Антигены и антитела

Антигены – это вещества несущие признаки генетически чужеродности и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций (синтез антител, реакции клеточного иммунитета, повышенную чувствительность, иммунологическую толерантность, а также иммунологическую память).

Антигены – это органические вещества микробного, растительного и животного происхождения, химические элементы, простые и сложные, неорганические соединения антигенностью не обладают.

Ряд субстанций самостоятельно не вызывают иммунный ответ, но приобретают эту способность будучи конъюгированными с высокомолекулярными белковыми носителями – неполные антигены (гаптены). Антигенами являются бактерии, грибы, вирусы, микробные токсины и т. д. Бактериальные и вирусные корпускулы, клетки животных организмов представляют сложные в химическом отношении образования. Например, в составе стрептококка гр. А выявлено 7 антигенов.

Иммунный ответ индуцируют только полные антигены. Полные антигены могут иметь в сваоем составе 2 и более однозначно детерминированные группировки и являются 2-х валентными или поливалентными. Гаптены имеют лишь одну детерминантную группировку, т. е. являются одновалентными.

Классификация антигенов. Антигенность вещества и видовые особенности реципиента.

Антигенность веществ, помимо их физико-химических свойств обусловлена и другими факторами. В частности, она зависит от видовых и индивидуальных особенностей реципиента.

Сила антигена пропорциональна доле иммунокомпетентных клеток в лимфоидной ткани реципиента, способных реагировать на данный антиген. Чем меньше клеток, реактивных к данному антигену, тем он слабее.

Антигеность веществ зависит от видовой принадлежности животных: чем дальше в филогенетическом отношении отстоят животные, тем более чужеродными друг для друга являются их ткани, и тем более они антигеннее.

Белки, выполняющие одинаковые функции в организме разных животных, обладают относительно низкой степенью антигенности (так, гемоглобин млекопитающих обычно не вызывает образования антител у человека).

Химическая природа антигенов.

Антигенами являются органические вещества различного происхождения. По химической природе антигены – белки, полисахариды, липиды и их соединения. Вещества с более сложной химической структурой обладают более высокой антигенностью. Наиболее выраженными антигенными свойствами обладают белки. Одно и то же химическое вещество может быть высокоантигенным для одних видов животных и не антигенным для других. Например, стрептококк I типа вызывает синтез антител у мышей, кошек, собак, человека, но не вызывает образование антител у крыс, морских свинок, кроликов.

Свойства антигенов. Генетическая чужеродность.

Каждому организму присуща генетическая специфичность и стабильность физико-химического строения.

Первым условием антигенности вещества является его чужеродность в генетическом отношении. Вещество обладает антигенными свойствами для данного животного в том случае, если оно генетически чужеродно для его лимфоидной системы. Степнь чужеродности является важным фактором иммунногенности антигена. Вещества, близкие химическом отношении собственным антителам, слабо антигенны или же не антигеннны вовсе. Например, гемоглобин и инсулин разных видов животных слабо антигенны в виду сходства их химической структуры.

Рассказать о чужеродности экбарьерных антигенов.

Забарьерные антигены.

Классификация антигенов (по признаку генетической чужеродности).

Макромолекулярность .

Антигены – высокомолекулярные соединения. Белковые вещества проявляют антигенные свойства при мм выше 10 000, и по мере увеличения мм антигенность их повышается.

В прямой зависимости от мм находится его валентность. Валентность антигена – это количество детерминант на молекуле антигена или, точнее, число молекул антител, которые могут с ней соединится. Антигенность веществ зависит от сложности их молекул и количества детерминант.

Например, растворимые белки сыворотки крови в мономерной форме слабо антигенны или вовсе не антигенны.

Растворимые антигены вызывают менее интенсивный иммунный ответ, чем аггрессивные. В порядке исключения известны антигены с небольшой мм и обладающие антигенностью (при мм – 2000 – 4000). Низкомолекулярные антигены: вазопрессин – 1000 мм

ангиотензин –1000 мм

глюкагон – 3500 мм

АКТГ – 3900 мм

инсулин – 6000 мм

гаптоглобин – 9000 мм

Специфичность антигенов.

Определяется химическим составом и структурными особенностями их молекул.

Специфичность антигенов – это способность индуцировать синтез антител, комплементаных данному антигену, более активно взаимодействующих с данным антигеном по сравнению с родственными.

Виды специфичности антигенов:

Видовая (у животных данного вида).

Групповая специфичность (среди животных одного и того же вида имеются группы, отличающиеся специфическими антигенами. Например, изоантигены эритроцитов, HLA-системы, групповые антигены микробов. Так сальмонеллы по общим соматическим 0-антигенам объединяются в серологические группы).

Органная специфичность (ткани каждого органа имеют специфическую химическую структуру, поэтому при иммунизации ими, они индуцируют синтез специфических антител (они выявлены в легких, почках, щитовидной железе, нервной ткани)).

Тканевая специфичность ткани, хрусталик (антигены образуются только в данном виде тканей).

Органоидная специфичность (органоиды клеток имеют специфические антигены)

Дифференцированные антигены – новые антигены. Которые появляются на ЦПМ клетке в процессе их морфологической дифференцировки. По таким антигенам дифференцируют субпопуляции лимфоцитов.

Строение антигена.

В структурном отношении антиген состоит из двух частей – высокомолекулярного носителя и низкомолекулярной детерминантной группировки.

Носителем является белок или полисахарид (к одному носителю могут присоединятся несколько антител), а детерминтами специфичности – различные простые соединения, кислотные радикалы, дипептиды, концевые моносахариды.

Детерминантные группы – это структуры молекул биополимеров, распознающиеся рецепторными зонами антител и ИКК. Их называют также эпитопами – это небольшая часть молекулы антигена, которая непосредственно соединяется с антителом. Количество эпитопов может быть различно.

Роль носителя состоит в стабилизации стереохимической структуры детерминанты в положении наиболее выгодном для соединения с рецепторной группой антитела.

Тимусзависимые и тимуснезависимые антигены.

Тимусзависимые антигены – это антигены, индуцирующие гуморальный иммунный ответ с участием Т-лимфоцитов, кооперативное взаимодействие Т- и В-клеток. К ним относят: неполилимезированные сывороточные белки, их комплексы с гаптенами, бараньи эритроциты и др.

Антигенные детерминанты (эпитопы) в формировании антигенных свойств важная роль принадлежит концевым группировкам: -СООН, -ОН,

Антигенность определяет также жесткость структуры молекулы, обусловленная электростатическим притяжением отрицательных и положительных зарядов разных групп.

Тимуснезависимые антигены – это антигены, ответ на которые формируется без участия Т-клеток. Это высоко полилимезированные белки и высокополимерные полисахариды: пневмококковый полисахарид, декстран, ЛПС, синтез полимер-поливинил-пирролидон. Эти антигены способны индуцировать поликлональную активацию В-клеток, а также активировать С3-компл. Альтернативным путем.

Локализация и изменение антигенов в тканях.

В организм антигены могут поступать через межклеточное пространства, слизистые, через поврежденный эпителий.

Персистенция антигенов – белковые антигены постепенно уменьшаясь в количестве сохраняются в крови в течение 2-3 недель, а в тканях и внутренних органах – от нескольких месяцев до 2-3 лет. Сохранность антигенов в организме зависит от его мм, действующих на него ферментов, состояния макроорганизма. Персистенция антигенов в течение длительного времени обусловлена соединением их в тканях с веществами, имеющими период полужизни несколько сот дней (коллаген соединительной ткани).

Локализация антигенов в/в введение в легкие, затем в сердце и разносится по всему организму, больше всего его накапливается в печени, почках, костном мозге, т. к. здесь больше макрофагов. При п/кож. введении – в лимфатических узлах.

В удалении антигенов из организма выделяют три фазы:

Растворимые антигены (белки) распределяются между сос. и межтканевым пространством – выр-ние антител – ИК – поглощение макрофагами. Корпускулярные антигены в ткани не диффундируют, а поглощаются фагоцитами.

Катаболизм антигенов продолжается несколько дней, это зависит от ферментных систем организма.

Иммунная элиминация (А/Т – ИК, фагоцитоз ИК)

Электрофоретическое разделение белков – белки сыворотки крови разделяются на три фракции глобулинов - , - глобулины, альбумины.

Антитела – это g-глобулины, способные специфически связываться с антигеном.

К иммуноглобулинам относят белки животного происхождения, обладающие активностью антител, а также иммуноглобулиновые рецепторы лимфоцитов и белки, сходные с антителами по химической структуре и антигенной специфичности - миеломные белки, белки Бенс-Джонса и субъединицы Ig.

