (вилочковая железа) и костный мозг. В центральных органах происходит созревание и дифференци­ровка лимфоцитов, в результате чего они приобретают способность распознавать антигены. Кроме того, центральные органы продуциру­ют гормоны иммунной системы, несущие регуляторную функцию.

Процесс созревания лимфоцитов происходит в организме посто­янно, независимо от антигена (антигеннезависимый процесс). Пред­шественниками лимфоцитов являются стволовые клетки, образующиеся в костном мозге. В тимусе из них формируются Т-лимфоциты, кото­рые затем расселяются в периферические лимфоидные органы, обра­зуя в них тимусзависмые зоны. В-лимфоциты формируются в костном мозге и затем попадают в периферические лимфоидные органы, обра­зуя в них тимуснезависимые зоны.

Клетки иммунной системы, участвующие в иммунном ответе (им­муногенезе), выполняют следующие функции:

М а к р о ф а г и - захват и переработка (процессинг) ан­тигена, концентрация его детерминантных групп вместе с Ia-белком

на поверхности клетки, представление (презентация) антигенной

информации лимфоцитам. Выработка интерлейкинов - веществ, стиму­лирующих лимфоциты.

В - л и м ф о ц и т ы - распознавание антигенной информа­ции на поверхности макрофага, дифференциация и превращение в плазматические клетки, продуцирующие антитела. С В-лимфоцитами связан гуморальный иммунный ответ.

Т - л и м ф о ц и т ы - распознавание антигенной информации на поверхности макрофага, дифференциация и превращение в иммун­ные лимфоциты: Т-эффекторы (Т_е) и Т-киллеры (Т_к). С Т-лимфоцита­ми связан клеточный иммунитет.

Р е г у л я т о р н ы е л и м ф о ц и т ы:

Т-хелперы (Т_х) - Т-лимфоциты, усиливающие иммунный ответ; вырабатывают интерлейкины.

Т-супрессоры (Т_с) - Т-лимфоциты, тормозящие иммунный ответ.