Основные свойства и строение антигенов, их роль в иммунном ответе

Антигенывещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунных реакций (гуморальных, клеточных, иммунологической толерантности, иммунологической памяти и др.).

Свойства антигенов, наряду с чужеродностью, определяет их иммуногенностьспособность вызывать иммунный ответ и антигенностьспособность (антигена) избирательно взаимодействовать со специфическими антителами или антигенраспознающими рецепторами лимфоцитов.

Антигенами могут быть белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты в комбинации между собой или липидами.

Основными свойствами антигена являются: специфичность, чужеродность, иммуногенность или толерогенность.

Специфичность. Антигенная специфичность представляет собой уникальное биологическое явление, которое лежит в основе иммунологических взаимодействий в организме, а также лабораторных методов определения разных антигенов, серодиагностики, методов специфической профилактики и терапии инфекционных заболеваний.

Структура, обладающая индивидуальной антигенной специфичностью, называется антигенным детерминантом, или эпитопом. Последнее название отражает то, что антигенной активностью обладают только структуры лежащие на поверхности молекулы, а глубокие проявляют антигенность лишь при изменении конформации или разрушении молекулы. Разнообразие белковых эпитопов достигается за счет мозаики аминокислотных остатков, расположенных на глобулярной поверхности молекулы белка.

Эпитопы, определяющие антигенность белковой молекулы, состоят из 625 аминокислот и располагаются в разных частях молекулы, разделяясь неантигенными структурами. При этом эпитопы одной молекулы не обязательно должны иметь одинаковый состав и одинаковую специфичность. Количество одинаковых эпитопов на молекуле определяет число молекул антител, которые могут к ней присоединиться, т. е. валентность данного антигенного субстрата. Валентность антигенов возрастает с их молекулярной массой. Так, валентность яичного альбумина с молекулярной массой 45 000 равна 5, а валентность гемоцианина с мол. массой 6,5 млн. — 231. Эпитоп, отделенный от молекулы, может иметь только одну валентность и обладать свойствами гаптена, а вся молекула для данного эпитопагаптена играет роль носителя.

Поскольку эпитопы, определяющие антигенные свойства молекулы расположены на одних участках, а токсические свойства микробных токсинов определяют другие участки, могут быть приготовлены анатоксинымолекулы, лишенные токсических свойств, но сохранивших антигенные. Анатоксины служат основой вакцинных препаратов для создания антитоксического иммунитета.

Чужеродность. Антиген вызывает позитивный иммунный ответ (образование антител и активных лимфоцитов) только в тех случаях, когда он чужероден, т. е. обладает стектурами, отсутствующими в данном организме. К собственным антигенам организм толерантен. Только при изменениях, придающих антигену признаки чужеродности, он приобретает способность индуцировать позитивный иммунный ответ.

Строение антигенов отражает эволюционную близость обладающих ими организмов. Существуют общие антигены, свойственные представителям разных семейств, родов, видов. Имеются вариантные антигены, различные для особей одного и того же вида. Определение антигенного состава используется для классификации разных групп живых существ и выявления эволюционных связей между ними.

Иммуногенность и толерогенность — альтернативные свойства каждого антигенного субстрата. Для индукции иммунного ответа и толерантности необходимо воздействие антигена на лимфоцит, обладающий рецепторами для данного антигена — антигенреактивную клетку (АРК). Отличия состоят в том, что при индукции позитивной иммунной реакции АРК получают стимулы от цитокинов, обеспечивающие их пролиферацию и формирование клона эффекторных клеток. При индукции иммунологической толерантности АРК не подвергается дальнейшей стимуляции и либо погибает, либо лишается рецепторов к антигену.

• · Формирование иммунологической толерантности Т и В-лимфоцитов к собственным антигенам, как уже отмечалось, происходит в организме постоянно и созревающие лимфоциты, обладающие рецепторами к аутоантигенам, гибнут в результате контакта с ними в тимусе или в костном мозге. Чужеродные антигены в иммунологически полноценном организме встречают преимущественные условия для иммуногенного действия и лишь в особых ситуациях проявляют толерогенные свойства. Это наблюдается:При действии антигена в условиях неспособности организма обеспечить стимуляцию клеток, вошедших в контакт с антигеном в случаях действия иммунодепрессивных факторов, физиологической недостаточности факторов, способствующих иммуногенезу (незрелость организма, беременность).
• · При отсутствии стимуляции активного иммунного ответа, вследствие недостаточной дозы антигена («низкодозная» толерантность), сверхбольшой дозы антигена («высокодозная» толерантность или иммунологический паралич).
• · При попадании антигена в структуры, не формирующие позитивный иммунный ответ («пероральная» толерантность).