Биологические функции антител направлены на элиминацию чужеродного антигена из организма:

Распознают и связывают антиген

Представляют его макрофагам и лимфоцитам

Обуславливают повреждение тканевых базофилов

Лизируют клетки, содержащие чужеродные субстанции

Опсонирующее влияние

Активирует систему комплемента

Для понимания биологического действия этих белков необходимы следующие понятия:

Специфичность антител - способность Ig реагировать только с определенным антигеном.

Валентность – это количество антидедерминант в молекуле антитела; как правило они бивалентны, хотя существуют 5- и 10-валентные антитела.

Аффинность – прочность связи между детерминантами антигена и антидетерминантами антитела.

Авидность – характеризует прочность связи антигена с антителом в реакции антиген-антитело (определяется аффинитетом и валентностью антигена).

Домены имеют одинаковые последовательности аминокислот.

В состав Ig входит 18 аминокислот.

Ig состовляют 15-20% белков плазмы.

Гетерогенность иммуноглобулинов.

Кроме различных классов и подклассов Ig различают изо-, алло- и идиотипы.

Изотипы – структуры, встречающиеся в норме у всех индивидуумов одного вида.

Тяжелые цепи Ig разделены на 5 классов (a , g, e , d, m), а легкие на 2 типа (c , l) в соответствии с определенными антигенными особенностями. Эти антигенные детерминанты получили названия изотипических, для каждой цепи они одинаковы у всех представителей данного вида.

Структурное разнообразие антител определяется последовательностями аминокислот. В зависимости от строения константных областей тяжелых цепей (Fc) разделены на 5 классов (IgA, IgM, IgG, IgD, IgE).

IgG – составляют основную массу антител.

IgG1, IgG2, IgG3 – мм – 150 кД, обеспечивает защиту от микроорганизмов и токсинов.

IgG – активирует С1-С9 класс. , проникают через плаценту.

IgM – макроглобулин, пентамид, мм 950 кД., синтезирется на разных стадиях иммунного ответа, эффективно агглютинирует антигены.

IgА – основной иммуноглобулин слизистых секретов. Обеспечивает защиту слизистых оболочек от инфекции.

IgD – большая часть связана с поверхностной мембраной лимфоцитов, резко увеличивается при беременности.

Антигенные свойства Ig.

Легкие цепи представлены изоформами, поскольку легкие цепи в каждой молекуле идентичны, Ig содержат либо, либо (но иногда оба типа цепей).

Кроме различных Ig – IgGk, IgG, IgMk, IgM классов и подклассов Ig различают изо-, алло- и идиотипы.

Изотипы иммуноглобулинов – это структуры классовоспецифические и типоспецифические антигенные детерминанты, имеющиеся у всех особей данного вида. Они локализованы на постоянных участках Н-цепей и специфичны для Н-цепей данного класса и L-цепей данного типа.

Аллотипы – аллотипические детерминанты, имеющиеся у одних особей данного вида и отсутствующие у других. Локализованы в постоянной области Н- и L-цепей. Находятся под генетическим контролем поэтому обнаруживаются не у всех особей.

АНТИГЕНЫ (греческий anti-против + gennaö создавать, производить) - любое вещество, которое, поступая в организм парентеральным путем, вызывает ответную специфическую иммунологическую реакцию, проявляющуюся в образовании специфических антител. Попадание антигенов в организм может сопровождаться возникновением состояния толерантности к этому веществу (см. Толерантность иммунологическая) или повышением чувствительности к данному антигену. (см. Аллергия).

Специфическим антигеном может быть определенное молекулярно-гомогенное вещество. Однако антигенные свойства отдельных веществ проявляются и в том случае, если они входят в состав сложных смесей и систем. Поэтому в клинике инфекционных болезней, в лабораторной и эпидемиологической практике термин «антиген» часто используют по отношению к таким сложным системам, как микробные, растительные и животные клетки, тканевые экстракты, биологические жидкости и т. д., имея при этом в виду отдельные содержащиеся в этих системах антигены. Термин «антиген» нередко употребляют и для обозначения веществ, которые, в отличие от полноценных антигенов, не способны самостоятельно стимулировать синтез антител (см.) в организме, но могут специфически реагировать с уже образовавшимися антителами. В иммунологии для определения таких веществ принят специальный термин - гаптены (см.).

По своей природе антигены - высокомолекулярные полимеры естественного происхождения или синтезированные искусственным путем. Свойствами полноценных антигенов обладают белки, полипептиды, полисахариды, а также, вероятно, высокополимерные нуклеиновые кислоты и комплексные соединения этих веществ.

Антигенность определяется не только особенностями химического строения веществ, но зависит также от видовой принадлежности иммунизируемого животного и его генетической конституции (см. Иммуногенетика). Одно и то же вещество, не будучи антигенным по отношению к животным одного вида, вызывает специфическую иммунологическую реакцию при введении особям другого вида. Так, полисахарид декстран не является антигеном для кроликов, а при введении человеку стимулирует синтез специфических антител даже после однократной инъекции. Более того, в пределах одного вида встречаются особи, рефрактерные (не вырабатывающие антитела) и, наоборот, высокочувствительные к данному антигену.

Антигенность как биологическое явление относительна, и для реализации этого свойства необходимо проникновение вещества во внутреннюю среду иммунокомпетентного организма, чувствительного к данному веществу.

Несмотря на огромное число фактов, полученных в ходе химического исследования антигены, иммунология еще не достигла такого уровня, чтобы можно было провести полный перечень тех физико-химических особенностей строения веществ, которые создают необходимую основу для возникновения антигенных свойств. Тем не менее известны некоторые признаки, отличающие антигенные вещества от неантигенных, например, свойствами полноценных антигенов обладают вещества, характеризующиеся, как правило, высоким молекулярным весом - 10 000 и выше.

Функционально активные белки состоят из субъединиц - полипептидных цепей, соединенных друг с другом в единую молекулу дисульфидными или водородными связями. Диссоциация этих связей в ряде случаев приводит к нарушению антигенной специфичности. Так, фермент лактатдегидрогеназа (молекулярный вес 135000) состоит из четырех субъединиц двух генетически различных типов. В отличие от нативного фермента, полипептидные субъединицы в диссоциированном состоянии не только не способны индуцировать синтез специфических антител, но и не реагируют с антисывороткой к нативному ферменту.

Появление антигенной способности с увеличением молекулярного веса веществ характерно не только для белков, но и для полисахаридов. Исследование различных препаратов декстранов с молекулярным весом от 10 000 до 200 000 показало, что стимуляцию антителогенеза у человека вызывают декстраны, молекулярный вес которых не ниже 50 000. Вместе с тем было бы неверно считать, что высокий молекулярный вес является обязательным свойством антигена. Так, сульфированный полистирол - высокомолекулярный полимер - не обладает антигенностью. Нуклеиновые кислоты, несмотря на высокий молекулярный вес, значительно более слабые антигены, чем белки. Сывороточный альбумин и гемоглобин имеют одинаковый молекулярный вес (около 70 000), однако способность индуцировать образование антител у гемоглобина выражена в значительно меньшей степени, чем у альбумина.

Явное исключение из изложенного составляют антигеноактивные вещества, которые характеризуются относительно невысоким молекулярным весом: глюкагон, гормон поджелудочной железы (молекулярный вес 3800) и другие, антигенное действие которых проявляется при иммунизации с адъювантами (см.). Более того, иммунными свойствами могут обладать синтетические полипептиды, молекулярный вес которых равен 4000 и 1200.

Помимо величины молекулы, антигенность вещества определяется также и рядом других его свойств. Одним из необходимых свойств антигенов, как полагают, является жесткость структуры входящих в его состав детерминантных групп. Так, желатина, представляющая собой слабоантигенный белок, денатурированный нагреванием, не обладает фиксированной внутренней структурой; в ее состав входит много глицина, не имеющего в α-положении боковых групп, что обусловливает возможность продольного вращения. Если же ввести в молекулу желатины химической группировки, увеличивающие жесткость ее структуры (тирозин, триптофан, фенилаланин), то она преобразуется в сравнительно сильный антиген. Аналогичного рода данные были получены при изучении антигенных свойств синтетических полипептидов. Повышать жесткость молекул в полисахаридных антигенов могут пиранозные или фуранозные кольца.

Исследование искусственных полипептидов позволило установить роль некоторых аминокислот в проявлении антигенных свойств веществ. При сравнении полипептидов глю58-, тир4-, глю57-, лиз38-, ала5- было показано, что аланин, так же как и тирозин, усиливает иммуногенные свойства полипептида. Установлено снижение влияния глутаминовой кислоты на антигенность полипептида после введения в его состав небольшого количества тирозина.

