Специфичност на антигените (AG). Видови антигени
Антигени на микроорганизми. Антигенна структура на бактериите. Типични, видови, групови антигени. защитни антигени. Кръстосано реагиращи антигени, което означава.
Бактериални антигени:
- Специфично за група (предлага се в различни видове от един и същи род или семейство)
- Специфично за вида (при представители на един вид)
- Типово специфичен (определяне на серологичен вариант в рамките на един вид)
- Специфичен за щама
- Стадиоспецифични
- Кръстосано реактивни антигени (подобни, еднакви при хора и микроби)
По локализация:
OAS– соматични (LPS на клетъчната стена)
N-Ag- камшичета (протеинов характер)
K-Ag– капсулни (PS, протеини, полипептиди)
Аг Пайли(фимбриален)
Цитоплазмен Ag(мембрана, процесор)
Екзотоксини(протеини)
Ектоензими
OAS- липополизахарид на клетъчната стена на грам-отрицателни бактерии. Състои се от полизахаридна верига и липид А. Полизахаридът е термостабилен, химически стабилен, слаба имуногенност. Липид А - съдържа глюкозамин и мастни киселини, има силен адювант, неспецифична имуностимулираща активност и токсичност. Като цяло LPS е ендотоксин. Вече в малки дози той причинява треска поради активирането на макрофагите и тяхното освобождаване на IL1, TNF и други цитокини, дегранулация на дегранулоцити и агрегация на тромбоцитите.
H-AGе част от бактериалните флагели, основата му е белтъкът флагелин. Термолабилен.
К-АГе хетерогенна група от повърхностни, капсулни AG бактерии. Οʜᴎ е в капсула. Те съдържат главно киселинни полизахариди, които включват галактуронова, глюкуронова киселини.
Защитни антигени- за получаване на ваксини се използват епитопи на екзогенни антигени (микроби), антителата срещу които имат най-изразени защитни свойства, което предпазва тялото от повторна инфекция. Пречистените защитни антигени са "идеалните" ваксини.
Кръстосано реактивни антигенни детерминантинамерени в MO и хора/животни. В микробите от различни видове и при хората има общи, подобни по структура, AG. Тези явления се наричат антигенна мимикрия. Често кръстосано реактивните антигени отразяват филогенетичната общност на тези представители, понякога те са резултат от случайно сходство в конформацията и зарядите - AG молекули. Например Forsman's AG се открива в еритроцитите на овце, салмонела и морски свинчета. Хемолитичните стрептококи от група А съдържат кръстосано реагиращи антигени (по-специално М-протеин), които са общи с антигените на ендокарда и гломерулите на човешките бъбреци. Такива бактериални антигени предизвикват образуването на антитела, които реагират кръстосано с човешки клетки, което води до развитие на ревматизъм и постстрептококов гломерулонефрит. Причинителят на сифилиса има фосфолипиди, подобни по структура на тези, открити в сърцето на животните и хората. Поради тази причина кардиолипиновият антиген на сърцето на животните се използва за откриване на антитела срещу спирохета при болни хора (реакция на Васерман).
Бактериални антигени:
Специфично за група (предлага се в различни видове от един и същи род или семейство)
Специфично за вида (при представители на един вид)
Типово специфичен (определяне на серологичен вариант в рамките на един вид)
Специфичен за щама
Стадиоспецифични
Кръстосано реактивни антигени (подобни, еднакви при хора и микроби)
По локализация:
OAS– соматични (LPS на клетъчната стена)
N-Ag- камшичета (протеинов характер)
K-Ag– капсулни (PS, протеини, полипептиди)
Аг Пайли(фимбриален)
Цитоплазмен Ag(мембрана, процесор)
Екзотоксини(протеини)
Ектоензими
OAS- липополизахарид на клетъчната стена на грам-отрицателни бактерии. Състои се от полизахаридна верига и липид А. Полизахаридът е термостабилен, химически стабилен, слаба имуногенност. Липид А - съдържа глюкозамин и мастни киселини, има силен адювант, неспецифична имуностимулираща активност и токсичност. Като цяло LPS е ендотоксин. Вече в малки дози, той причинява треска поради активирането на макрофагите и освобождаването на IL1, TNF и други цитокини, дегранулация на дегранулоцити и агрегация на тромбоцитите.
H-AGе част от бактериалните флагели, основата му е белтъкът флагелин. Термолабилен.
К-АГе хетерогенна група от повърхностни, капсулни AG бактерии. Те са в капсула. Те съдържат главно киселинни полизахариди, които включват галактуронова, глюкуронова киселини.
Защитни антигени- за получаване на ваксини се използват епитопи на екзогенни антигени (микроби), антителата срещу които имат най-изразени защитни свойства, което предпазва тялото от повторна инфекция. Пречистените защитни антигени могат да бъдат "идеални" ваксини.
Кръстосано реактивни антигенни детерминантинамерени в MO и хора/животни. В микробите от различни видове и при хората има общи, подобни по структура, AG. Тези явления се наричат антигенна мимикрия. Често кръстосано реактивните антигени отразяват филогенетичната общност на тези представители, понякога те са резултат от случайно сходство в конформацията и зарядите - AG молекули. Например, Forsman's AG се открива в еритроцитите на овен, салмонела и морски свинчета. Хемолитичните стрептококи от група А съдържат кръстосано реагиращи антигени (по-специално М-протеин), които са общи с антигените на ендокарда и гломерулите на човешките бъбреци. Такива бактериални антигени предизвикват образуването на антитела, които реагират кръстосано с човешки клетки, което води до развитие на ревматизъм и постстрептококов гломерулонефрит. Причинителят на сифилиса има фосфолипиди, подобни по структура на тези, открити в сърцето на животните и хората. Следователно кардиолипиновият антиген на сърцето на животните се използва за откриване на антитела срещу спирохета при болни хора (реакция на Васерман).
