Патогенність та вірулентність
Антигени – це будь-які генетично чужорідні агенти, які, потрапивши у внутрішнє середовище організму або, утворюючись усередині організму, викликають специфічну імунну реакцію (утворення імунних антитіл, вироблення специфічних клітин – сенсибілізованих Т-лімфоцитів тощо). Антитіла, які утворюються у відповідь на антиген, специфічно взаємодіють тільки з цим антигеном, у результаті утворюються комплекси антиген-антитіло.
До антигенів належить величезна кількість біологічно активних макромолекул, як правило, що мають органічне походження (різні біополімери). Це насамперед білки, полісахариди, нуклеїнові кислоти та їх комплекси з білками, що мають рослинне, тваринне, мікробне походження або штучно синтезовані речовини. Антигенами також є бактерії, гриби, найпростіші, віруси, клітини та тканини тварин, різні частини та органоїди клітин (мембрана, рибосоми, мітохондрії), мікробні отрути, екстракти гельмінтів, отрути багатьох змій та бджіл.
До антигенів не належать низькомолекулярні речовини органічної та неорганічної природи, які є структурними компонентами клітин та тканин або утворюються в нормі в результаті обміну речовин (амінокислоти, хлорид натрію, етанол та ін.).
1. Чужорідність - структурна відмінність від власних молекул, з яких складається організм, які визначають індивідуальність організму і спадково закріплені за цим організмом (інформація про структуру власних молекул зберігається в генах, хромосомах), тому антигени розпізнаються імунною системою, як чужорідні (не свої ).
2. Антигенність- Здатність викликати утворення антитіл або сенсибілізованих лімфоцитів.
3. Імуногенність - здатність створювати імунітет (належить до мікробних антигенів).
4. Специфічність – здатність взаємодіяти лише з тими антитілами, які утворилися у відповідь цей антиген. Специфіка визначається наявністю на поверхні молекули антигену певної ділянки, яка зв'язує антитіло. Ця ділянка називається антигенною детермінантою чи епітопом. Він являє собою певне хімічне угруповання, яке як "ключ до замку" відповідає певній ділянці на молекулі антитіла. Саме цією ділянкою антитіло " дізнається " свій антиген і специфічно пов'язує його. Таким чином, антитіла пов'язують і нейтралізують антигени, які викликали їх утворення. Антигени можуть мати кілька епітопів.
5. Макромолекулярність – антигенами можуть бути речовини з молекулярною масою понад 10 тис. (але можуть бути винятки, наприклад, інсулін (М.в. 3800) є антигеном, а декстран (М.в. 100 тис.) не є антигеном).
6. Жорсткість структури - наявність жорстких структур на поверхні молекул, що необхідно для стійкості детермінанти (щоб "ключ" підходив до "замку"). Желатин має велику молекулярну вагу, але є антигеном, т.к. його молекула має дуже рухливу структуру.
6. Колоїдний стан - антиген повинен бути в розчиненому стані (представлений у вигляді колоїдного розчину). Кератин має велику молекулярну вагу, але є нерозчинним білком, тому він не є антигеном.
Для антигенів білкового походження має значення спосіб введення. Вони виявляють властивості антигенів тільки при парентеральному введенні (минаючи шлунково-кишковий тракт, де білки руйнуються доамінокислот і втрачають антигенні властивості).
Повні антигени здатні викликати синтез антитіл та зв'язуватися з ними. Це найсильніші антигени. До них відносяться білки та їх комплекси з вуглеводами, ліпідами та нуклеїновими кислотами. Вони мають два і більше епітопи, тобто. є 2-х та більше валентними.
Неповні антигени або гаптени самостійно не викликають синтез антитіл, але здатні з ними зв'язуватися. Чи здатні викликати вироблення антитіл після з'єднання з високомолекулярними білковими носіями. До гаптенів відносяться речовини з невеликою молекулярною вагою або більші молекули, які не мають здатності повних антитіл. Мають одну детермінанту.
Напівгаптени - неорганічні радикали (йод, бром, нітрогрупа), які так само, як і гаптени, не викликають утворення антитіл, але набувають цієї здатності після з'єднання з білками. На відміну від гаптенів не дають видимої реакції з антитілами, але зв'язують та блокують антитіла. Напівгаптенами можуть бути лікарські речовини, які після з'єднання з білками організму можуть викликати утворення антитіл. При подальшому введенні таких ліків може виникати непереносимість препарату.
Гетероантигени – загальні антигени у різних видів живих істот (антигени еритроцитів людини та антигени збудника чуми).
Аллоантигени – різні антигени всередині одного виду (антигени еритроцитів людини з різними групами крові).
Аутоантигени - речовини та клітини власних тканин, позбавлені контакту з імунокомпетентними клітинами в ембріональному періоді.
Антигенна структура бактеріальної клітини.
Бактерії – складний комплекс антигенів. Кожен вид є цілою мозаїкою антигенів.
Групоспецифічні антигени – однакові у представників різнихвидів, що належать до одного роду чи сімейства.
Видоспецифічні - однакові у представників одного виду (характерні для цього виду).
Типоспецифічні – однакові у різних варіантів однієї й тієї виду.
У бактерій є Н-, О-і К-антигени.
Н-антиген – джгутиковий – пов'язаний із скоротливим білком джгутиків – флагеліном. Термолабілен, руйнується при 56 - 80 С. Після обробки фенолом зберігає свої властивості
О-антиген – соматичний. Цей антиген пов'язаний із клітинною стінкою бактерій. Термостабілен зберігається при кип'ятінні 1-2 години.
К-антиген – капсульний. Розташовується більш поверхово, ніж О-антиген і часто маскує. Для виявлення О-антигену необхідно кип'ятінням зруйнувати К-антиген. К-антигени полісахаридної природи виявлені у пневмококів. У сибіркових виразкових бацил К-антиген - поліпептид. До К-антигену відноситься Vi-антиген черевнотифозних бактерій, що мають високу вірулентність.
Протективний антиген – термолабільний білок, що має сильно виражені імуногенні властивості. Такий антиген виділено з набрякової рідини сибіркового карбункула. Протективні антигени утворюють збудники чуми, бруцельозу, туляремії, кашлюку.
Антигени збудників використовуються для одержання вакцин та діагностичних препаратів, які використовуються для ідентифікації мікроорганізмів за антигенною структурою.
Антигенна структура бактерій у процесі еволюції може змінюватися. Особливо великою мінливістю антигенної структури мають віруси.