Менее ясен вопрос о значении заряженных групп для проявления антигенности. По данным одних исследователей, NH 3 + -группы необходимы для обеспечения антигенной активности полипептидов. Однако другие исследователи считают, что у синтетических полипептидов, не содержащих заряженных групп после дезаминирования, способность индуцировать синтез антител не только сохраняется, но и усиливается.

Свойством антигенов является их способность подвергаться в организме процессам метаболизма. В этой связи интересны данные о роли оптической изомерии аминокислот в определении антигенности вещества. Как оказалось, полипептиды, построенные из L-аминокислот, являются активными стимуляторами антителогенеза, тогда как полипептиды из D-аминокислот способны вызывать образование антител лишь при введении их в малых дозах. В больших дозах D-полипептиды вызывают толерантность.

Антигенная активность веществ, и в частности их способность к индукции синтеза антител, наиболее сильно проявляется, в том случае, если иммунизируемое животное принадлежит к иному, чем источник данного вещества, виду. Общепризнано, что антигенность белков тем выше, чем к более отдаленной таксономической группе относится иммунизируемое животное.

Белки и углеводы крови и внутренних органов обычно не антигенны для организма, в котором они синтезируются, и в то же время антигенны для других особей того же вида. Эта закономерность не распространяется на так наз. забарьерные органы, то есть органы, отделенные от кровотока особыми барьерами (гемато-энцефалический барьер, гемато-тестикулярный барьер и др.), белки которых в норме обычно не поступают в кровь и являются антигенами для собственного организма. В число таких органов входит мозг, хрусталик, паращитовидные железы, семенник.

Толерантность (иммунологическая ареактивность организма к данному антигену) к собственным белкам хорошо объясняется с позиций клонально-селекционной теории иммунитета. Одно из основных положений этой теории утверждает, что «распознавание» собственных белков организма и толерантность к ним связаны с элиминацией в эмбриональном периоде развития всех клонов лимфоидных клеток, способных реагировать против антигена данного организма. С позиций этой теории антигены представляются веществами, несущими в себе признаки чужеродной генетической информации. Следовательно, для того чтобы вещество могло проявить свои антигенные свойства, оно должно отличаться от антигена тканей иммунизируемой особи. Отсюда вытекает, что антигенность вещества зависит и от его специфичности.

С помощью метода комплексных антигенов, то есть антигена, в молекулу которых искусственно введена определенная хим. группировка, было установлено, что антигенная специфичность комплексных антигенов определяется не всей макромолекулой в целом, а свойствами этой группировки - детерминантной группы. При этом оказалось, что специфичность антигенов определяется не только химическим составом детерминантной группы, но и положением ее в антигене, а также пространственным расположением атомов в ней и связанной с этим их стереоизомерией.

В естественных белках антигенная специфичность также определяется небольшой частью ее молекулы. Установлено, что реакцию образования антител против фиброина шелка могут специфически подавлять продукты гидролиза шелка с молекулярным весом, равным всего около 600-1000, причем самыми эффективными в таком подавлении являются глицилаланиновые цепочки длиной в 12 аминокислот (молекулярный вес 900). Из октапептидов наиболее эффективным оказался гли-/гли3-ала3-/тир- с молекулярным весом около 600, который и является главной частью специфической антигенной детерминанты. По данным других исследователей, антигенная специфичность декстрана, синтетических полипептидов (полиаланина, полилизина), миоглобина зависит от небольших реактивных участков с молекулярным весом в пределах 350-990.

Сравнение антигенных свойств у белков с известной последовательностью аминокислотных остатков позволило установить, что для появления новой антигенной специфичности достаточно минимальных изменений в первичной структуре белков. Так, антигенные различия инсулинов у некоторых животных (свиней, крупного рогатого скота, овец, лошадей) обусловлены замещением аминокислотных остатков всего в трех участках полипептидной цепи. Генетические варианты молекул иммуноглобулинов человека различаются между собой лишь одним аминокислотным остатком в 189-м положении легких цепей, однако этого оказывается достаточно, чтобы они различались как антигены.

Анализ антигенной специфичности синтетических полипептидов показал дальше, что в большой степени их специфичность определяется характером концевых групп. Однако в ряде случаев удавалось отметить существование перекрестных реакций и между полипептидами, концевые группы которых отличались друг от друга. Как было выяснено, такие перекрестные реакции были обусловлены наличием общих аминокислот в других положениях. В последующих опытах было установлено, что антитела могут быть направлены против всего полипептида, состоящего из пяти аминокислот, в целом. Сходные результаты дали и опыты с углеводными гаптенами. Здесь также было выявлено ведущее влияние на специфичность антигена концевых групп, а также показано, что антитела могут быть направлены и против всего гаптена в целом. Самой большой группировкой, которая может реагировать с данным антителом и, следовательно, определять специфичность антигена, являются, очевидно, гексасахариды.

Таким образом, в естественных белках и полисахаридах антигенная специфичность определяется составом и последовательностью аминокислот в полипептидной цепи и моносахаров в полисахариде, особенно их концевыми аминокислотами или моносахарами.

Как известно, вторичная и в конечном счете третичная структура белковой молекулы определяется последовательностью аминокислот. С другой стороны, антигенную специфичность молекулы белка определяют в основном группировки, расположенные на ее поверхности. Поэтому можно утверждать, что антигенная специфичность белка зависит и от его вторичной и, возможно, третичной структуры. Кроме того, приводившиеся выше результаты изучения антигенных свойств лактатдегидрогеназы показывают, что антигенная специфичность высокомолекулярных белков, состоящих из субъединиц, может определяться и их четвертичной структурой.

Образующиеся на поверхности белковой молекулы антигенные детерминанты могут различаться по форме, размерам, по числу и набору входящих в эти детерминанты аминокислот. В результате при иммунизации даже чистым кристаллическим препаратом белка в организме образуются антитела разных типов, неоднородные по своей специфичности. Число антигенных детерминант в молекуле (валентность антигена) варьирует у разных белков в зависимости от размеров молекул: от 5 в молекуле яичного альбумина (молекулярный вес 40 500) до 40 в молекуле тиреоглобулина (мол. вес 650 000). Однако прямой зависимости между валентностью и молекулярным весом антигенов не существует.

Характер взаимодействия антигенных детерминант и остальной части молекулы в определении антигенных свойств вещества пока еще полностью не раскрыт. Тем не менее накопленные факты свидетельствуют о том, что стимуляция иммунологических реакций организма осуществляется реактивными группами молекул антигенов, определяющими его специфичность, то есть детерминантными группами.

Говоря о специфичности природных антигенов в первую очередь имеют в виду их видовую специфичность. Действительно, для особей данного вида присуща антигенная специфичность, не характерная для особей, которые принадлежат к любому другому виду живых существ. Не следует, однако, думать, что имеются какие-то вещества, специально «отвечающие» за антигенную видоспецифичность. Такой видоспецифичностью обладают, очевидно, многие, если не большинство веществ, содержащихся в организме.

Хотя все виды живых существ четко отличаются друг от друга своими видоспецифическими антигенами, степень этого различия может быть неодинаковой. Близкородственные виды характеризуются наличием достаточно сходных видоспецифических антигенов. Видам, далеко отстоящим друг от друга, присущи и резко различающиеся видоспецифические антигены. На основе учета этого явления выросло самостоятельное биологическое направление - иммуносистематнка, использующее метод антигенного анализа для решения сложных таксономических проблем и вопросов эволюционных отношений различных видов микроорганизмов, растений и животных.

Уже в начале нашего века было установлено, что группы различных особей одного и того же вида могут отличаться друг от друга по содержанию антигенов, которые впоследствии получили название изоантигенов. Изоантигены были выявлены в клетках всех изучавшихся видов животных. Однако достаточно полно они изучены лишь у человека. Как оказалось, изоантигенная структура клеток человека исключительно сложна. Только в эритроцитах человека было выявлено более 15 систем изо-антигенов, включающих около 100 антигенов. (см. Группы крови). Подобно тому, как практика переливания крови потребовала развития исследований, приведших к описанию антигенной структуры эритроцитов, наблюдающееся в наши дни повышение интереса клиницистов к пересадке тканей и органов обусловило переход к тщательному изучению антигенного состава других клеток организма. Было установлено, что большинство антигенов, обусловливающих реакцию реципиента против пересаженного органа, содержится в лейкоцитах. Поэтому особое внимание было обращено на изучение антигенов, содержащихся в этих клетках крови. Различные исследователи описали большое количество разнообразных антигенов лейкоцитов. При сопоставлении всех этих антигенов друг с другом оказалось, что большинство их принадлежит к единой системе, получившей название HL-A. Помимо этой системы, пока выявлена еще одна система лейкоцитарных антигенов, генетически независимая от системы HL-A, - система группы 5. Как было установлено, все антигены обеих систем, за исключением, возможно, антигена 9, представлены несколькими аллелями (см.). Было также показано, что эти антигены присутствуют, помимо лейкоцитов, в клетках многих органов и тканей человека, что особенно важно для подбора доноров и реципиентов при пересадке органов в клинике (см. Несовместимость иммунологическая).

