Антигенами (от лат. anti — против, genos — род) называют генетически чужеродные вещества, которые при введении во внутреннюю среду организма способны вызывать иммунный ответ в виде образования антител или иммунных Т-лимфоцитов и взаимодействовать с ними. Следовательно, основными свойствами антигена являются иммуногенность и специфичность (антигенность). Антигенами .микроорганизмов могут быть структурные элементы клеток и продукты метаболизма клеток.

Иммуногенность — способность индуцировать иммунный ответ.

Специфичность — способность антигена вступать в реакции взаимодействия со специфичными к нему антителами или активированными (примированными) лимфоцитами, что приводит в итоге к нейтрализации этого антигена.

Иммуногенность определяется:

— чужеродностью, т. е. вещество должно распознаваться иммунной системой как «не свое»; при этом, чем меньше выражено генетическое родство между организмом и вводимым веществом, тем лучшим иммуногеном оно является;

- молекулярной массой, которая должна быть не менее 5-10 кДа; чем больше молекулярная масса антигена, тем выраженнее иммунный ответ;

— химической природой; антигены могут быть белками, полисахаридами, полипептидами, фосфолипидами, нуклеиновыми кислотами и др.

В зависимости от химической природы и молекулярной массы антигены могут быть полными (иммуногенными) и неполными (их называют гаптенами).

Полные антигены (иммуногены) индуцируют специфический иммунный ответ и вступают в реакции взаимодействия с антителами и активированными (примированными) Т-лимфоцитами. К ним относятся высокомолекулярные вещества — белки, полисахариды, гликопротеины, липополисахариды, липопротеины, нуклеопротеины, и корпускулярные формы (микроорганизмы, чужеродные клетки и др.). Антигены могут быть экзогенной и эндогенной природы.

Эндогенными являются антигены собственных клеток организма с измененным геномом и образуемые ими продукты. Такие антигены получили название аутоантигенов.

Гаптены — это простые химические соединения малой молекулярной массы — дисахариды, липиды, пептиды, нуклеиновые кислоты и др. Они не обладают иммуногенностью, но имеют высокий уровень специфичности при взаимодействии с продуктами иммунного ответа (антителами и Т-лимфоцитами). Если гаптен соединить с белком, он приобретает свойство иммуногенности. В этом сложном комплексе именно гаптен определяет его специфичность.

Полугаптены образуются при соединении неорганических веществ (йод, бром, азот и др.) с белком. Такие комплексы могут вызывать образование антител, специфичных к неорганическим соединениям.

Проантигены являются аллергенами-гаптенами или неантигенными веществами (сульфаниламиды, антибиотики, фенолфталеин и др.), которые при соединении с белками макроорганизма способны вызывать состояние сенсибилизации и развитие аллергических реакций.

На поверхности всех антигенов имеются выступающие концевые молекулы, которые у полных антигенов образованы аминокислотами определенной конфигурации. Они обладают иммуногенными свойствами и их называют эпитопами или антигенными детерминантами. Именно с ними взаимодействуют антитела или антигенраспознающие рецепторы лимфоцитов. Корпускулярные антигены имеют несколько эпитопов, поэтому их называют поливалентными. Гаптены имеют один эпитоп и являются одновалентными.

Способы включения иммунной системы в ответ на проникновение чужеродного антигена различны и зависят от типа антигенов—тимусзависимых или тимуснезависимых. Полноценное развитие специфического иммунного ответа на тимусзависимые антигены возможно только в присутствии Т-лимфоцитов. Тимуснезависимые антигены (в основном полисахариды) обеспечивают иммунный ответ без участия Т-лимфоцитов.

В некоторых случаях микробы продуцируют особые вещества, которые получили название суперантигенов. Они способны связываться с Т-лимфоцитами без помощи антигенпредставляющих клеток (АПК) и минуя их активные центры. Такое связывание вызывает поликлональную активацию Т-лимфоцитов, которые начинают секретировать избыточное количество цитокинов. Это вызывает синдром общей интоксикации в организме. Затем такие активированные Т-лимфоциты погибают в результате апоптоза (запрограммированной гибели клеток). Обычно суперантигены активируют 2-20% периферических Т-лимфоцитов, и их запрограммированная гибель после активации приводит к развитию иммунодефицита.

Суперантигенами для Т-лимфоцитов являются энтеротоксины стафилококков, токсин синдрома токсического шока, антигены ВИЧ (вируса иммунодефицита) и вируса бешенства.