54. В-лимфоцити: развитие, маркери, антиген-специфичен В-клетъчен рецептор. Методи за определяне на броя и функционалната активност на В-лимфоцитите.
В-лимфоцитинаречени така, защото те се идентифицират за първи път при птиците в специален централен орган на имунитета, който се нарича "бурсата на Фабрициус" (bursa of Fabricius) и в който преминават етапа на съзряване. При животните този орган отсъства и ранните етапи на узряване на В-лимфоцитите преминават в RMC.
Те имат антиген-специфичен В-клетъчен рецептор (RCR) под формата на мембранно свързани молекули на антитела, както и редица повърхностни CD AG и рецептори. В-лимфоцитите могат да разпознаят нативния АГ в свободно състояние.
Особености:
съставляват 10-15% от кръвните лимфоцити и 20-25% от клетките на лимфните възли.
експресират върху повърхността на IgD(IgM), HLA II, CD19,20,21,22,40,80/86 и др.
Главна функция:
ГМО, производство на антитела с определена специфичност (Ig G, A, M)
представяне на антиген към Т-лимфоцити
развитие:
плурипотентни стволови клетки (CD34 и CD117)
про-В клетки (експресират AG и стволови клетки (CD34 и CD117) и В-лимфоцити - CD19 и CD22)
пре-В клетки (синтезът на IgM започва в цитоплазмата)
незрели В клетки (експресират IgM на повърхността)
2. Унищожават се клетки, носещи рецептори за autoAG.
3. Т-клетъчни зони на периферните лимфоидни органи:
клетките, които не са получили сигнал за оцеляване от Т клетките, се унищожават
4. Лимфни фоликули:
Зрели В клетки (експресират IgM и IgD, както и CD21, CD22 антигени).
5. Преди да се срещне с AH, зрелите В-лимфоцити постоянно циркулират в кръвта между RMC и вторичните лимфоидни органи. След среща с АГ, те се превръщат в плазмени клеткипроизвеждащи АТ (1 милион молекули/час) и клетки на паметта.
Антиген-разпознаващ В-клетъчен рецептор на В-лимфоцитиизграден от мембранна имуноглобулинова молекула (мономерен IgM или IgD) и две молекули CD79 (a и c). BcR има трансмембранни и интрацитоплазмени сегменти, които предават вътреклетъчни сигнали.
Методи за определяне на броя и функционалната активност на В-лимфоцитите.
Човешките В-лимфоцити са в състояние да свързват миши еритроцити и да образуват розетки с тях, както и да образуват розетки с еритроцити, сенсибилизирани молекули на антитела (IgG) и молекули C3b на фрагмента на системата на комплемента, който се използва в лабораторната практика. Тези свойства, заедно с експресията на CD 5 молекули, правят възможно идентифицирането на субпопулация от В-лимфоцити.
Изследване на броя и функционалното състояние на В-лимфоцитите В-клетките се откриват в периферната кръв чрез техния рецепторен апарат, а именно:
а) чрез наличието на рецептори за имуноглобулини и 3-тата фракция на комплемента- EAC розетна реакция; Реакцията на образуване на EAC розетка се провежда на 2 етапа: първи
пригответе реагент, състоящ се от говежди еритроцити, антитела към тях и комплемент, след което този образуван комплекс се добавя към човешки кръвни лимфоцити. Образува се розетка, която външно не се различава от Е-розетките, но методът на получаване показва идентифицирането на В-лимфоцитите.
б) чрез наличието на имуноглобулинови рецептори- реакция на имунофлуоресценция; ви позволява да откриете имуноглобулинови рецептори на повърхността на В-лимфоцита. За това се използват антиглобулинови серуми, маркирани с фосфор.
в) чрез наличието на рецептори за миши еритроцити- реакция на образуване на ME-розетка. Слинговата реакция с миши еритроцити се появява в резултат на смесването на последните с лимфоцити от периферната кръв.
Функционални характеристики на В-лимфоцитите и количеството имуноглобулини от различни класове. Най-често използваните метод на радиална имунодифузия в агар:разтопен агар се излива върху стъклена плака, съдържаща антитела към даден клас имуноглобулини. Ямките се избиват в агар, в който се въвеждат проби от изследваните серуми. В резултат на имунопреципитацията се образуват радиални ивици, чийто диаметър зависи от концентрацията на съответния имуноглобулин. - Определяне на антитела към автоантигени или към микроби от нормалната микрофлора.
Определяне на титъра на специфични антитела, произведени в човешкия организъм след имунизация с ваксини.
55. Хуморален имунен отговор: определение, етапи на развитие. Активиране, пролиферация и диференциация на клетки. елиминиране на антигена. Т-зависим и Т-независим отговор. Прояви на първичен и вторичен хуморален имунен отговор.
Етапи на ГМО:
Представяне на антиген (разпознаване, обработка и представяне на антиген).
Индуктивен етап (предаване на информация към съответния клонинг на В-лимфоцити, тяхната пролиферация и диференциация).
Ефекторен стадий (синтез на антитела и образуване на В-лимфоцити на паметта).
Т-независима активация на В-лимфоцити- директно стимулиране на В-лимфоцити без участието на Т-лимфоцити с Т-независими антигени.
Тези AG са LPS или полизахариди на микроби с линейно повтарящи се структури.
Свързвайки се с HCR, те или активират съответния клонинг на В-лимфоцити (пневмококови полизахариди) или предизвикват поликлонално активиране на В-лимфоцити (LPS на Грам-бактерии), които пролиферират, диференцират се в плазмени клетки, синтезиращи IgM.