Помимо изоантигенов, характерных для эритроцитов и для лейкоцитов, были обнаружены изоантигены, присущие тромбоцитам, лимфоцитам, гранулоцитам, сыворотке крови и др. Поэтому, помимо «общих» изоантигенов, существуют, очевидно, и органоспецифические изоантигены. Вопрос этот, имеющий огромную теоретическую и практическую (при пересадке органов) значимость и в то же время исключительно сложный, в наст, время почти не разработан.

Еще И. И. Мечниковым было установлено, что возможно получение иммунных сывороток, направленных против клеток определенных органов или тканей, - так называемых цитотоксинов. Это открытие легло в основу учения об антигенной органо(ткане)специфичности. Существование органоспецифических антигенов было показано практически во всех органах. Были получены данные о том, что в ряде органов существует два типа органоспецифических антигенов, которые встречаются в одноименных органах представителей разных видов живых существ, и антигены, характеризующие органы только представителей данного вида.

В настоящее время для большинства органов (печень, почка, хрусталик глаза и др.) исследованы главным образом водорастворимые органоспецифические антигены, которые представляют собой более или менее сложные системы белков. Что же касается органоспецифических антигенов, не переходящих в экстракты, то о них имеются лишь единичные отрывочные данные. В самое последнее время были обнаружены антигены, общие для почки, печени, селезенки, сердца, но отсутствующие в сыворотке крови. Некоторые исследователи выделяют их в новую группу - межорганных антигенов.

К группе описанных антигенов примыкают выделяемые некоторыми исследователями так называемые органоидные антигены, характеризующие антигенную специфичность клеточных ядер, митохондрий, рибосом и т. д.

В последние годы установлено существование антигенов, характерных для организмов, их органов или тканей, находящихся на определенных стадиях индивидуального развития. Эти антигены получили название стадиоспецифических антигенов.

Для патологии существенное значение имело обнаружение так называемых патологических антигенов, возникающих в результате патологических процессов. К ним относятся «раковые», «ожоговые», «лучевые» и другие антигены, образующиеся в патологически измененных тканях. Доказано появление новых антигенов (трансплантационных, комплементфиксирующих и поверхностных) в клетках опухолей, индуцированных вирусами.

Антигенная специфичность веществ клеток и тканей отражает существенные особенности их строения, функции и физиологического состояния. Вскрытие причин антигенного действия веществ, анализ их свойств, выяснение химических основ антигенной специфичности веществ - все эти вопросы являются одними из основных вопросов современной иммунохимии. Вместе с тем исследование свойств природных антигенов в наст, время не ограничивается рамками собственно иммунохимии и инфекционной иммунологии и служит для решения многих вопросов, имеющих общебиологическое значение, и, в частности, вопросов эволюции животного и растительного мира.

Анализ антигенных свойств вирусов, бактерий, клеток и тканей многоклеточных организмов показал исключительную сложность их антигенного строения. Наряду с антигенами, свойственными группам особей или всем особям, относящимся к одному виду (видовые, групповые антигены бактерий, изоантигены), в тканях животных присутствуют антигены, распространенные более или менее широко у представителей других видов. Важное значение имело установление того факта, что в определенной степени общие антигены, за исключением гетерогенных антигенов типа антигенов Форссмана, отражают генеалогические связи между видами, у которых они встречаются.

Разные ткани организма отличаются по степени межвидового сходства их антигенов. Сыворотка крови, печень, селезенка и некоторые другие внутренние органы содержат преимущественно антигены с сильно выраженной видовой специфичностью. Напротив, антигены мышц, семенников, мозга, хрусталика по своей специфичности мало отличаются от антигенов гомологичных органов и тканей у представителей разных видов млекопитающих и даже в целом у позвоночных. Это объясняется сходством химического строения и свойств соответствующих белков, несущих одинаковую функцию. Очевидно, в процессе эволюции, на каком-то ее этапе, было достигнуто исключительно полное приспособление структуры таких белков для выполнения функций, имеющих жизненно важное значение, в результате чего все последующие мутации, нарушавшие это соответствие, элиминировались естественным отбором. Как правило, такими общими антигенами являются белки, характеризующиеся крайне слабой антигенностью (гемо-глобины, инсулины, карбомилсинтетаза), или белки тканей, анатомически изолированных от лимфоидной системы организма (белки хрусталика).

Некоторые антигены высокоорганизованных животных и, в частности, человека несут защитную функцию в поддержании генетического постоянства внутренней среды организма. Установлено, что антигены системы AB0 (см. Группы крови) присутствуют не только в тканях, но и в виде водорастворимых антигенов в биологических жидкостях и секретах. Объясняя возможное значение явления секреции антигенов, П. Н. Косяков предположил, что антигены AB0 в слюне и в верхних отделах желудочно-кишечного тракта играют защитную роль, нейтрализуя содержащиеся в пище гемагглютинины животного или растительного (лектины) происхождения. Групповые антигены семенной жидкости предохраняют мужские половые клетки от воздействия изоантител, находящихся в женских половых путях в момент оплодотворения.

В явлениях групповой несовместимости материнского организма и плода изоантигены (системы AB0 и др.) последнего, находясь в околоплодной жидкости, амнионе и хорионе, играют защитную роль, связывая антитела матери, проникающие через плаценту, и не «допуская» их к тканям плода.

В последние годы некоторыми исследователями выдвигается положение о возможной морфогенетической роли антигенов в эмбриогенезе (см. Иммунология эмбриогенеза).

Биологическое значение антигенов безусловно не ограничивается их участием в рассмотренных выше явлениях. Так, например, в последнее время интенсивно исследуется вопрос о связи изоантигенов крови с предрасположенностью лиц, дифференцированных по этим антигенам, к некоторым видам заболеваний.

Библиография: Актуальные вопросы иммунологии, под ред. Л. А. Зильбера и П. А. Вершиловой, с. 312, М.. 1964, библиогр.; Бойд У. Основы иммунологии, пер. с англ., М., 1969, библиогр.; Г а γ-ρο в и ц Ф. Иммунохимия и биосинтез антител, пер. с англ., М., 1969, библиогр.; Зильбер JI. А. и Абелев Г. И. Вирусология и иммунология рака, М., 1962, библиогр.; Косяков П. Н. Иммунология изоантигенов и изоантител, М., 1965, библиогр.; Петров Р. В. Иммунология острого лучевого поражения, М., 1962, библиогр.; Туманов А. К. Сывороточные системы крови, М., 1968, библиогр.; Эфроимсон В. П. Введение в медицинскую генетику, М., 1968, библиогр.; Andersson В. Interaction between immunocompetent cells and antigen, Stockholm, 1972, bibliogr.; Immunological tolerance to microbial antigens, ed. by H. Friedman, N. Y., 1971. bibliogr.; Kissme-y e r-N ielsen F. a. Thorsby E. Human transplantation antigens, Copenhagen, 1970; Strong and weak histocompatibility antigens, Copenhagen, 1970, bibli-ogr.; Surface antigens on nucleated cells, Copenhagen, 1971, bibliogr.

О. E. Вязов, В. М. Барабанов.

Особые вещества, генетически нам чужеродные, которые провоцируют иммунный ответ организма через активацию специфических В- и/или Т-лимфоцитов, называются антигенами. Свойства антигенов подразумевают их взаимодействие с антителами. Практически любая молекулярная структура может вызвать данную реакцию, например: белки, углеводы, липиды и т. д.

Чаще всего ими становятся бактерии и вирусы, которые каждую секунду нашей жизни пытаются попасть внутрь клеток, чтобы передать и размножить свою ДНК.

Структура

Чужеродные структуры обычно представляют собой высокомолекулярные полипептиды или полисахариды, но другие молекулы, такие как липиды или нуклеиновые кислоты, могут также выполнять их функции. Более мелкие образования становятся этим веществом, если они соединяются с более крупным протеином.

Антигены сочетаются с антителом. Комбинация очень похожа на аналогию замка и ключа. Каждая молекула Y-образного антитела имеет по крайней мере две области связывания, которые могут прикрепляться к определенному участку на антигене. Антитело способно соединиться с одинаковыми частями двух разных клеток одновременно, что может привести к агрегации соседних элементов.

