Антигени - Антиген-антитіло реакції - Медична бібліотека
Антигени(грец. anti- проти + gennao створювати, виробляти) - біоорганічні речовини, які мають ознаки генетичної чужорідності (антигенності) і при введенні в організм викликають розвиток імунної відповіді.
Антигенність властива не тільки білкам, а й багатьом складним полісахаридам, ліпополісахаридам, поліпептидам, а також деяким високополімерним штучним сполукам. А. можуть знаходитися в мікробах (мікробні антигени) та в тканинах (тканинні антигени) тварин і рослин. Імунна відповідь на введення А. може проявлятися у вигляді стимуляції вироблення антитіл, клітинних реакцій уповільненої гіперчутливості, трансплантаційного імунітету або виникнення толерантності (див.Імунітет).
Термін «антиген» вживається в подвійному значенні: для позначення певного очищеного від домішок молекулярно-гомогенного речовини (наприклад, кристалічний сироватковий альбумін, яєчний альбумін, очищений мікробний токсин та ін) або складних препаратів, клітин або тканин, що містять велику кількість окремих анти .
Мікробні А. є основою імунізуючих препаратів -вакцин,в т.ч. анатоксинів - бактеріальних екзотоксинів, знешкоджених формаліном. Найбільш значущі для розвитку несприйнятливості вакцинуючі А. звуться протективними.
Для прояву антигенності велике значення має молекулярна маса. наприклад, антигенність набувають амінокислоти, з'єднані в поліпептидний ланцюг достатньої величини та складності. Є речовини, досить специфічні, щоб нести ознаки чужорідності, але з малою величиною молекули. Вони викликають реакції імунітету у суміші зі спеціальними стимуляторами антитілогенезу. Мінімальна молекулярна маса, необхідна дляпрояви антигенності має бути не менше десятка тисяч. наприклад, яєчний альбумін (один із низькомолекулярних повноцінних антигенів) має молекулярну масу 40000, сироватковий альбумін - близько 70000. Протеїни з меншою молекулярною масою можуть стимулювати вироблення антитіл при їх введенні зі стимуляторами типу ад'юванта Фрейнда. До таких речовин відносяться, наприклад, рибонуклеаза (молекулярна маса 13000), інсулін (молекулярна маса 6000). Найменша молекулярна маса речовин, проти яких вдалося отримати антитіла без їх приєднання до інших, більших молекул, становить приблизно 1000 (вазопресин, ангіотензин). Поліпептиди, розмір яких перевищує 8 амінокислот, є обов'язково антигенами.
Існує кілька пояснень значення величини молекулярної маси здійснення її антигенних функцій. Висловлювалися припущення значення того факту, що більші молекули ефективніше захоплюються макрофагами і довше не виводяться з організму. Надалі було отримано раціональніше пояснення цього явища. Незабаром після відкриття Т-і В-лімфоцитів та їх взаємодії для ініціювання імунної відповіді було показано, що лімфоцити несуть на поверхні різні рецептори. Рецептори В-лімфоцитів мають спорідненість з малими структурними специфічностями молекули антигену, до його антигенних детермінантів; Т-лімфоцити мають рецептори до основної несучої частини молекули. Для індукції імунної відповіді необхідне стимулювання обох типів лімфоцитів, у якому важливе значення має величина молекули антигену.
Речовину як антиген характеризують чужорідність, антигенність, імуногенність, специфічність.
Чужорідність - невіддільне від антигену поняття. Без чужорідності немає антигену стосовно даногоорганізму. наприклад, альбумін кролика не є антигеном для цієї тварини, але генетично чужорідний для морської свинки.
Антигенність — міра антигенної якості, наприклад, більша чи менша здатність викликати утворення антитіл. Так, на бичачий сироватковий гамма-глобулін у кролика виробляється більше антитіл, ніж на бичачий сироватковий альбумін.
Імуногенність - здатність створювати імунітет. Це поняття відноситься головним чином до мікробних А., що забезпечує створення імунітету (несприйнятливість) до інфекцій.
Наприклад, збудник дизентерії має високу антигенність, але вираженого імунітету проти дизентерії отримати не вдається. Збудник черевного тифу є високоантигенним, і высокоиммуногенным. Тому черевнотифозна вакцина створює виражений імунітет.
Специфічність - антигенні особливості, що відрізняють А. один від одного. Існують речовини, що мають свій специфічний вигляд,
Антигени, отримані шляхом приєднання до молекули білка хімічного угруповання, що забезпечує нову імунологічну специфічність, називають кон'югованими антигенами.
При імунізації тварин кон'югованим А., що складаються з одного і того ж білка, але містять різні введені хімічні угруповання, утворюються антитіла, специфічні по відношенню до цих поверхневих детермінантів. Отже, специфічність визначається запровадженою хімічною групою, що отримала назву антигенної детермінанти (епітопу).