Толерогенными свойствами обладают также низкоиммуногенные антигенные препараты — деагрегированные белки, некоторые гаптены. Во всех этих случаях толерантность сохраняется, как правило, только в течение того времени пока в организме сохраняется и прояВ-ляет свое действие толероген. Как только созреют новые антигенреактивные клетки (АРК), не подвергшиеся толерогенной обработке, толерантность прекращается, несмотря на то, что в организме еще сохраняются ареактивные клетки.

Для характеристики иммунологической толерантности следует отметить, что чувствительность Т и В-лимфоцитов к индукции толерантности различна: Т-лимфоциты более чувствительны к индукции толерантности, чем В-лимфоциты, и сохраняются толерантными более длительное время. Поэтому в организме может возникнуть ситуация, когда Т-лимфоциты толерантны к данному антигену, а В-лимфоциты не толерантны. В этом случае иммунологическая толерантность на уровне организма сохраняется, так как для активации В-лимфоцитов необходим сигнал от Т-хелперов. Однако в некоторых случаях создаются условия для нарушения толерантности, так как на некоторые антигены В-лимфоциты реагируют без помощи Т-клеток.

Роль эффекторных Т-клеток Для участия в адаптивном иммунном ответе нативные (примитивные) Т-клетки должны быть активированы т. е. индуцированы к пролиферации и последующей дифференцировке в клетки, способные к удалению патогенов. Такие клетки называют эффекторными Т-клетками. Их основным свойством является способность действовать немедленно или очень быстро после связывания с МНС-пептидным комплексом на клетке-мишени.

Генерация эффекторных клеток из примитивных Т-клеток идет несколько дней. В конце этого периода эффекторные Т-клетки покидают лимфоидные органы, возвращаются в кровеносное русло и могут мигрировать в места инфекций. Активация примитивных Т-клеток при первичной встрече с антигеном на поверхности профессиональных АРС называемая праймингом, требует распознавания ими чужеродных пептидных фрагментов, связанных с собственными МНС-молекулами. Кроме того, требуется одновременное поступление ко-стимулирующего сигнала от специализированных профессиональных АРС.

Таким образом, Т-клетки, которые встретили специфический антиген, представленный АРС, активируются, пролиферируют и дифференцируются в эффекторные клетки, а эффекторные Т-клетки оставляют лимфоузлы через эфферентные лимфатические сосуды и входят в циркуляцию.

Т-киллеры выполняют в иммунном ответе важную функцию лизиса клеток (участвуют в цитотоксических реакциях), несущих на своей поверхности антигены, к которым специфичны данные лимфоциты. Т-киллеры распознают клетки, на поверхности которых присутствуют чужеродные антигены для данного организма (опухолевые антигены, чужеродные антигены гистосовместимости, вирусоспецифические антигены на клетках, зараженных вирусом).

Т-хелперы: антиген эпитоп иммуногенность клетка Задача хелперов на первый взгляд тоже довольно очевидна. Это клетки-помощники («help» значит «помогать»). А кому или чему они помогают? Они индуцируют, стимулируют иммунный ответ: под их влиянием усиливают свою работу цитотоксические лимфоциты. Также хелперы передают информацию о присутствии в теле чужеродного белка В-лимфоцитам, которые выделяют против них защитные антитела. Наконец, хелперы оказывают стимулирующее действие на работу фагоцитов, главным образом моноцитов.

Т-супрессоры:

«Супрессия» означает «подавление». Если Т-лимфоциты хелперы усиливают реакцию иммунитета, то супрессоры, наоборот, подавляют. Притом эти клетки вовсе не устраивают саботаж иммунным процессам и не вредят нашему здоровью. Они просто регулируют силу иммунного ответа, что позволяет иммунной системе сдержанно и с умеренной силой отвечать на раздражители.