Строение антигенов состоит из двух частей: информационной и несущей. Первая определяет специфичность гена. За нее отвечают определенные участки белка, называемые эпитопами (антигенными детерминантами). Это фрагменты молекул, которые провоцируют иммунитет на ответные действия, заставляя его защищаться и производить антитела со схожими характеристиками.

Несущая часть помогает веществу проникнуть внутрь организма.

Химическое происхождение

• Протеины. Антигены обычно представляют собой большие органические молекулы, которые являются белками или крупными полисахаридами. Они отлично справляются со своими обязанностями из-за своей высокой молекулярной массы и структурной сложности.
• Липиды. Считаются неполноценными из-за их относительной простоты и отсутствия структурной стабильности. Однако, когда они присоединяются к протеинам или полисахаридам, то могут действовать как полные вещества.
• Нуклеиновые кислоты. Плохо подходят на роль антигенов. Свойства антигенов отсутствуют в них из-за относительной простоты, молекулярной гибкости и быстрого распада. Антитела к ним могут вырабатываться путем их искусственной стабилизации и связывания с иммуногенным носителем.
• Углеводы (полисахариды). Сами по себе слишком малы, чтобы функционировать самостоятельно, но в случае антигенов эритроцитарной группы крови, белковые или липидные носители могут вносить свой вклад в необходимый размер, а полисахариды, присутствующие в виде боковых цепочек, придают иммунологическую специфичность.

Основные характеристики

Чтобы называться антигеном, вещество обязано обладать определенными свойствами.

Прежде всего, оно должно быть чужеродным тому организму, куда стремится попасть. Например, если реципиент трансплантата получает донорский орган с несколькими основными различиями HLA (человеческого лейкоцитарного антигена), орган воспринимается как чужеродный и впоследствии отторгается реципиентом.

Вторая функция антигенов - это иммунногенность. То есть чужеродное вещество должно при проникновении внутрь восприниматься иммунной системой как агрессор, вызывать ответную реакцию и заставлять ее вырабатывать специфические антитела, способные уничтожить захватчика.

За это качество отвечают многие факторы: структура, вес молекулы, ее скорость и т. д. Важную роль играет то, насколько инородной является она для индивидуума.

Третьим качеством является антигенность — умение вызывать реакцию у определенных антител и сцепляться с ними. За это отвечают эпитопы, и именно от них зависит тип, к которому относится враждебный микроорганизм. Данное свойство дает возможность связываться с Т-лимфоцитами и другими атакующими клетками, но не может вызвать сам иммунный ответ.

Например, частицы с более низкой молекулярной массой (гаптены) способны соединяться с антителом, но для этого они должны быть прикреплены к макромолекуле в качестве носителя для запуска самой реакции.

Когда несущие антиген клетки (такие как эритроциты), от донора переливаются реципиенту, они могут быть иммуногенными так же, как внешние поверхности бактерий (капсула или клеточная стенка), а также поверхностные структуры других микроорганизмов.

Коллоидное состояние и растворимость — это обязательные свойства антигенов.

Полные и неполные антигены

В зависимости от того, насколько хорошо выполняют свои функции, эти вещества бывают двух типов: полные (состоящие из белка) и неполные (гаптены).

Полный антиген способен обладать иммуногенностью и антигенностью одновременно, индуцировать образование антител и вступать с ними в конкретные и наблюдаемые реакции.

Гаптены - вещества, которые не могут из-за своего крошечного размера влиять на иммунитет и поэтому должны сливаться с крупными молекулами, чтобы те могли их доставить к «месту преступления». В этом случае они становятся полноценными, а за специфичность отвечает гаптенная часть. Определяются реакциями in vitro (исследованиями, произведенными в лабораторных условиях).

Такие вещества известны как чужеродные или несамостоятельные, а те, что присутствуют на собственных клетках организма, называются авто- или само-антигенами.

Специфичность

• Видовая — присутствует у живых организмов, относящихся к одному виду и имеющих общие эпитопы.
• Типовая — бывает у совершенно непохожих существ. Например, это идентичность между стафилококком и соединительными тканями человека или красными кровяными тельцами и чумной палочкой.
• Патологическая — возможна при необратимых изменениях на клеточном уровне (например, от радиации или лекарственных препаратов).
• Стадиоспецифическая — вырабатывается только на каком-то этапе существования (у плода при внутриутробном развитии).

Аутоантигены начинают вырабатываться при сбоях, когда иммунная система признает определенные участки своего же организма как чужеродные и пытается разрушить их при помощи синтеза с антителами. Природа таких реакций до сих пор точно не установлена, но приводит к таким страшным неизлечимым заболеваниям, как васкулит, СКВ, рассеянный склероз и многим другим. В постановке диагноза данных случаев необходимы in vitro исследования, которые находят разбушевавшиеся антитела.

Группы крови

На поверхности всех кровяных телец расположено огромное количество различных антигенов. Все они объединены благодаря специальным системами. Всего их насчитывается более 40.

Эритроцитарная группа отвечает за совместимость крови при переливании. В нее входит, например, серологическая система ABO. Все группы крови обладают общим антигеном - Н, который является предшественником образования веществ А и В.

В 1952 году из Мумбаи сообщили об очень редком примере, в котором антигены A, В и H отсутствовали на красных кровяных тельцах. Это группа крови была названа «бомбейской» или «пятой». Такие люди могут принять кровь только от своей собственной группы.

Еще одной системой является резус-фактор. Некоторые антигены Rh представляют структурные компоненты мембраны эритроцита (RBC). Если они отсутствуют, то оболочка деформируется и приводит к гемолитической анемии. Кроме того, резус очень важен при беременности и его несовместимость у матери и ребенка может приводить к большим проблемам.

Когда антигены не являются частью структуры мембраны (например, А, B и H), их отсутствие не влияет на целостность эритроцитов.

Взаимодействие с антителами

Возможно только при условии, что молекулы обоих достаточно близки для того, чтобы некоторые из отдельных атомов поместились в комплементарные углубления.

Эпитопом является соответствующая область антигенов. Свойства антигенов позволяют большинству из них иметь несколько детерминантов; если два из них или более идентичны, то такое вещество считается мультивалентным.

Другой способ измерения взаимодействия - авидность связывания, которая отражает общую стабильность комплекса антител и антигенов. Она определяется как общая сила связывания всех ее мест.

Антигенпредставляющие клетки (АПК)

Те, которые могут поглотить антиген и доставить его в необходимое место. Существует три типа данных представителей в нашем организме.

• Макрофаги. Обычно находятся в состоянии покоя. Их фагоцитарные возможности значительно увеличиваются, когда они стимулируются для перехода в активную форму. Присутствуют наряду с лимфоцитами практически во всех лимфоидных тканях.
• Характеризуются длительными цитоплазматическими процессами. Их основная роль действовать в качестве ловцов антигенов. Они имеют не фагоцитарную природу и находятся в лимфоузлах, тимусе, селезенке и коже.

• B-лимфоциты. Выделяют на своей поверхности молекулы внутримембранного иммуноглобулина (Ig), которые функционируют как рецепторы клеточных антигенов. Свойства антигенов позволяют им связывать только один тип чужеродного вещества. Это делает их гораздо более эффективными, чем макрофаги, которые должны поглощать любой посторонний материал, попадающийся им на пути.

Потомки В-клеток (плазматических клеток) вырабатывают антитела.