В-лимфоцитите на паметта не се образуват.
Т-зависима активация на В-лимфоцити- осъществява се от Т-зависими антигени (протеини, бактерии) със задължително участие на Т-лимфоцити.
APC улавят антигена, обработват го до пептиди с ниско молекулно тегло и в комбинация с молекулата MHC II го представят на наивни Т-лимфоцити (Tx0), които взаимодействат с него с TCR рецептора и CD4 ко-рецептора.
Тх0 се активират, пролиферират и се превръщат в ефекторни клетки - Тх2.
HRC разпознава антигена и клетката го абсорбира. След обработка се образува и клас II МНС пептидно-молекулен комплекс, който В-лимфоцитите представят на Th2 хелперите.
В-Т-клетъчно взаимодействие: Th2 възприемат сигнала с помощта на TCR и CD4 корецептора. Въпреки това, за пълното активиране на Т-хелперите е необходима допълнителна стимулация (костимулация), която се извършва от молекули на междуклетъчно взаимодействие (CD40-CD40L, CD80/86-CD28 и др.). Тези процеси са важни и за активирането на В-лимфоцитите. При липса на костимулация настъпва апоптоза на Т-лимфоцитите.
Активираният Th2 произвежда IL-4, 5, 6, 10, под въздействието на които В-лимфоцитите пролиферират, превръщат се в бласти и след това в плазмени клетки, които синтезират антитела. Именно с участието на Tx2 цитокини е възможно да се превключат имуноглобулиновите гени на В-лимфоцитите, което осигурява синтеза на имуноглобулини. различникласове.
Някои от бластните клетки се превръщат в В-лимфоцити на паметта.Малка популация от клетки, образувана по време на хуморалния имунен отговор от активирани В-лимфоцити. Те оцеляват в състояние на функционален покой дълги години след елиминирането на антигена от тялото. Те носят "памет" за антигена под формата на антиген-специфични HRC (главно IgG).
Първичен имунен отговорсе развива при първото попадане на антигена в тялото след латентен период (2-3 дни). Първо се синтезира IgM (открива се след 2-3 дни), а след това IgG (пик на 10-14 дни, може да остане в нисък титър през целия живот). Успоредно с това има леко повишаване на нивото на IgA, IgE, IgD. Първичният имунен отговор отслабва 2-3 седмици след провокацията с антиген. След него остават клетки на паметта и следи от IgG антитела могат да се поддържат дълго време.
вторичен имунен отговорпоради В-клетките на паметта, стимулирането на синтеза на антитела се случва бързо (след 1-3 дни). Броят на антителата се увеличава рязко и незабавно се синтезират IgG, чиито титри са многократно по-високи, отколкото при първичния имунен отговор. Повишава се техният афинитет (афинитет) към антигена. На лигавиците нивото на секреторните IgA антитела се повишава значително. Нивото на IgM антитела не се променя значително поради отсъствието на В-клетки на паметта с IgM рецептор. Времето на разпадане на вторичния значително надвишава продължителността на запазване на антителата по време на първичния имунен отговор.
Имунен отговор на организма: определение, условия на развитие. Антигени: структура, свойства, класификация. Т-зависими и Т-независими антигени. Суперантигени.
имунен отговор- това е сложна многокомпонентна кооперативна реакция на ИС на организма, предизвикана от антиген и насочена към неговото елиминиране. Феноменът на имунния отговор е в основата на имунитета.
Имунният отговор зависи от: 1 Антиген - свойства, състав, молекулно тегло, доза, честота на контакт, продължителност на контакта; 2 Състояния на организма - имунологична реактивност; 3 Условия на околната среда.
Имунният отговор се характеризира с: 1 Клоналност - има клонове на Т- и В-лимфоцити, които са специфични за определени епитопи (тяхната съвкупност се нарича детерминантна група); 2 Специфичност; 3 Разнообразие на AT и TCR; 4 Образуване на ефектори и клетки на паметта в клетките и молекулите 5 Специфични механизми действия са съвместими с неспецифични 6 Контролиране на генома 7 Разделяне на естествени и изкуствени;
Компоненти на имунния отговор: 1 Антигени; 2 Антиген-обработващи и антиген-представящи клетки (имакрофаги); 3 Антиген-разпознаващи клетки (В- и Т-лимфоцити и техните субпопулации), 4 Антиген-разпознаващи молекули (VCR, молекули на главния комплекс за хистосъвместимост); 5 Цитокини - хемопоетични, растежни, регулаторни, рецепторни.
имунен отговор се развива в перифернаталимфоидни органи. В AI участват макрофаги, Т- и В-лимфоцити, фибробласти и ретикуларни клетки. Разграничете хуморален, клетъчен смесен имунен отговор, чието развитие протича на няколко етапа.
ГМО(образуване на антитела) - В основата на хуморалния имунен отговор е активирането на В-лимфоцитите и диференцирането им в плазмени клетки (плазмоцити), които синтезират антитела (имуноглобулини), специфични за антигена, предизвикал имунния отговор.
КИО- сложна кооперативна реакция на тялото, индуцирана от антиген и реализирана чрез Т-системата на имунитета в сътрудничество с APC, която завършва с образуването на антиген-специфични Т-лимфоцити, които изпълняват регулаторни и ефекторни функции. Задачи:развитие и регулиране на хуморалния и клетъчен отговор, елиминиране на антигена от тялото.