Одна й та сама антигенна детермінанта у вигляді гаптену, розташована на різних носіях, забезпечує вироблення антитіл однієї і тієї ж специфічності. Однак антигенність одержуваних комплексів різна при різних молекулах-носіях. Це свідчить про існування в організмі попринаймні двох розпізнаючих клітинних систем: антигенної детермінанти і для несучої частини молекули.
Великі білкові або полісахаридні молекули несуть на собі кілька детермінантних угруповань. Через визначення кількості молекул антитіл, що приєднуються до однієї молекули антигену, розраховано число реактивних груп (валентності) різних білків. Це збільшується пропорційно зростанню молекулярної маси білкових молекул.
Кількість детермінантних груп на білковій молекулі має важливе значення для реалізації нею антигенної функції. Так, для того, щоб кон'югований антиген, що містить арсанілову кислоту, осаджувався антиарсанілової сироваткою, його молекула повинна нести не менше 10-20 молекул арсанілової кислоти. Різні антигенні детермінанти, розташовані на білковій полісахаридній молекулі, не рівнозначні у процесі стимуляції імунної відповіді.
Полісахариди, що містять різні цукру і аміносахара, самі по собі, без зв'язку з ліпідом або білком, при достатній величині молекулярної маси можуть виступати в ролі повноцінних А. Вони обов'язково повинні мати структурні елементи, що повторюються. Прикладами служать А. груп крові, полісахаридні комплекси капсул пневмококів. Ліпіди та стероїди неантигенні. Припускають, що жирні кислоти, що становлять основу ліпідів, не мають достатньої жорсткості структури молекул, т.к. містять довгі ланцюги парафінових вуглеводнів. Значення жорсткості структури показано на прикладі малоантигенного желатину - білка, що не має стійкої конфігурації через великий вміст гліцину. Введення в молекулу 2% тирозину або інших груп з жорсткою структурою перетворює желатин на речовину з вираженими антигенними властивостями.
Розрізняють антигенну специфічністьдекількох основних типів: видову та групову специфічність, а також гетероспецифічність. Видова специфічність дозволяє відрізняти представників одного виду організмів від особин іншого виду за так званими видоспецифічними А. За допомогою антитіл проти сироваткових білків людини (так звані антилюдські видоспецифічні сироватки) легко відрізняють пляму крові, що належить людині, від будь-якої плями крові тварин. За різними бактеріальними А (О-антиген, Н-антиген, К-антиген та ін) можна відрізнити не тільки вид бактерій, але і його варіанти. Групова специфічність зумовлює різницю серед особин одного виду організмів.
Антигени, якими особини чи групи особин тварин одного виду різняться між собою, отримали назву ізоантигенів (алло-антигенів). Для еритроцитів людини крім ізоантигенів АВО. відомо більше 70 інших, об'єднаних у 15 ізоантигенних систем. Детально вивчено хімічну будову ізоантигенів груп крові системи АВО. Показано, що ці антигени є полісахаридними комплексами. До ізоантигенів відносяться антигени гістосумісності або трансплантаційні антигени. що зумовлюють внутрішньовидові відмінності клітин і тканин, внаслідок чого виникає їх несумісність притрансплантаціїорганів і тканин.
Гетероспецифічність - загальна специфічність для представників різних видів антигенних комплексів або загальні антигенні детермінанти на антигенних комплексах,
Нову антигенну специфічність можуть набувати білки, утворюючи комплекси з низкою лікарських речовин, які у випадках виступають у ролі гаптенів. Цим можна пояснити виникненнялікарської алергії,у т.ч. та алергічних реакцій на антибіотики, які самі по собі неантигенні. наприклад сенсибілізація допеніциліну розвивається у 1% хворих, яким його вводять парентерально. Показано, що з білками асоціюється не сам пеніцилін, а продукти його розпаду, зокрема бензилпеніцилінова кислота. Амідопірин хінідин, фенолфталеїн та деякі інші лікарські препарати мають спорідненість до білків формених елементів крові. Поєднуючись з ними, вони можуть викликати імунні ураження, що супроводжуються розвитком анемії та лейкопенії. Реалізація цього процесу відбувається за певної схильності індивіда — вродженої чи набутої.
Нерідко лікарсько модифіковані антигенні субстанції організму називають аутоантигенами. Однак це не зовсім точно. Істинними аутоантигенами є нормальні компоненти організму, проти яких при аутоімунних захворюваннях виникають антитіла (аутоантитіла) або клітинні аутоімунні реакції (див.Аутоалергія,Аутоімунні хвороби).
Бібліогр.:Зотіков Є.А. Антигенні системи людини та гомеостаз, М, 1982; Косяков П.М. Ідоантигени та ізоантитіла людини в нормі та патології, М., 1974; Петров Р.В. Імунологія, М., 1987.