• 1.Медицинская микробиология. Предмет, задачи, методы, связь с другими науками. Значение медицинской микробиологии в практической деятельности врача.
• 3. Микроорганизмы и их положение в системе живого мира. Номенклатура бактерий. Принципы классификации.
• 6. Рост и размножение бактерий. Фазы размножения.
• 7.Питание бактерий. Типы и механизмы питания бактерий. Аутотрофы и гетеротрофы. Факторы роста. Прототрофы и ауксотрофы.
• 8.Питательные среды. Искусственные питательные среды: простые, сложные, общего назначения, элективные, дифференциально-диагностические.
• 9. Бактериологический метод изучения микроорганизмов. Принципы и методы выделения чистых культур аэробных и анаэробных бактерий. Характер роста микроорганизмов на жидких и плотных питательных средах.
• 13. Спирохеты, их морфология и биологические свойства. Патогенные для человека виды.
• 14. Риккетсии, их морфология и биологические свойства. Роль риккетсий в инфекционной патологии.
• 15. Морфология и ультраструктура микоплазм. Виды, патогенные для человека.
• 16. Хламидии, морфология и другие биологические свойства. Роль в патологии.
• 17. Грибы, их морфология и особенности биологии. Принципы систематики. Заболевания, вызываемые грибами у человека.
• 20. Взаимодействие вируса с клеткой. Фазы жизненного цикла. Понятие о персистенции вирусов и персистентных инфекциях.
• 21. Принципы и методы лабораторной диагностики вирусных инфекций. Методы культивирования вирусов.
• 24. Строение генома бактерий. Подвижные генетические элементы, их роль в эволюции бактерий. Понятие о генотипе и фенотипе. Виды изменчивости: фенотипическая и генотипическая.
• 25. Плазмиды бактерий, их функции и свойства. Использование плазмид в генной инженерии.
• 26. Генетические рекомбинации: трансформация, трансдукция, конъюгация.
• 27. Генная инженерия. Использование методов генной инженерии для получения диагностических, профилактических и лечебных препаратов.
• 28.Распространение микробов в природе. Микрофлора почвы, воды, воздуха, методы ее изучения. Характеристика санитарно-показательных микроорганизмов.
• 29. Нормальная микрофлора тела человека, ее роль в физиологических процессах и патологии. Понятие о дисбактериозе. Препараты для восстановления нормальной микрофлоры: эубиотики (пробиотики).
• 31. Формы проявления инфекции. Персистенция бактерий и вирусов. Понятие о рецидиве, реинфекции, суперинфекции.
• 32. Динамика развития инфекционного процесса, его периоды.
• 33. Роль микроорганизма в инфекционном процессе. Патогенность и вирулентность. Единицы измерения вирулентности. Понятие о факторах патогенности.
• 34. Классификация факторов патогенности по о.В. Бухарину. Характеристика факторов патогенности.
• 35. Понятие об иммунитете. Виды иммунитета.
• 36. Неспецифические защитные факторы организма против инфекции. Роль и.И. Мечникова в формировании клеточной теории иммунитета.
• 37. Антигены: определение, основные свойства. Антигены бактериальной клетки. Практическое использование антигенов бактерий.
• 38. Структура и функции иммунной системы. Кооперация иммунокомпетентных клеток. Формы иммунного ответа.
• 39. Иммуноглобулины, их молекулярная структура и свойства. Классы иммуноглобулинов. Первичный и вторичный иммунный ответ. :
• 40. Классификация гиперчувствительности по Джейлу и Кумбсу. Стадии аллергической реакции.
• 41. Гиперчувствительность немедленного типа. Механизмы возникновения, клиническая значимость.
• 42. Анафилактический шок и сывороточная болезнь. Причины возникновения. Механизм. Их предупреждение.
• 43. Гиперчувствительность замедленного типа. Кожно-аллергические пробы и их использование в диагностике некоторых инфекционных заболеваний.
• 44. Особенности противовирусного, противогрибкового, противоопухолевого, трансплантационного иммунитета.
• 45. Понятие о клинической иммунологии. Иммунный статус человека и факторы, влияющие на него. Оценка иммунного статуса: основные показатели и методы их определения.
• 46. Первичные и вторичные иммунодефициты.
• 47. Взаимодействие антигена с антителом in vitro. Теория сетевых структур.
• 48. Реакция агглютинации. Компоненты, механизм, способы постановки. Применение.
• 49. Реакция Кумбса. Механизм. Компоненты. Применение.
• 50. Реакция пассивной гемагглютинации. Механизм. Компоненты. Применение.
• 51. Реакция торможения гемагглютинации. Механизм. Компоненты. Применение.
• 53. Реакция связывания комплемента. Механизм. Компоненты. Применение.
• 54. Реакция нейтрализации токсина антитоксином, нейтрализации вирусов в культуре клеток и в организме лабораторных животных. Механизм. Компоненты. Способы постановки. Применение.
• 55. Реакция иммунофлюоресценции. Механизм. Компоненты. Применение.
• 56. Иммуноферментный анализ. Иммуноблотинг. Механизмы. Компоненты. Применение.
• 57. Вакцины. Определение. Современная классификация вакцин. Требования, предъявляемые к вакцинным препаратам.
• 59. Вакцинопрофилактика. Вакцины из убитых бактерий и вирусов. Принципы приготовления. Примеры убитых вакцин. Ассоциированные вакцины. Преимущества и недостатки убитых вакцин.
• 60. Молекулярные вакцины: анатоксины. Получение. Использование анатоксинов для профилактики инфекционных заболеваний. Примеры вакцин.
• 61. Генно-инженерные вакцины. Получение. Применение. Преимущества и недостатки.
• 62. Вакцинотерапия. Понятие о лечебных вакцинах. Получение. Применение. Механизм действия.
• 63. Диагностические антигенные препараты: диагностикумы, аллергены, токсины. Получение. Применение.
• 64. Сыворотки. Определение. Современная классификация сывороток. Требования, предъявляемые к сывороточным препаратам.
• 65. Антительные препараты – сыворотки, применяемые для лечения и профилактики инфекционных заболеваний. Способы получения. Осложнения при применении и их предупреждение.
• 66. Антительные препараты – сыворотки, применяемые для диагностики инфекционных заболеваний. Способы получения. Применение.
• 67. Понятие об иммуномодуляторах. Принцип действия. Применение.
• 68. Интерфероны. Природа, способы получения. Применение. № 99 Интерфероны. Природа, способы получения. Применение.
• 69. Химиотерапевтические препараты. Понятие о химиотерапевтическом индексе. Основные группы химиотерапевтических препаратов, механизм их антибактериального действия.
• 71. Лекарственная устойчивость микроорганизмов и механизм ее возникновения. Понятие о госпитальных штаммах микроорганизмов. Пути преодоления лекарственной устойчивости.
• 72. Методы микробиологической диагностики инфекционных болезней.
• 73. Возбудители брюшного тифа и паратифов. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение.
• 74. Возбудители эшерихиозов. Таксономия. Характеристика. Роль кишечной палочки в норме и патологии. Микробиологическая диагностика эшерихиозов.
• 75. Возбудители шигеллеза. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение.
• 76. Возбудители сальмонеллезов. Таксономия. Характеристи­ка. Микробиологический диагноз сальмонеллезов. Лечение.
• 77. Возбудители холеры. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профи­лактика и лечение.
• 78.Стафилококки. Таксономия. Характеристика. Микроби­ологическая диагностика заболеваний, вызываемых ста­филококками. Специфическая профилактика и лечение.
• 79. Стрептококки. Таксономия. Характеристика. Микро­биологическая диагностика стрептококковых инфек­ций. Лечение.
• 80. Менингококки. Таксономия. Характеристика. Микро­биологическая диагностика стрептококковых инфек­ций. Лечение.
• 81. Гонококки. Таксономия. Характеристика. Микробио­логическая диагностика гонореи. Лечение.
• 82. Возбудитель туляремии. Таксономия. Характеристи­ка. Микробиологическая диагностика. Специфическая про­филактика и лечение.
• 83. Возбудитель сибирской язвы. Таксономия и характе­ристика. Микробиологическая диагностика. Специфичес­кая профилактика и лечение.
• 84. Возбудитель бруцеллеза. Таксономия и характерис­тика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение.
• 85. Возбудитель чумы. Таксономия и характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профи­лактика и лечение.
• 86. Возбудители анаэробной газовой инфекции. Таксономия и характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение.
• 87. Возбудители ботулизма. Таксономия и характеристика Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение.
• 88. Возбудитель столбняка. Таксономия и характеристика. Микробиологическая диагностика и лечение.
• 89. Неспорообразующие анаэробы. Таксономия. Характе­ристика. Микробиологическая диагностика и лечение.
• 90. Возбудитель дифтерии. Таксономия и характеристика. Условно – патогенные коринебактерии. Микробиологическая диагностика. Выявления анатоксического иммунитета. Специфическая профилактика и лечение.
• 91. Возбудители коклюша и паракоклюша. Таксономия и характеристика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика и лечение.
• 92. Возбудители туберкулеза. Таксономия и характеристика. Условно – патогенные микобактерии. Микробиологическая диагностика туберкулеза.
• 93. Актиномицеты. Таксономия. Характеристика. Мик­робиологическая диагностика. Лечение.
• 95. Возбудитель хламидиозов. Таксономия. Характеристи­ка. Микробиологическая диагностика. Лечение.
• 96.Возбудитель сифилиса. Таксономия. Характеристика. Микробиологическая диагностика. Лечение.
• 97. Возбудитель лептоспирозов. Таксономия. Характери­стика. Микробиологическая диагностика. Специфическая профилактика. Лечение.
• 98. Возбудитель боррелиозов. Таксономия. Характерис­тика. Микробиологическая диагностика.
• 99. Клиническая микробиология, ее задачи. Вби, особенности причины возникновления.Роль условно – патогенных микроорганизмов в возникновении внутрибольничных инфекций.
• 100. Классификация грибов. Характеристика. Роль в патологии. Лабораторная диагностика. Лечение.
• 101. Классификация микозов. Поверхностные и глубокие микозы. Дрожжеподобные грибы рода кандида. Роль в патологии человека.
• 102. Возбудитель гриппа. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилакти­ка и лечение.
• 103. Возбудитель полиомиелита. Таксономия и характери­стика. Лабораторная диагностика. Специфическая про­филактика.
• 104. Возбудители гепатитов а и е. Таксономия. Характе­ристика. Лабораторная диагностика. Специфическая про­филактика.
• 105. Возбудитель клещевого энцефалита. Таксономия. Ха­рактеристика. Лабораторная диагностика. Специфичес­кая профилактика.
• 106. Возбудитель бешенства. Таксономия. Характеристи­ка. Лабораторная диагностика. Специфическая профи­лактика.
• 107. Возбудитель краснухи. Таксономия. Характеристика. Лабораторная диагностика. Специфическая профилак­тика.