Макрофагиучастват както в естествен, така и в специфичен AI. Зрелите макрофаги имат AG рецептори (Fc), C3b рецептори, MHC антигени. В ранния стадий на IE макрофагите изпълняват функцията на представяне на AG - в резултат на фагоцитоза AG се разцепва и неговият епитоп се пренася към мембраната в комбинация с MHC2. В крайния стадий на IE макрофагът се активира от лимфокини.
В-лимфоцити- разпознават AH, участват в GMO, имат рецептори за миши еритроцити, Fc, C3b, за MHC AG. Те нямат специфични антиген-разпознаващи рецептори. Антиген-разпознаващият рецептор е имуноглобулинова молекула.
Т-лимфоцити- са разделени на четири основни субпопулации - Т-хелпери, Т-супресори, Т-убийци и Т-ефектори. Всички те имат рецептори за еритроцитите на овен, за имуноглобулини, протеини от системата на комплемента (но нямат рецептори за C3b), за интерферони, за антигени, имат MHC1 и MHC2 антигени. Субпопулациите на Т-лимфоцитите са хетерогенни, така че Т-хелперите се разделят на две групи - Т-хелпери 1 и Т-хелпери 2. Първите са CIO активатори, а вторите са ГМО. Т-лимфоцитите осигуряват клетъчен, антивирусен, антибактериален имунитет, ХЗТ.
Антигени- генетично чужди вещества, които при въвеждане в тялото са способни да стимулират имунния отговор (клетъчен отговор, образуване на антитела, алергия, толерантност) и реагират специфично с образуваните антитела както in vivo, така и in vitro.
Структурни и функционални части на молекулата Ag:
1. Стабилизиращ (носител)- 97-99% от масата: макромолекули (протеини), клетки (всякакви), при изкуствени условия може да има корпускулярни частици. Свойства на носителя: високо молекулно тегло, сложна структура. Функция - индукция на имунния отговор.
2. Детерминантна група (епитоп):олигозахариди , олигопептиди , NH2 група . Свойства: ниско молекулно тегло , твърда структура , слаба метаболитна активност , чужд на тялото . Функция - специфичността на антителата и ефекторните Т-лимфоцити в имунния отговор.
Епитопи на AG:повърхностни, скрити (конформационни), Т-клетъчни (разпознават се TCR), В-клетъчни (разпознават се RCR). Епитопична плътносте числото в 1 Ag молекула.
AG свойства:
Имуногенността е способността да се индуцира AI в тялото.
Антигенността е способността за специфично взаимодействие.
Пълна(пълен) Ag има две свойства. Хаптен(непълен) – Ag, не е имуногенен.
Класификация:
1. По имуногенност: силен(прилага се голяма доза, но показателите за имунитет са ниски), слаб(причинява високи нива на имунитет в малки дози), суперантигени (Микробни антигени, които взаимодействат с МНС клас II молекули на APC и TCR на Т-лимфоцити, извън антиген-свързващата празнина, т.е. не в активни центрове. Те се прикрепят, така да се каже, от страната на МНС II и TCR молекулите. Те блокират възможен специфичен имунен отговор и причиняват поликлонално активиране на лимфоцити, освобождаване на цитокини и след това смърт на Т-лимфоцити със симптоми на имунодефицит).
2. По чуждост за тялото - носител на Ag: Хетеро- (ксено-) Ag (за хората това е Ag на бактерии, растения, вируси, животни), Хомо- (ало-) Ag е Ag на други индивиди от вида, Автоматично стареене:късни протеини (сперма, мляко), вещества на "бариерни" органи, собствени клетки с модифицирана повърхност, ембрионална тъкан.
3. В зависимост от вида на ИИ: имуногени, алергени, толерогени, трансплантация.
4. Според връзката на имунния отговор с тимуса: Т-зависими, Т-независими.
Антигени на микроорганизми. Антигенна структура на бактериите. Типични, видови, групови антигени. защитни антигени. Кръстосано реагиращи антигени, което означава.
Бактериални антигени:
- Специфично за група (предлага се в различни видове от един и същи род или семейство)
- Специфично за вида (при представители на един вид)
- Типово специфичен (определяне на серологичен вариант в рамките на един вид)
- Специфичен за щама
- Стадиоспецифични
- Кръстосано реактивни антигени (подобни, еднакви при хора и микроби)
По локализация:
OAS– соматични (LPS на клетъчната стена)
N-Ag- камшичета (протеинов характер)
K-Ag– капсулни (PS, протеини, полипептиди)
Аг Пайли(фимбриален)
Цитоплазмен Ag(мембрана, процесор)
Екзотоксини(протеини)
Ектоензими
OAS- липополизахарид на клетъчната стена на грам-отрицателни бактерии. Състои се от полизахаридна верига и липид А. Полизахаридът е термостабилен, химически стабилен, слаба имуногенност. Липид А - съдържа глюкозамин и мастни киселини, има силен адювант, неспецифична имуностимулираща активност и токсичност. Като цяло LPS е ендотоксин. Вече в малки дози, той причинява треска поради активирането на макрофагите и освобождаването на IL1, TNF и други цитокини, дегранулация на дегранулоцити и агрегация на тромбоцитите.
H-AGе част от бактериалните флагели, основата му е белтъкът флагелин. Термолабилен.
К-АГе хетерогенна група от повърхностни, капсулни AG бактерии. Те са в капсула. Те съдържат главно киселинни полизахариди, които включват галактуронова, глюкуронова киселини.
Защитни антигени- за получаване на ваксини се използват епитопи на екзогенни антигени (микроби), антителата срещу които имат най-изразени защитни свойства, което предпазва тялото от повторна инфекция. Пречистените защитни антигени могат да бъдат "идеални" ваксини.
