Понятие об антигене. Виды антигенов

Антигены - вещества, несущие признаки генетически чужеродной информации, способные вызывать иммунный ответ, направленный на их удаление.

Эпитоп или антигенная детерминанта - участок молекулы антигена, распознаваемый ИС, специфически связывающийся с антигенраспознающими рецепторами клеток ИС и антителами.

Антигенами чаще всего являются белки другого организма. Минимальный размер пептидной молекулы, способной быть антигеном - 8­10 аминокислотных остатков (от 10 кДа). В качестве антигенов могут также выступать соединения белков с остатками жирных кислот (липопротеины), сахарами (гликопротеины).

Антигены могут быть сложными, состоящими из компонентов белковой и небелковой природы, например вирусные частицы или бактериальные клетки. При определенных условиях свойствами антигенов могут обладать полисахариды, фосфолипиды и некоторые другие молекулы.

Антигенные детерминанты бактериальной клетки

Свойства антигена:

- чужеродность

- специфичность

- антигенность

- иммуногенность

Чужеродность - свойство антигена по отношению к организму, в который антиген попадает. По чужеродности выделяют следующие антигены:

- Ксеногенные (гетерологичные) антигены - антигены других биологических видов. Обладают наибольшей чужеродностью.

- Аллогенные (гомологичные) - характерные для разных особей одного биологического вида. Внутри вида могут встречаться особи как схожие, так и очень разные по генетическому составу. Чужеродность может быть различной.

- Изоантигенные (сингенные) - характерные для особей с одинаковым генетическим кодом (однояйцевые близнацы). Изоантигены, как правило не вызывают ИО, поскольку воспринимаются иммунной системой, как антигены собственного организма.

Аутоантигены (аутологичные) - антигены собственного организма. В норме не воспринимаются иммунной системой. Вызывают ИО при аутоиммунных заболеваниях.

Специфичность - структурные особенности антигена, определяющие его уникальность. Специфичность заключена в структуре молекулы антигена (последовательность аминокислотных остатков, третичная структура белка).

Эти особенности распознаются иммунной системой и формируется иммунный ответ.

Антигенная детерминанта (эпитоп) - участок молекулы антигена, определяющий его специфичность, связывающийся с антигенраспознающими рецепторами Т-лимфоцитов (TCR) и В-лимфоцитов BCR) и антителами. Большинство молекул антигенов имеют несколько антигенных детерминант.

- Антигенность - способность антигена вызывать иммунный ответ в данном организме. Различные антигены вызывают разные по силе и направленности иммунный ответ. В первую очередь антигенность зависит от количества и разнообразия антигенных детерминант.

- Иммуногенность - способность антигена формировать иммунитет (невосприимчивость) или иммунологическую память. Для патогенных микроорганизмов иммуногенность определяет невосприимчивость к данной инфекции после перенесенного заболевания или вакцинации. Иммуногенность можно усилить за счет присоединения к антигену иммуностимулирующих компонентов. Вещества, неспецифически повышающие иммуногенность антигена, называются адъювантами.

Виды антигенов. По физико-химическим свойствам антигены можно разделить на растворимые и корпускулярные.

Корпускулярные - являются сложными структурами, несущими множество антигенных детерминант. К таким антигенам можно отнести частицы вирусов, бактериальных клеток, пыльцу растений.

К растворимым антигенам относят бактериальные токсины, зоотоксины, способные растворяться в биологических жидкостях.

В зависимости от способности вовлекать в иммунный ответ Т- лимфоциты антигены делятся на тимусзависимые и тимуснезависимые.

Тимусзависимые - антигены, иммунный ответ на которые развивается с обязательным участием Т-хелперов. Большинство природных антигенов являются тимусзависимыми. Иммунный ответ осуществляется в результате взаимодействия Т- и В-лимфоцитов.