37. Антигены: определение, основные свойства. Антигены бактериальной клетки. Практическое использование антигенов бактерий.

Антиген – это биополимер органической природы, генетически чужеродный для макроорганизма, который при попадании в последний распознаётся его иммунной системой и вызывает иммунные реакции, направленные на его устранение.

Антигены обладают рядом характерных свойств: антигенностью, специфичностью и иммуногенностью.

Антигенность . Под антигенностью понимают потенциаль­ную способность молекулы антигена акти­вировать компоненты иммунной системы и специфически взаимодействовать с фактора­ми иммунитета (антитела, клон эффекторных лимфоцитов). Иными словами, антиген дол­жен выступать специфическим раздражителем по отношению к иммунокомпетентным клет­кам. При этом взаимодействие компоненты иммунной системы происходит не со всей молекулой одновременно, а только с ее не­большим участком, который получил название «антигенная детерминанта», или «эпитоп».

Чужеродность является обязательным усло­вием для реализации антигенности. По этому критерию система приобретенного иммунитета дифференцирует потенциально опасные объ­екты биологического мира, синтезированные с чужеродной генетической матрицы. Понятие «чужеродность» относительное, так как имму-нокомпетентные клетки не способны напря­мую анализировать чужеродный генетический код. Они воспринимают лишь опосредованную информацию, которая, как в зеркале, отражена в молекулярной структуре вещества.

Иммуногенность - потенциальная способ­ность антигена вызывать по отношению к себе в макроорганизме специфическую за­щитную реакцию. Степень иммуногенности зависит от ряда факторов, которые можно объединить в три группы: 1. Молекулярные особенности антигена; 2. Клиренс антигена в организме; 3. Реактивность макроорганизма.

К первой группе факторов отнесены природа, химический состав, молекулярный вес, струк­тура и некоторые другие характеристики.

Иммуногенность в значительной степени за­висит от природы антигена. Важна также оптическая изомерия аминокислот, составляющих молекулу белка. Большое значение имеет размер и молекулярная масса антигена. На степень иммуногенности также оказыва­ет влияние пространственная структура анти­гена. Оказалась также существенной стерическая стабильность молекулы антигена. Еще одним важным условием иммуно­генности является растворимость антигена.

Вторая группа факторов связана с динамикой поступления антигена в организм и его выведе­ния. Так, хорошо известна зависимость иммуногенности антигена от способа его введения. На иммунный ответ влияет количество пос­тупающего антигена: чем его больше, тем более выражен иммунный ответ.

Третья группа объединяет факторы , опреде­ляющие зависимость иммуногенности от со­стояния макроорганизма. В этой связи на пер­вый план выступают наследственные факторы.

Специфичностью называют способность ан­тигена индуцировать иммунный ответ к строго определенному эпитопу. Это свойство обуслов­лено особенностями формирования иммунно­го ответа - необходима комплементарность рецепторного аппарата иммунокомпетентных клеток к конкретной антигенной детерминанте. Поэтому специфичность антигена во многом определяется свойствами составляющих его эпитопов. Однако при этом следует учитывать условность границ эпитопов, их структурное разнообразие и гетерогенность клонов антигенреактивных лимфоцитовой специфичности. В результате этого организм на антигенное раз­дражение всегда отвечает поликлональными им­мунным ответом.

Антиге­ны бактериальной клетки. В структуре бактериальной клетки разли­чают жгутиковые, соматические, капсульные и некоторые другие антигены. Жгутиковые, или Н-антигены, локализуют­ся в локомоторном аппарате бактерий - их жгутиках. Они представляют собой эпитопы сократительного белка флагеллина. При на­гревании флагеллин денатурирует, и Н-антиген теряет свою специфичность. Фенол не действует на этот антиген.

Соматический, или О-антиген, связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу со­ставляют ЛПС. О-антиген проявляет термос­табильные свойства - он не разрушается при длительном кипячении. Однако соматичес­кий антиген подвержен действию альдегидов (например, формалина) и спиртов, которые нарушают его структуру.

Капсулъные, или К-антигены, располагаются на поверхности клеточной стенки. Встречаются у бактерий, образующих капсулу. Как правило, К-антигены состоят из кислых полисахаридов (уроновые кислоты). В то же время у бациллы сибирской язвы этот антиген построен из по­липептидных цепей. По чувствительности к нагреванию различают три типа К-антигена: А, В, и L. Наибольшая термостабильность ха­рактерна для типа А, он не денатурирует даже при длительном кипячении. Тип В выдержи­вает непродолжительное нагревание (около 1 часа) до 60 "С. Тип L быстро разрушается при этой температуре. Поэтому частичное удале­ние К-антигена возможно путем длительного кипячения бактериальной культуры.

На поверхности возбудителя брюшного ти­фа и других энтеробактерий, которые облада­ют высокой вирулентностью, можно обнару­жить особый вариант капсульного антигена. Он получил название антигена вирулентнос­ти, или Vi -антигена. Обнаружение этого ан­тигена или специфичных к нему антител име­ет большое диагностическое значение.

Антигенными свойствами обладают также бактериальные белковые токсины, ферменты и некоторые другие белки, которые секретируются бактериями в окружающую среду (на­пример, туберкулин). При взаимодействии со специфическими антителами токсины, фер­менты и другие биологически активные моле­кулы бактериального происхождения теряют свою активность. Столбнячный, дифтерий­ный и ботулинический токсины относятся к числу сильных полноценных антигенов, поэ­тому их используют для получения анатокси­нов для вакцинации людей.

В антигенном составе некоторых бактерий выделяется группа антигенов с сильно выра­женной иммуногенностью, чья биологическая активность играет ключевую роль в формиро­вании патогенности возбудителя. Связывание таких антигенов специфическими антителами практически полностью инактивирует виру­лентные свойства микроорганизма и обеспечи­вает иммунитет к нему. Описываемые антиге­ны получили название протективных . Впервые протективный антиген был обнаружен в гнойном отделяемом карбункула, вызванного ба­циллой сибирской язвы. Это вещество являет­ся субъединицей белкового токсина, которая ответственна за активацию других, собственно вирулентных субъединиц - так называемого отечного и летального факторов.

Экзогенные, эндогенные;

Полноценные и неполноценные (гаптены, полугаптены);

Тимус-зависимые и тимус-независимые;

Суперантигены;

Гетерогенные;

Аутоантигены;

Опухолевые;

Бактериальные (группоспецифические, видоспецифические, типоспецифические, О-, К-, Н-антигены и другие);

Вирусные;

Грибковые;

Протективные;

Изоантигены;

Антигены главного комплекса гистосовместимости.

Экзогенные антигены – попадают в организм из окружающей среды, подвергаются эндоцитозу и расщеплению в Аг-представляющих клетках (макрофагах, дендритных клетках тимуса, фолликулярных отросчатых клетках лимфатических узлов и селезёнки, М-клетках лимфатических фолликулов пищеварительного тракта, клетках Лангерганса кожи). Затем Аг-детерминанта (эпитоп) в комплексе с молекулой класса II МНС, встраивается в плазматическую мембрану Аг-представляющей клетки и предъявляется CD 4 + Т-лимфоцитам (Т-хелперам);

Эндогенные антигены – продукты собственных клеток организма. Чаще всего это аномальные белки опухолевых клеток и вирусные белки, синтезируемые вирусинфицированными клетками хозяина. Их антигенные детерминанты (эпитопы) предъявляются в комплексе с молекулой класса I МНС CD 8 + Т-лимфоцитам (Т-киллерам).