Кръстосано реактивни антигенни детерминантинамерени в MO и хора/животни. В микробите от различни видове и при хората има общи, подобни по структура, AG. Тези явления се наричат антигенна мимикрия. Често кръстосано реактивните антигени отразяват филогенетичната общност на тези представители, понякога те са резултат от случайно сходство в конформацията и зарядите - AG молекули. Например, Forsman's AG се открива в еритроцитите на овен, салмонела и морски свинчета. Хемолитичните стрептококи от група А съдържат кръстосано реагиращи антигени (по-специално М-протеин), които са общи с антигените на ендокарда и гломерулите на човешките бъбреци. Такива бактериални антигени предизвикват образуването на антитела, които реагират кръстосано с човешки клетки, което води до развитие на ревматизъм и постстрептококов гломерулонефрит. Причинителят на сифилиса има фосфолипиди, подобни по структура на тези, открити в сърцето на животните и хората. Следователно кардиолипиновият антиген на сърцето на животните се използва за откриване на антитела срещу спирохета при болни хора (реакция на Васерман).
1673 0
Няколко основни химични семейства могат да бъдат антигени.
- Въглехидрати (полизахариди).Полизахаридите са имуногенни само когато са свързани с протеини-носители. Например, полизахаридите, които са част от по-сложни молекули (гликопротеини), ще предизвикат имунен отговор, някои от които са насочени директно към полизахаридния компонент на молекулата. Имунен отговор, представен главно от антитела, може да бъде индуциран срещу много видове полизахаридни молекули, като компоненти на микроорганизми и еукариотни клетки. Отличен пример за полизахаридна антигенност е имунният отговор, свързан с ABO кръвни групи. Полизахаридите в този случай са на повърхността на еритроцитите.
- Липиди.Липидите рядко са имуногенни, но може да бъде предизвикан имунен отговор към тях, ако липидите са конюгирани с протеини носители. По този начин липидите могат да се разглеждат като хаптени. Отбелязани са също имунни отговори към гликолипиди и сфинголипиди.
- Нуклеинова киселина.Нуклеиновите киселини са слаби имуногени сами по себе си, но стават имуногенни, когато се свържат с протеини носители. Нативната спирална ДНК обикновено не е имуногенна при животни. Въпреки това, в много случаи са отбелязани имунни отговори към нуклеинови киселини. Важен пример в клиничната медицина е появата на анти-ДНК антитела при пациенти със системен лупус еритематозус.
- катерици.На практика всички протеини са имуногенни. Така най-често имунният отговор се развива към протеини. Освен това, колкото по-високо е нивото на протеинова сложност, толкова по-силен е имунният отговор към този протеин. Размерът и сложността на протеиновите молекули определят наличието на множество епитопи.
Свързване на антиген с антиген-специфични антитела или Т клетки
Свързване на антигени с антитела, взаимодействие на антиген с В и Т клетки и последващи събития. На този етап е важно да се подчертае само, че ковалентните връзки не участват в свързването на антигена към антитялото или Т-клетъчните рецептори. Нековалентното свързване може да включва електростатични взаимодействия, хидрофобни взаимодействия, водородни връзки и сили на Ван дер Ваалс.Тъй като тези взаимодействащи сили са относително слаби, свързването между антигена и неговото комплементарно място на антигенния рецептор трябва да се осъществи в достатъчно голяма област, за да се обобщят всички възможни взаимодействия. Това състояние е в основата на изключителната специфичност на наблюдаваните имунологични взаимодействия.
Кръстосана реактивност
Тъй като макромолекулните антигени съдържат няколко епитопа, разделени един от друг, някои от тези молекули могат да бъдат променени, без да се променя напълно тяхната имуногенетична и антигенна структура. Това има важни последици при имунизиране срещу силно патогенни микроорганизми или силно токсични съединения. Наистина не е разумно да се имунизира с патогенен токсин. Въпреки това е възможно да се унищожи биологичната активност на такъв токсин и различни други токсини (например бактериални токсини или змийски отрови), като същевременно се запази тяхната имуногенност.Токсин, модифициран до такава степен, че вече не е токсичен, но все още запазва някои имунохимични характеристики, се нарича токсоид. По този начин можем да кажем, че токсоидът имунологично реагира кръстосано с токсина. Съответно, възможно е, чрез имунизиране на индивид с токсоид, да се предизвика имунен отговор към някои епитопи, които са запазени върху токсоида в същата форма, както върху токсина, тъй като те не са били унищожени по време на модификацията.
Въпреки че молекулите на токсина и токсоида се различават по много физикохимични и биологични характеристики, те са имунологично кръстосано реактивни. Достатъчен брой подобни епитопи позволява да се индуцира имунен отговор към токсоида и да се допринесе за ефективна защита срещу самия токсин. Имунологична реакция, при която имунни компоненти, независимо дали клетки или антитела, реагират с две молекули, които имат еднакви епитопи, но се различават по други начини, се нарича кръстосана реакция.
Когато две съединения са имунологично кръстосано реактивни, те споделят един или повече епитопи и имунен отговор към едно от съединенията ще разпознае един или повече от същите епитопи на другото съединение и ще го включи в реакцията. Друга форма на кръстосана реактивност възниква, когато антитела или клетки, специфични за един епитоп, се свързват, обикновено по-слабо, с друг епитоп, който не е напълно идентичен, но прилича на първия епитоп по структура.
Термините "хомоложен" и "хетероложен" се използват, за да покажат, че антигенът, използван за имунизация, е различен от този, срещу който произведените имунни компоненти ще реагират по-късно. Терминът "хомоложен" означава, че антигенът и имуногенът са еднакви.
