VI. АНТИГЕНЫ. Антигены – вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунных реакций (гуморальных, клеточных, состояние иммунной толерантности, индуцирование иммунной памяти). Строение антигена. Рис. 6.1. Условный образ антигена На рисунке представлены детерминанты - участки полипептида, характеризующиеся особенностями включения иммунной системы в работу. Отмечены: 1) разные по специфичности детерминанты (В-клеточные эпитопы), которые инициируют иммунный ответ только при участии Т-хелперов; 2) участки, получившие название «несущей» части или Т-клеточные эпитопы; 3) в процесс презентации антигена в иммуногенной форме в комплексе с молекулами МНС включены участки антигена, называемые агретопами; 4) ряд антигенов, имеющих повторяющиеся однотипные эпитопы, и митогенные участки, инициируют иммунный ответ без включения в ответ Т-хелперов. Классификации антигенов. По участию Т-клеток в развитии иммунного ответа антигены подразделяются на тимусзависимые (TD) и тимуснезависимые (TI) антигены. sIg Т Рис. 6.2. Ответ В-клеток на тимусзависимый и тимуснезависимый антигены 1. В условиях, когда В-клетки (В) провзаимодействовали с антигеном (АГ), но не получили помощи со стороны хелперных CD4 Т-клеток (Т), развивается функциональное подавление клетки – анергия. 2. При адекватном включении в ответ хелперных CD4 Т-клеток и формировании в результате двух сигналов для В-клеток: первого – от поверхностного иммуноглобулина (sIg), провзаимодействовавшего с антигеном, второго – от хелперных Т-клеток, создаются условия для полноценного развития В-клеток в антителопродуценты. К тимусзависимым антигенам относятся белки и полипептиды (альбумины, глобулины, гетерологичные эритроциты, бактериальные белки) 3. В-клеточный ответ может развиваться без помощи со стороны Т-клеток в тех случаях, когда он формируется на тимуснезависимые антигены. Известно два класса таких антигенов. К первому классу (ТI-1) относятся антигены, в чью структуру вклю- чен так называемый митогенный участок (МУ), который формирует второй сигнал для В-клеток и тем самым заменяет помощь со стороны Т-клеток. К TI 1-антигенам относятся, например, бактериальные ЛПС. Второй класс тимуснезависимых антигенов (ТI-2) представлен соединениями, в структуре которых имеются повторяющиеся гомологичные эпитопы. Многоточечное соединение этих эпитопов с поверхностными иммуноглобулинами оказывается достаточным для включения В-клетки в процесс пролиферации и дифференцировки до зрелого антителопродуцента. К таким антигенам относятся полисахариды клеточной стенки бактерий, полимеризованные высокомолекулярные белки. По происхождению различают антигены микроорганизмов, животных и растений. Антигены микроорганизмов. Лучше всего изучены антигены бактерий, которые по специфичности подразделяют на гомологичные (видо- и типоспецифические) и гетерогенные (групповые и межвидовые). Рис. 6.3. Строение бактериальной клетки. 1 – пили; 2 – капсула (капсульный К-АГ – полисахарид); 3 – клеточная стенка (соматический О-АГ – ЛПС или эндотоксин); 4 – цитоплазматическая мембрана; 5 – нуклеоид; 6 – рибосомы; 7 – жгутик (жгутиковый Н-АГ – флагеллин). Гомологичные (видовые и типовые) антигены отличаются высокой специфичностью. В ответ на их введение в организме животных вырабатываются только такие антитела, которые реагируют с антигенами определенного вида (или разновидности) микроба. Гетерогенные антигены – это общие или межвидовые (сходные по специфичности) антигены. Открыл и описал впервые Дж. Форссман. Он вводил кролику вытяжку из почек морской свинки, в сыворотке кролика образовались антитела, которые реагировали с эритроцитами барана. Позже выяснилось, что форссмановский антиген является ЛПС и встречается в органах лошадей, кошек, собак, черепах. Общие антигены обнаружены у эритроцитов человека и гноеродных кокков, энтеробактерий, вирусов оспы, гриппа и др. микроорганизмов. Антигены вирусов. В каждом вирионе любого вируса содержатся различные антигены. Одни из них являются вирусспецифическими. В состав других антигенов входят компоненты клетки хозяина (липиды, углеводы), которые включаются в его внешнюю оболочку. Антигены простых вирионов связаны с их нуклеокапсидами. По своему химическому составу они принадлежат к рибонуклеопротеидам или дезоксирибонуклеопротеидам, которые являются растворимыми соединениями и поэтому обозначаются как S-антигены (solutio – раствор). У сложноорганизованных вирионов одни антигенные компоненты связаны с нуклеокапсидами, другие – с гликопротеидами внешней оболочки. Многие простые и сложные вирионы содержат особые поверхностные V-антигены – гемагглютинин и фермент нейраминидазу. Рис. 6.4. Антигены вируса гриппа. Поверхностные (V-антигены) и сердцевинные (Sантигены). Антигены животных. Многочисленные виды антигенов животного происхождения условно делят на экзогенные и эндогенные. Экзогенные антигены (например, чужеродные белки лечебной сыворотки), при парентеральном введении в организм вызывают образование антител и клеточный иммунный ответ независимо от вида и иммуногенности донора. Эндогенные антигены – организменные антигены, различают: Изоантигены определяют индивидуальную специфичность организма. Являются специфическими белками, углеводами и различными соединениями клеток, органов и тканей. Рис. 6.4. Рецепторы, встроенные в мембрану эритроцита. Такие рецепторы являются изоантигенами организма, в том числе антигены А и В системы АВО, резус. Естественная толерантность организма к изоантигенам приобретается в эмбриональном периоде развития плода, когда происходит элиминация клонов лимфоидных клеток, способных реагировать с ними. Для других особей даже одного и того же вида изоантигены являются иммуногенами. Аутоантигены – нормальные, естественные для организма или образующиеся в нем патологические антигены. - Нормальные АГ – комплексные белки тканей человека, отделенные от кровотока и иммунных клеток барьерами (гематоэнцефалическим, гематотестикулярным и др.). К таким забарьерным органам относятся мозг, семенники, хрусталик глаза. Аутоантигены забарьерных органов распознаются иммунной системой организма как чужеродные, но так как в норме они не поступают в кровь, то лимфоциты и не реагируют с ними. - Патологические АГ – сложные белки. Возникают в организме при некоторых инфекционных и соматических заболеваниях. Различают, например, «ожоговые», «лучевые» аутоантигены. Во многих случаях сначала появляются гаптены, которые соединяются с гомологичными белками и таким образом преобразуют их в чужеродные. В результате появляются аутоантитела к собственным клеткам, что приводит к развитию аутоиммунных болезней (тиреоидит, ревматоидные артриты и др.).