Полноценные Аг – обладают способностью индуцировать образование антител и взаимодействовать с ними;

Неполноценные Аг (гаптены) – низкомолекулярные вещества, которые не обладают способностью индуцировать образование антител и, но взаимодействуют с готовыми специфичными антителами. Гаптены приобретают свойства полноценных антигенов при связывании с высокомолекулярными веществами, например белками (шлепперами). К гаптенам относятся лекарственные препараты, например, антибиотики, которые способны запускать иммунный ответ при связывании с белками организма (альбумином), а также с белками на поверхности клеток (эритроцитов, лейкоцитов). В результате образуются антитела, способные взаимодействовать с гаптеном. При повторном введении в организм гаптена возникает вторичный иммунный ответ, нередко в виде аллергической реакции, например анафилаксии;

Полугаптены – неорганические вещества – йод, бром, хром, никель, нитрогруппа, азот и т.д. – связываясь с белками, например, кожи, способны вызвать аллергический контактный дерматит (ГЗТ), развивающийся при повторных соприкосновениях кожи с хромированными, никелированными предметами, нанесении на кожу йода и т.д.

Тимус-зависимые антигены – это антигены, которые для индукции иммунного ответа требуют участия Т-лимфоцитов, этих антигенов большинство;

Тимус-независимые – антигены, которые способны стимулировать синтез антител без помощи Т-клеток, например, ЛПС бактериальных клеточных стенок, высокомолекулярные синтетические полимеры.

Суперантигены (бактериальные энтеротоксины (стафилококковый, холерный), некоторые вирусы (ротавирусы) и др. – особая группа антигенов, которые в значительно меньших дозах, чем другие антигены, вызывают поликлональную активацию и пролиферацию большого числа Т-лимфоцитов (более 20%, тогда как обычные антигены стимулируют 0,01% Т-лимфоцитов). При этом вырабатывается много ИЛ-2 и других цитокинов, вызывающих воспаление и повреждение тканей.

Гетерогенные Аг – это перекрёстно реагирующие Аг, общие антигены у различных видов микробов, животных и человека. Это явление называется антигенной мимикрией. Например, гемолитические стрептококки группы А содержат перекрестно реагирующие антигены (в частности, М-белок), общие с антигенами эндокарда и клубочков почек человека. Такие бактериальные антигены вызывают образование антител, перекрестно реагирующих с клетками человека, что приводи к развитию ревматизма и постстрептококкового гломерулонефрита. У возбудителя сифилиса имеются антигены фосфолипиды сходные с фосфолипидами сердца человека и животных, поэтому кардиолипиновый антиген сердца быка используется для выявления антител к бледной трепонеме в серодиагностике сифилиса (реакция Вассермана). Антиген Форсмана – выявлен в эритроцитах барана, кошек, собак, почках морских свинок, сальмонеллах.

Аутоантигены – это эндогенные антигены, вызывающие выработку аутоантител. Различают:

- естественные первичные (нормальная ткань хрусталика глаза, нервная ткань и др.), что связано с нарушением аутотолерантности,

Приобретенные вторичные – продукты повреждения тканей микробами, вирусами, ожоговые, лучевые, холодовые, которые возникают из собственных тканей в результате изменения тканей при ожогах, отморожениях, при действии радиоактивного излучения.

Опухолевые (онкоантигены, Т-антигены ( tumor - опухоль ) - в результате злокачественной трансформации нормальных клеток в опухолевые в них начинают экспрессироваться (проявляться) специфические аномальные антигены, отсутствующие в составе нормальных клеток. Выявление иммунологическими методами опухолевых антигенов даст возможность ранней диагностики онкологических заболеваний.

Бактериальные антигены:

группоспецифические – общие антигены у разных видов одного рода или семейства,

видоспецифические – антигены характерные представителям одного вида,

типоспецифические – определяют серологические варианты (серовары, серотипы) внутри одного вида,

Н-антигены (жгутиковый) – белок флагеллин, входящий в состав бактериальных жгутиков, термолабилен;

О-антигены (соматический) – представляет собой ЛПС Гр- бактерий, термостабильны. Эпитопы соматического антигена представлены гексозами (галакторза, рамноза и др.) и аминосахарами (N-ацетилглюкозамин, N-ацетилгалактозамин). У Гр+ бактерий соматический антиген представлен глицерилтейхоевой и рибитолтейхоевой кислотами.

К-антигены (капсульные антигены) – находятся в капсуле и связаны с поверхностным слоем липополисахарида клеточной стенки. Содержат кислые полисахариды, в состав которых входят галактуроновая, глюкуроновая и идуроновая кислоты. Капсульные антигены используют для приготовления вакцин против менингококков, пневмококков, клебсиелл. Однако введение больших доз полисахаридных антигенов может вызвать толерантность. У –кишечной палочки К-антиген подразделяют на фракции А (термостабильная), В, L (термолабильные). Разновидностью К-антигена является поверхностный Vi-антиген (у сальмонелл), который обусловливает вирулентность микроба и персистенцию возбудителя у бактерионосителей.

Антигенами бактерий являются также их токсины, рибосомы, ферменты.

Вирусные – а) суперкапсидные (белковые и гликопротеидные, например гемагглютинин и нейраминидаза вируса гриппа), б) капсидные (белковые), в) серцевинные (нуклеопротеидные).

Грибковые – дрожжеподобные грибы Candida albicans содержат полисахарид клеточной стенки – маннан, цитоплазматические и ядерные белки. Среди них выявлено 80 антигенов. Эти антигены вызывают немедленные (антитела Ig m, Ig G, Ig A, Ig E классов) и замедленные (Т-клеточные) реакции и сенсибилизацию без клинических проявлений. Антигены грибов обладают иммуностимулирующим и иммунодепрессивным действием.

Протективные – это антигенные детерминанты (эпитопы) микроорганизмов, которые вызывают наиболее сильный иммунный ответ, что обеспечивает иммунитет к соответствующему возбудителю при повторной инфекции. Впервые были обнаружены в экссудате пораженной ткани при сибирской язве. Наиболее иммуногенные, протективные пептиды вирусов используются для создания синтетических вакцин.

Изоантигены – антигены, по которым индивидуумы одного вида отличаются друг от друга (например, антигены эритроцитов – система АВО групп крови, Rh-фактор, антигены лейкоцитов – главного комплекса гистосовместимости).

Антигены главного комплекса гистосовместимости – гликопротеины клеточных мембран, которые играют важную роль в иммунном ответе, реакции отторжения трансплантата, определяют предрасположенность к некоторым заболеваниям. Спектр молекул главного комплекса гистосовместимости уникален для каждого организма и определяет его биологическую индивидуальность, что позволяет отличать «своё» (гистосовместимое) от «чужого» (несовместимого). Главный комплекс гистосовместимости обозначается как МНС (Major Histocompability Complex). Антигены МНС у разных видов животных обозначают по разному: у мышей - Н2-система, у собаки – DLA, у кролика - RLA, у свиньи – SLA. У человека антигены главного комплекса гистосовместимости обозначают HLA (Human leucocyte antigenes), так как для клинических и экспериментальных целей в качестве антигенов главного комплекса гистосовместимости определяют лейкоцитарные антигены. Человеческие лейкоцитарные антигены кодируются генами локализованными в 6-ой хромосоме. По химической структуре и функциональному назначению HLA подразделяют на два класса.

Антигены l класса МНС представлены на поверхности всех ядросодержащих клеток. Они регулируют взаимодействие мжду Т-киллерами и клетками мишенями. Основная биологическая роль нтигенов l класса заключается в том, что они являются маркерами “своего”. Клетки, несущие антигены l класса не атакуются собственными Т-киллерами в связи с тем, что в эмбриогенезе аутореактивные Т-киллеры, распознающие антигены l класса на собственных клетках, уничтожаются. Антигены l класса взаимодействуют с молекулой CD 8 на мембране Т-киллера.

Антигены ll класса МНС располагаются преимущественно на мембране иммунокомпетентных клеток (макрофагах, моноцитах, В- и активированных Т-лимфоцитах. Антигены ll класса взаимодействуют с молекулой CD 4 мембраны Т-хелпера, что вызываеь выделение лимфокинов, стимулирующих пролиферацию и созревание Т-киллеров и плазматических клеток.

Определение HLA-антигенов необходимо в следующих ситуациях:

При типировании тканей с целью подбора донора реципиенту;

Для установления связи наличия определенных антигенов МНС и предрасположенности к тому или иному заболеванию. Наиболее выраженная корреляция выявлена между наличием HLA-В27 и болезнью Бехтерева (анкилозирующий спондилоартрит): 95% больных имеют этот антиген.

При оценке иммунного статуса (выявление несущих HLA-DR антигены а) активированных Т-лимфоцитов и б) мононуклеаров, участвующих в распознавании антигенов.