Терминът "хетероложен" показва, че веществото, използвано за индуциране на имунния отговор, е различно от веществото, което по-късно се използва за реакция с продуктите на индуцирания отговор. В последния случай хетероложният антиген може или не може да реагира с имунни компоненти. Когато възникне реакция, може да се заключи, че хетероложните и хомоложните антигени проявяват имунологична кръстосана реактивност.
Въпреки че специфичността е основният критерий в имунологията, имунологичната кръстосана реактивност възниква на много нива. Това не означава, че ролята на имунологичната специфичност е намалена, а по-скоро показва, че съединения с кръстосана реактивност имат същите антигенни детерминанти.
В случаите на кръстосана реактивност антигенните детерминанти на кръстосано реагиращите вещества могат да имат идентични химични структури или да се състоят от идентични, но не идентични, физикохимични структури. В горния пример токсинът и съответният му токсоид представляват две молекули: токсинът е оригиналната молекула, а токсоидът е модифицирана, която е кръстосано реагираща с оригиналната (природна) молекула.
Има и други примери за имунологична кръстосана реактивност, при която две вещества, които я имат, не са свързани помежду си, освен че споделят един или повече епитопи, по-точно едно или повече места, които имат еднакви триизмерни характеристики. Тези вещества се класифицират като хетерофилни антигени. Например, антигени на човешка кръвна група А реагират с антисерум, приготвен срещу полизахарид (тип XIV) пневмококова капсула. По същия начин антигените на човешката кръвна група B реагират с антитела срещу определени щамове на Escherichia coli. В тези примери за кръстосана реактивност, микробните антигени се наричат хетерофилни антигени (по отношение на антигените на кръвната група).
Адюванти
За подобряване на имунния отговор към представения антиген често се използват различни добавки и ексципиенти. Адювант (от латински adjuvare - помагам) е вещество, което при смесване с имуноген засилва имунния отговор срещу този имуноген. Важно е да се прави разлика между носител на хаптен и адювант. Хаптенът става имуногенен след ковалентно конюгиране с носител; не може да бъде имуногенен, когато се смесва с адювант. По този начин адювантът засилва имунния отговор към имуногените. но не придава имуногенност на хаптените.Адювантите се използват за засилване на имунния отговор към антигени повече от 70 години. В момента има нарастващ интерес към идентифицирането на нови адюванти за използване при ваксинация, тъй като много кандидати за ваксина не са достатъчно имуногенни. Това е особено важно за пептидните ваксини.
Механизмът на действие на адюванта включва: 1) увеличаване на биологичния и имунологичния полуживот на антигените на ваксината; 2) повишено производство на локални възпалителни цитокини; 3) подобряване на доставянето, обработката на антигени и тяхното представяне (представяне) от APC, особено от дендритни клетки. Емпирично е установено, че адювантите, съдържащи микробни компоненти (напр. екстракти от микобактерии), са най-добри. Патогенните компоненти карат макрофагите и дендритните клетки да експресират костимулиращи молекули и да секретират цитокини.
Наскоро беше показано, че такава индукция от микробни компоненти включва молекули, които разпознават структури на патогенни микроорганизми (напр. TLR 2), експресирани от тези клетки. По този начин, свързването на микробни компоненти с TLR дава на клетките сигнал за експресия на костимулиращи молекули и секретиране на цитокини.
Въпреки че много различни адюванти са тествани в експерименти с животни (Таблица 3.2) и в експерименти с хора, само един е започнал да се използва за рутинна ваксинация. В момента единствените адюванти, одобрени за използване в патентовани човешки ваксини в САЩ, са алуминиев хидрат и алуминиев фосфат.
Като компонент на неорганична сол, алуминиевият йон се свързва с протеини, причинявайки тяхното утаяване, което засилва възпалителния отговор, което неспецифично повишава имуногенността на антигена. След инжектиране утаеният антиген се освобождава от мястото на инжектиране по-бавно от нормалното. Освен това, ако размерът на антигена се увеличи в резултат на утаяване, това ще увеличи вероятността макромолекулата да бъде подложена на фагоцитоза.
Много адюванти се използват в експерименти с животни. Един от често използваните адюванти е Пълен адювант на Freund (FCA), състоящ се от убити Mycobacterium tuberculosis или M.Butyricum, суспендирани в масло. Впоследствие от тях се приготвя емулсия с воден разтвор на антигена. Емулсията вода в масло, съдържаща адювант и антиген, позволява антигенът да се освобождава бавно и постепенно, удължавайки излагането на имуногена на реципиента. Други микроорганизми, използвани като адюванти, са Bacillus Calmette-Guerin (BCG) (атенюиран от Mycobacterium), Corynebacterium parvum и Bordetella pertusis.
Всъщност много от тези адюванти използват способността на молекули, експресирани от микроби, да активират имунните клетки. Такива молекули включват липополизахариди (LPS), бактериална ДНК, съдържаща неметилирани CpG динуклеотидни повторения и бактериални протеини на топлинен шок. Много от тези микробни адюванти свързват рецептори, които разпознават патогенни структури като TLRs. Свързването на тези рецептори, експресирано от много видове клетки на вродената имунна система, насърчава стимулирането на адаптивен отговор от В и Т лимфоцитите. Например, дендритните клетки са важни APC, чрез които
Таблица 3.2. Известни адюванти и техния механизъм на действие действие на микробни адюванти. Те отговарят със секрецията на цитокини и експресията на костимулиращи молекули, които от своя страна стимулират активирането и диференциацията на антиген-специфичните Т клетки.
