Антигены и иммуноглобулины.

У антигена может быть 2 значения:

1. индуктор иммунного ответа:

· иммуноген антиген, вызывающий формирование активного иммунного ответа

· толероген антиген- вызывает специфическую неотвечаемость – толерантность.

2. антиген – мера биологической индивидуальности или иммунобиологический маркер клетки.

Свойства антигенов:

1. специфичность – уникальность структуры и пространственной конформации молекулы антигена.

2. лигандность – свойство антигена быть лигандом- связываться со специфической молекулой к нему( антителу или рецептору)

3. иммуногенность – количественная характеристика антигена, характеризующая способность индуцировать силу иммунного ответа.

Классификация антигенов:

1. полные – вещества белковой, полисахаридной или фосфолипидной природы. Способны вызывать смешанный иммунный ответ.

2. неполные – гаптены. Вещества более простой химической структуры, которые способны вызвать иммунный ответ только при коньюгации с высокомолекулярными носителями:

· сложные – полипептиды из 4 –8 аминокислот, полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты.

· Простые – химические группировки, отдельные аминокислоты, моносахариды.

Классификация антигенов:

1. корпускулярные – крупные частицы, бактерии, вирусы

2. растворимые – липополисахариды, белки

3. ксеноантигены – антигены тканей, отличающиеся на видовом уровне

4. аллоантигены – антигены тканей, отличающиеся на внутривидовом уровне

5. трансплантационные – антигены клеточной поверхности, контролируются МНС

6. аутоантигены – антигены своих клеток

7. аллергены – яды пищи, пыльцы и т. д. Вызывают повышенную реактивность

8. толерогены – вызывают ареактивность

9. синтетические

10. гаптены

Структура молекулы антигена.

Условно выделяют две части:

· Низкомолекулярная часть – информационная часть. Ее составляют ее антигенные детерминанты, ЭПИТОПЫ, на нее идет иммунный ответ. Эпитопы – это гаптен.

· Высокомолекулярная часть – несущая часть.

ВАЛЕНТНОСТЬ – это количество эпитопов.

Карл Ланштейнер изучал антигены( группы крови), за что был удостоен Нобелевской премии.

Многообразие антигенов.

В природе существует более 10¹¹ антигенов.

По влиянию на иммунокомпетентные клетки все антигены делятся на:

1. тимус – зависимые( Т - зависимые)

2. Т – независимые(Т - independent):

· T_i 1

· T_i 2

Т – зависимые антигены вызывают Т – клеточный или гуморальный ответ с обязательным участием Т – хелперов и формированием иммунологической памяти.

СУПЕРАНТИГЕНЫ – поликлональный активатор Т – лимфоцитов, входит в состав некоторых бактерий.

К Т – зависимым антигенам относится большое количество природных антигенов: антигены человека, все живые вакцины, аллергены.

Т – независимые антигены вызывают простой гуморальный ответ( В - клеточный), без участия Т – хелперов и формирования иммунологической памяти.

Т_i 1 – антигены – содержат митогенные участки, что позволяет им выступать поликлональными активаторами В – лимфоцитов, без строгой специфичности ответа. К ним относят:

· Эндотоксины

· Липополисахариды Гр - бактерий

· Антигены вируса Эпштейна – Барра

· Антигены герпетического вируса

· Антигены аутологичной микрофлоры

T_i 2 – содержат многократно повторяющиеся эпитопы, что позволяет им перекрестно связывать антигены. К ним относятся:

· Полисахариды Г+ и Г – бактерий

· Полимеры( поливинилпирролидин)

· Убитые вакцины

Этапы биотрансформации антигена в макроорганизме.

Судьба антигена в организме зависит от пути введения, интенсивности метаболизма в ткани, исходного состояния иммунной системы, ее биоритмов.

v При внутривенном попадании антигена накопление идет в селезенке и печени

v При попадании через ткань( подкожно, внутримышечно) накапливается в лимфоузлах

v При внедрении через слизистые оболочки накапливается в МАЛТ – мукозоассоциированной лимфоидной ткани

1 ФАЗА – быстрого уменьшения концентрации – 24 часа

2 ФАЗА – медленного уменьшения концентрации – 5 – 7 суток

3 ФАЗА – иммунологическая элиминация. Может быть неполной или полной. Неполная ведет к персистенции антигена в организме.

Условия усиления иммуногенности антигенов:

1. увеличение молекулярной массы за счет несущей части( добавление полиэлектролитов)

2. придание гидрофобных свойств

3. повышение гибкости полипептидных цепей за счет замены D – аминокислот на L – аминокислоты.