Тимуснезависимые антигены - способны запускать иммунный ответ за счет активации В-лимфоцитов без участия Т-хелперов. Примером являются липополисахариды клеточной стенки грамотрицательных бактерий, декстран, флагеллин бактерий. Они вызывают перекрестное «сшивание» антиген распознающих рецепторов В-лимфоцитов и активацию этих клеток.

Важным видом антигенов являются суперантигены.

Суперантигены – способны не специфически взаимодействовать с множеством антиген распознающих рецепторов лимфоцитов и вызывать поликлональную активацию этих клеток. В результате усиленной пролиферации множества клонов и резкого повышения продукции цитокинов может развиться тяжелая системная реакция с признаками шока и полиорганной недостаточности. Кроме того, избыточная активация лимфоцитов ведет к их апоптозу и развитию иммунодефицита. Свойствами суперантигенов обладают некоторые бактериальные продукты (стафилококковый энтеротоксин, стрептококковый экзотоксин и т.д.).

Толерагены - способны вызвать развитие иммунной толерантности (анергии, неотвечаемости). Как правило, это антигены с низкой молекулярной массой. Их не захватывают антиген презентирующие клетки, вследствие чего процесс презентации не происходит и иммунный ответ не развивается.

Гаптены - низкомолекулярные химические вещества, которые вызывают иммунный ответ только после соединения с более крупным носителем. В качестве носителя могут выступать собственные белки и клетки организма. В результате этого иммунный ответ против гаптенов может повреждать и собственные структуры. К наиболее распространенным гаптенам относятся: нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), лекарственные вещества, неорганические молекулы (бром, никель) и т.д.

Аллергены - антигены, вызывающие выработку IgE, опосредующего развитие аллергических реакций. Обычно аллергены не несут угрозы человеку и являются безвредными белками. Однако у некоторых людей они вызывают развитие аллергических реакций, в некоторых случаях даже угрожающих жизни.

Наиболее распространенной классификацией аллергенов в нашей стране является выделение следующих групп:

- неинфекционные - бытовые (аэроаллергены жилищ), эпидермальные, пищевые, инсектные, лекарственные.

- инфекционные - грибковые и бактериальные аллергены.

Бытовые аллергены. Домашняя пыль имеет сложный состав, в который входят клещи домашней пыли и продукты их жизнедеятельности, растительные и неорганические частицы, споры плесневых грибов, бактерии, шерсть и выделения домашних животных и грызунов (мышей, крыс), аллергены тараканов, а также формальдегид и летучие органические соединения (из линолеума, синтетических напольных покрытий, фурнитуры, мебели и т.д.).

Основное значение имеют пироглифидные клещи

(Dermatophagoidespteronyssimus и Dermatophagoidesfarina). Это мельчайшие членистоногие размером около 0,3 мм, которые питаются чешуйками слущенного эпидермиса человека и животных. Наилучшими условиями для жизнедеятельности и размножения клещей является высокая влажность > 60% при t 22-27°, поэтому к излюбленным местам обитания клещей относится постель (подушки, одеяла, матрасы), мягкая мебель, ковры.

Чрезвычайно аллергенными являются тараканы. Хорошо известна роль корма для аквариумных рыбок (причиной является аллергия к дафнии - основной составляющей этого корма).

Эпидермальные аллергены. Аллергены различных животных и птиц: кошек, собак, хомячков, лошадей, перо птиц. Аллергенами бывает не столько шерсть, сколько белки эпидермиса, слюны, продукты потовых и сальных желез, моча, семенная жидкость, фекалии животных.

Наиболее частыми виновниками эпидермальной аллергии являются аллергены кошки, в меньшей степени - собаки. Эпидермальные аллергены можно обнаружить не только в воздухе помещений, где обитают эти животные, но и в составе домашней пыли, коврах, мебели. При удалении животного высокая концентрация аллергена в помещении сохраняется в течение 6 мес. и более. Мыши, крысы, морские свинки могут стать причиной аллергии у тех, кто с ними контактирует.