Все существующие в природе клетки — от вирусной частицы до клеток человеческого организма—представлены пестрой мозаикой антигенов. Огромное число существующих антигенов классифицируют на основании происхождения (естественные, искусственные, синтетические), химической природы (белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, липиды и др.), генетических признаков—аутоантигены, аллоантигены (изоантигены), ксеноантигены.

Антигенный спектр микроорганизмов разнообразен и выражается антигенной формулой, т. е. символами в виде букв или цифр. Например, антигенная формула бактерии брюшного тифа представлена антигенами 9, 12, Vi, d.

В зависимости от локализации различают следующие бактериальные антигены:

• капсульные (К-АГ), расположенные наиболее поверхностно и представленные полисахаридами, полипептидами или белками. Такие антигены имеются у пневмококков, сальмонелл, сибиреязвенной бациллы. К капсульным антигенам относится антиген вирулентности (Vi-антиген), который обычно обнаруживают у высоковирулентных энтеробактерий;

• жгутиковые (Н-АГ), имеющиеся у подвижных бактерий. Н-АГ является белком флагеллином, легко разрушается при нагревании, но сохраняет свои свойства после обработки фенолом;

• соматические (О-АГ), локализующиеся на поверхности клеточной стенки. О-АГ состоит из липополисахарида, на конце которого имеются олигосахаридные цепочки, обеспечивающие его специфичность. О-АГ термостабилен, сохраняет свои свойства после обработки спиртом и формалином, но разрушается фенолом;

• цитоплазматические АГ—белковые и нуклеопротеидные компоненты цитоплазмы клеток, являются липопротеидами мембранных структур;

• внеклеточные АГ—экзопродукты бактерий белковой природы (экзотоксины, ферменты агрессии—ДНК-аза, протеазы, стрептокиназа и др.).

Комплекс антигенов целых микробных клеток и экзотоксины бактерий являются полными антигенами и стимулируют реакции иммунного ответа. По степени специфичности антигены микроорганизмов делят на групповые, к которым относят родоспецифические (общие для рода) или видоспецифические (общие для вида), и серовариантные. Последние обеспечивают неоднородность вида и существование внутри вида отдельных антигенных вариантов.

Антигенное строение тканей человека и животных также сложно. Каждая клетка является комплексной антигенной системой. Различают антигены видоспецифические, содержащиеся в сыворотке крови, печени, селезенке и других органах, и аллоантигены (изоантигены), по которым отдельные индивидуумы различаются между собой. К последним относят эритроцитарную систему АВО, систему Rh (резус)-фактора, антигены главного комплекса гистосовместимости (ГКГС), или как его еще называют МНС (от англ. Major Histocompatibility Complex), и др.

Антигены МНС уникальны для каждого организма и определяют его биологическую индивидуальность. По химической структуре и функциональному назначению они подразделяются на два класса:
• антигены (молекулы) I класса МНС представлены в разных количествах на поверхности всех ядросодержащих клеток; больше всего их на лимфоцитах и лейкоцитах. Это тканевые антигены, играющие важную роль в процессах отторжения пересаженных аллогенных тканей. Кроме того, они представляют собой чужеродный антиген (обычно вирусный) для клеток-киллеров, которые его избирательно уничтожают. По химической природе данные антигены являются гликопротеинами клеточных мембран и состоят из двух полипептидных цепей — тяжелой α-цепи с большой молекулярной массой и легкой β-цени с меньшей молекулярной массой. Тяжелая цепь проникает через мембрану клетки. Она нековалентно связана с легкой цепью, которая не является трансмембранной;
• антигены (молекулы) II класса МНС находятся на мембране иммунокомпетентных клеток — макрофагов, моноцитов, В-лимфоцитов, активированных Т-клеток, дендритных клеток и др. Эти клеточные молекулы представляют чужеродный антиген в иммуногенной форме для распознавания путем взаимодействия с рецептором CD4 Т-хелперов. Они состоят из двух трансмембранных микроглобулинов почти равной молекулярной массы.

Степень участия молекул МНС в некоторых иммунных реакциях — см. таблицу ниже.

Генетический контроль развития и функционирования иммунной системы осуществляется комплексом генов МНС, который состоит из 4*10⁶ пар нуклеотидов ДНК, локализованных в хромосоме 6. Гены МНС делятся на 3 класса:
— гены 1-го класса, контролирующие экспрессию (выход на поверхность клеток) антигенов I класса МНС;
— гены 2-го класса, экспрессирующие антигены II класса МНС;
— гены 3-го класса, контролирующие синтез иммунорегуляторных цитокинов (факторы некроза опухолей) и некоторых компонентов комплемента.

- Читать далее "Органы иммунной системы"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 14.08.2019