4. создание коллоидного состояния

5. достижение оптимальной дозы антигена( один и тот же антиген может вызвать и иммунологический ответ, и толерантность)

6. внесение адьювантов – веществ, усиливающих иммуногенность антигена за счет изменения физико – химических свойств и других условий( квасцы, липополисахариды, адьювант Фрейда)

7. изменение способа введения в организм и темпов введения.

Вакцины.

Вакцины – это медицинские препараты для запуска искусственных иммунных ответов. Существуют натуральные вакцины:

1. живые – микробы в живом виде, но в ослабленном состоянии( аттенуированном)

2. убитые – против коклюша, пневмококка, гемофильной палочки, вируса клещевого энцефалита

3. химические- экзотоксин превращают в анатоксин. Против дифтерии и столбняка.

Существует еще классификация вакцин по виду микроба, на который она действует:

· бактериальные – менингококковая вакцина, вакцина против холеры

· вирусные – против полиомиелита, гепатита

· комбинированные – АКДС – адсорбированная коклюшно – дифтерийно – столбнячная.

Биотехнологические вакцины – ДНК – вакцины. Это бактериальная ДНК, в которую биотехнологически встроен ген, кодирующий иммуногенный белок. ДНК экспрессирует белок под контролем промотора. Это самый короткий путь вакцинации.

Иммуноглобулины.

Это белки из суперсемейства иммуноглобулиноподобных молекул, которые выполняют роль рецепторов и эффекторов гуморальных ответов( антител), а также участвуют в неспецифической резистентности.

Специфическая функция –распознавание и связывание антигенов.

Каталитические антитела – одновременно и антитела, и ферменты – абзайны(enzyme).

Неспецифические функции антител:

1. опсонизация объектов фагоцитоза

2. активация комплемента

3. фиксация на клетках

4. прохождение через плаценту IgG

Свойства антител:

· специфичность

· валентность(2- 10)

· авидность – прочность связи с антигеном на основе поливалентности

· аффинность – прочность связи с антигеном на основе соотношения специфичности

· растворимость

· термостабильность у большинства

· цитофильность у меньшинства

Все иммуноглобулины – гликопротеины, содержат до 5 – 15 % углеводов( сиаловая кислота).

ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА ИММУНОГЛОБУЛИНОВ. Последовательность сотен аминокислотных остатков, которые частично определяют специфичность.

ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА. Укладка полипептидных цепей, поддерживаемая водородными и сульфидными связями. Альфа тип укладки.

ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА. Пространственная конформация отдельных участков цепи с образованием доменов за счет дисульфидных, водородных, ионных и гидрофобных связей. Эта структура придает антителу растворимость.

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРА. Окончательная конформация всей молекулы, которая приобретает свойства биологически активного комплекса со всеми свойствами.

Структура антитела.

Ее расшифровали Pober and Edelman.

Щелочь и меркаптоэтанол позволяют расщепить молекулу иммуноглобулина на 4 полипептидные цепи:

· две тяжелых идентичных цепи – Н(heavy)

· две идентичных легких цепи – L – цепи

5 классов Н – цепей: μ, γ, α, ζ, δ. Гены кодируются в 14 хромосоме.

L – цепи делятся на 2 типа: λ( 22 хромосома), χ( 2 хромосома).

Папаин позволил расщепить молекулу иммуноглобулина на 3 фрагмента:

· 2 идентичных Fab – фрагмента, содержащих сайты для антигена

· 1 Fc – фрагмент

то есть по шарнирным областям.

Каждый из доменов выполняет определенную функцию. Вариабельные домены содержат сайты для связывания антигенов. Пространство между сайтом антитела и молекулой антигена называется иммунологическим синапсом, он поддерживает 4 типа связей и является комплементарным:

· электростатические

· гидрофобные взаимодействия для поверхностей

· Ван – дер – Ваальсовы взаимодействия

· Водородные связи

Многообразие иммуноглобулинов.

ИЗОТИПИЛ – видовая гетерологичность. Присуща каждому виду в связи с отличиями в строении вариабельных( V) и константных(С) доменов. По изотипии наши иммуноглобулины делят на 5 классов: IgM, IgG, IgE, IgA, IgD – зависит от варианта тяжелой цепи.

АЛЛОТИПИЛ – это индивидуальная гетерологичность в строении тяжелых цепей и легких за счет наследственных аллельных вариантов( у γ – цепей много аллотипов).

ИДИОТИПИЛ – клональная гетерологичность. Многообразие специфичности за счет отличающихся сайтов( для каждого антигена).

Лекция № 5.