| Адювант | Съединение | Механизъм на действие |
| Алуминиев хидроксид или фосфат (стипца) | Алуминиев хидроксиден гел | |
| Алуминий с дипептид, изолиран от микобактерии | Хидратен алуминиев гел с мурамил дипептид | |
| Алуминий с Bordetella pertusis | Смърч алуминиев хидрат с убита Bordetella pertusis | Повишено усвояване на APC антигени; забавяне на освобождаването на антигена; индуциране на костимулиращи молекули върху APC |
| Пълен адювант на Freund | Водно-маслена емулсия с убити микобактерии | Повишено усвояване на APC антигени; забавяне на освобождаването на антигена; индуциране на костимулиращи молекули върху APC |
| Непълен адювант на Freund | Водно-маслена емулсия | Повишено усвояване на APC антигени; забавено освобождаване на антиген |
| Имуностимулиращи комплекси | Отворени клетъчни структури, съдържащи холестерол и смес от сапонини | Освобождаване на антиген в цитозола; позволяват да се индуцират Т-клетъчни цитотоксични отговори |
Р. Койко, Д. Съншайн, Е. Бенджамини
Антигени- вещества от различен произход, носещи признаци генетична чуждости предизвикване на развитие на имунни отговори ( хуморална, клетъчна, имунологична толерантност, имунологична памети т.н.).
Свойствата на антигените, заедно с чуждост, ги определя имуногенност -способност за предизвикване на имунен отговор и антигенност- способността (на антиген) да взаимодейства селективно със специфични антитела или антиген-разпознаващи рецептори на лимфоцити.
Антигените могат да бъдат протеини, полизахариди и нуклеинови киселини в комбинация помежду си или липиди. Антигените са всякакви структури, които носят признаци на генетична чуждост и се разпознават като такива от имунната система. Протеиновите антигени, включително бактериалните екзотоксини и вирусната невраминидаза, имат най-висока имуногенност.
Разнообразието на понятието "антиген".
Антигените се делят на пълен (имуногенен)винаги проявяващи имуногенни и антигенни свойства, и непълни (хаптени)неспособни сами да предизвикат имунен отговор.
Хаптените имат антигенност, която определя тяхната специфичност, способността селективно да взаимодействат с антитела или лимфоцитни рецептори и да се определят от имунологични реакции. Хаптените могат да станат имуногенни, когато се свържат с имуногенен носител (напр. протеин), т.е. станете пълни.
Хаптенната част е отговорна за специфичността на антигена, а носителят (по-често протеинът) е отговорен за имуногенността.
Имуногенностзависи от редица причини (молекулно тегло, подвижност на антигенните молекули, форма, структура, способност за промяна). Степента е важна хетерогенност на антигена, т.е. чуждостза даден вид (макроорганизъм), степента на еволюционна дивергенция на молекулите, уникалността и необичайността на структурата. Определена е и чуждостта молекулно тегло, размер и структура на биополимера, неговата макромолекулна и структурна твърдост.Протеините и други високомолекулни вещества с по-високо молекулно тегло са най-имуногенни. От голямо значение е твърдостта на структурата, която се свързва с наличието на ароматни пръстени в състава на аминокиселинните последователности. Последователността на аминокиселините в полипептидните вериги е генетично определена черта.
Антигенността на протеините е проява на тяхната чуждост и нейната специфичност зависи от аминокиселинната последователност на протеините, вторичната, третичната и кватернерната (т.е. от общата конформация на протеиновата молекула) структура, от повърхностно разположените детерминантни групи и крайните амино киселинни остатъци. Колоидно състояние и разтворимост -основни свойства на антигените.
Специфичността на антигените зависи от специфични региони на протеинови и полизахаридни молекули, т.нар епитопи.Епитопи или антигенни детерминанти -фрагменти от антигенни молекули, които предизвикват имунен отговор и определят неговата специфичност. Антигенните детерминанти селективно реагират с антитела или антиген-разпознаващи клетъчни рецептори.
Структурата на много антигенни детерминанти е известна. В протеините това обикновено са фрагменти от 8-20 аминокиселинни остатъка, изпъкнали на повърхността, в полизахаридите, изпъкнали О-странични дезоксизахаридни вериги в състава на LPS, в грипния вирус, хемаглутинин, в човешкия имунодефицитен вирус, мембранен гликопептид .
Епитопите могат да се различават качествено и за всеки могат да се образуват „свои“ антитела. Наричат се антигени, съдържащи една антигенна детерминанта едновалентенредица епитопи поливалентен. Полимерни антигенисъдържат голям брой идентични епитопи (флагелини, LPS).
Основни видове антигенна специфичност(в зависимост от спецификата на епитопите).
1.видове- характерни за всички индивиди от един и същи вид (общи епитопи).
2.група- вътревидови (изоантигени, които са характерни за отделни групи). Пример са кръвните групи (ABO и др.).
3.Хетероспецифичност- наличието на общи антигенни детерминанти в организми от различни таксономични групи. В бактериите и тъканите на гостоприемника има кръстосано реактивни антигени.
а. Антигенът на Forsman е типичен кръстосано реактивен антиген, открит в еритроцитите на котки, кучета, овце и бъбреците на морски свинчета.
b.Rh- еритроцитна система. При хората Rh антигените аглутинират антителата към еритроцитите Macacus rhesus, т.е. са кръстосани.
в. Известни са общи антигенни детерминанти на човешки еритроцити и чумен бацил, едра шарка и грипни вируси.
г. Друг пример е протеин А от стрептокок и миокардна тъкан (клапен апарат).
Такава антигенна мимикрия заблуждава имунната система и предпазва микроорганизмите от нейното въздействие. Наличието на кръстосани антигени може да блокира системи, които разпознават чужди структури.
4.Патологични.При различни патологични промени в тъканите настъпват промени в химичните съединения, които могат да променят нормалната антигенна специфичност. Появяват се антигени „изгаряне“, „радиация“, „рак“ с променена видова специфичност. Има концепция автоантигениВеществата в организма, към които могат да възникнат имунни реакции (т.нар автоимунни реакции)насочени срещу определени телесни тъкани. Най-често това се отнася за органи и тъкани, които обикновено не се повлияват от имунната система поради наличието на бариери (мозък, леща, паращитовидни жлези и др.).
5.Стадиоспецифичност. Има антигени, характерни за определени етапи на развитие, свързани с морфогенезата. Алфа-фетопротеинът е характерен за ембрионалното развитие, синтезът в зряла възраст се увеличава рязко при рак на черния дроб.
Антигенна специфичност и антигенна структура на бактериите.
Да характеризира микроорганизмите разпределете родовата, видовата, груповата и типовата специфичност на антигените.Най-точното разграничаване се извършва с помощта на моноклонални антитела(MCA), разпознаващ само една антигенна детерминанта.
Притежавайки сложна химична структура, бактериалната клетка представлява цял комплекс от антигени. Камшичетата, капсулата, клетъчната стена, цитоплазмената мембрана, рибозомите и други компоненти на цитоплазмата, токсините, ензимите имат антигенни свойства.
Основните видове бактериални антигени са:
Соматични или О-антигени (при грам-отрицателни бактерии специфичността се определя от дезоксизахарите на LPS полизахаридите);
Камшичета или Н-антигени (протеин);
Повърхностни или капсулни К-антигени.
Разпределете защитни антигени, осигуряваща защита (защита) срещу съответните инфекции, която се използва за създаване на ваксини.
Суперантигени(някои екзотоксини, като стафилококов) предизвикват прекалено силен имунен отговор, често водещ до нежелани реакции, развитие на имунна недостатъчност или автоимунни реакции.
Антигени на хистосъвместимост.
По време на трансплантация на органи има проблем с тъканната съвместимост, свързан със степента на тяхната генетична връзка, реакции на отхвърляне на чужди алогенни и ксеногеннитрансплантации, т.е. проблеми с трансплантационния имунитет. Има редица тъканни антигени. Трансплантационните антигени до голяма степен определят индивидуалната антигенна специфичност на организма. Наборът от гени, които определят синтеза на трансплантационни антигени, се нарича основна система за хистосъвместимост.При хората често се нарича HLA система (Human leucocyte antigens), поради ясното представяне на трансплантационни антигени върху левкоцитите. Гените на тази система са разположени на късото рамо на хромозомата C6. HLA системата е система от силни антигени. Спектърът на МНС молекулите е уникален за един организъм, което определя неговата биологична индивидуалност и прави възможно разграничаването на „чужди-несъвместими“.
Седемте генетични локуса на системата са разделени на три класа.
Първокласни гениконтролират синтеза на антигени от клас 1, определят тъканни антигени и контролират хистосъвместимостта. Антигени от клас 1 определят индивидуалната антигенна специфичност, те представят всякакви чужди антигени на Т-цитотоксичните лимфоцити.На повърхността се представят антигени от клас 1 всичкоядрени клетки. Клас 1 MHC молекули взаимодействат с CD8 молекулата, експресирана върху цитотоксичната лимфоцитна прогениторна мембрана (CD-клъстерна разлика).
MHC клас 2 гениконтролни антигени от клас 2. Те контролират отговора към тимус-зависими антигени.Антигените от клас 2 се експресират предимно върху мембраната имунокомпетентни клетки(предимно макрофаги и В-лимфоцити, частично активирани Т-лимфоцити). Същата група гени (по-точно HLA-D региона) също включва гени Ir - сили на имунния отговор и гени Is - потискане на имунния отговор. MHC антигените от клас 2 осигуряват взаимодействие между макрофагите и В-лимфоцитите, участват във всички етапи на имунния отговор - представяне на антиген от макрофаги към Т-лимфоцити, взаимодействие (коопериране) на макрофаги, Т- и В-лимфоцити, диференциация на имунокомпетентни клетки. В образуването участват антигени от клас 2 антимикробен, противотуморен, трансплантационен и други видове имунитет.
Структурите, чрез които протеините на МНС клас 1 и 2 свързват антигени (т.нар активни центрове)по отношение на специфичността те са по-ниски само от активните центрове на антителата.
MHC клас 3 геникодират отделни компоненти на системата на комплемента.
Обработка на антиген- това е съдбата им в тялото. Една от най-важните функции на макрофагите е обработката на антиген в имуногенна форма (това всъщност е обработка на антиген) и представянето му на имунокомпетентни клетки. В обработката, заедно с макрофагите, участват В-лимфоцити, дендритни клетки, Т-лимфоцити. Под обработка се разбира такава обработка на антиген, в резултат на която пептидните фрагменти на антигена (епитопите), необходими за предаване (представяне), се избират и свързват с протеини от МНС клас 2 (или клас 1). В такава сложна форма антигенната информация се предава на лимфоцитите. Дендритните клетки са важни за фиксирането и дългосрочното съхранение (депозиране) на обработения антиген.
екзогенни антигенипретърпяват ендоцитоза и разцепване в антиген-представящи (представящи) клетки. Антигенният фрагмент, съдържащ антигенната детерминанта, в комбинация с молекулата на МНС клас 2, се транспортира до плазмената мембрана на антиген-представящата клетка, интегрира се в нея и се представя на CD4 Т-лимфоцитите.
ендогенни антигени- продукти на собствените клетки на тялото. Това може да са вирусни протеини или анормални протеини от туморни клетки. Техните антигенни детерминанти се представят на CD8 Т-лимфоцити в комплекс с МНС клас 1 молекула.