Пыльцевые аллергены. Наиболее частой причиной поллиноза является легкая пыльца ветроопыляемых растений. Концентрация пыльцевых аллергенов выше в сухие жаркие дни и уменьшается после дождя. Пыльцевые зерна - живые мужские гаметофиты высших растений, содержат внутреннюю целлюлозную мембрану (интина) и двухслойную наружную - (экзина). Диаметр пыльцевых зерен амброзии - 20 мкм, пыльцы деревьев - 20-60 мкм, пыльцы злаковых трав - 30-40 мкм. Растения способны вырабатывать огромное количество пыльцы. Один кустик амброзии выделяет в сутки до 1 млн зерен пыльцы. Пик продукции пыльцы амброзии приходится на ранние утренние часы. Деревья (береза, ольха, лещина, дуб)

Злаковые травы (ежа, тимофеевка, овсяница, мятлик, райграс)

Сорные травы (амброзия, полынь, лебеда, чертополох)

Пищевые аллергены. Продукты животного и растительного происхождения (молоко, яйцо, курица, арахис, орехи, соя, морепродукты, рыба, пшеница).

Споры плесневых грибов. В воздухе жилых и производственных помещений, подвалов, а также в атмосферном воздухе определяется более 100 видов плесневых грибов. Высокая концентрация плесневых грибов выявляется в подвалах, ванных комнатах, библиотеках, плохо проветриваемых жилых помещениях. Большинство грибов размножаются круглогодично, хотя концентрация некоторых из них увеличивается в осенние месяцы.

К наиболее распространенным грибковым аллергенам относятся грибы семейств Altemaria, Cladosporium, Aspergilus, Penicillium.

Условно они делятся на внедомашние и внутридомашние.

Внедомашние антигены. Альтернария (Основной аллерген Alt а 1. Всего 32 АГ, 19 обладают аллергенными свойствами).

Кладоспориум (Основные аллергены Clah1 и Qah2.Всего 60 АГ, 2 основных, 10 промежуточных, 25 - малых).

Альтеранария и кладоспориум активно размножаются на гниющих частях растений и в почве при относительно высоком (22-25%) содержании влаги. Содержание спор в воздухе имеет сезонный характер (с ранней весны до поздней осени).

Внутридомашние антигены. Аспергиллус (А. Fumigatus) (Основной аллерген Aspf І.Всего 44 АГ, 18 обладают аллергенными свойствами).

Пенициллум (зеленая плесень).

Вызывают гниение хранящегося зерна, фруктов и овощей. Обнаруживаются в подвалах, влажных, плохо проветриваемых местах.

Инсектные аллергены. Аллергены насекомых, которые могут поступить в организм ингаляционно или при ужалении, укусе. При ужалении насекомыми наиболее часто инсектная аллергия развивается на яд пчел, ос, шмелей, шершней. Реже наблюдаются аллергические реакции на укусы кровососущих насекомых - комаров, мошек.

Жалящие насекомые (яд) Медоносная пчела Шмель Шершни Осы, Муравьи

Нежалящие насекомые Комары (секрет слюнных желез), Тараканы (тело и хитиновый покров), Мотыль , Моль, Блохи, москиты (слюна)

Лекарственные аллергены. Аллергенные свойства лекарственных препаратов существенно зависят от их структуры и молекулярной массы. Высокомолекулярные соединения (сыворотки, стрептокиназа, инсулин) способны индуцировать иммунный ответ. Низкомолекулярные соединения (гаптены) вызывают аллергические реакции после связывания с белками сыворотки (альбумины, глобулины), тканевыми белками (проколлагены, гистоны) или клетками.

Полноценные лекарственные аллергены. Иммунные сыворотки, Инсулин, Ферменты (аспаракиназа, стрептокиназа),

Вакцины, Латекс

Гаптены. НПВС, ацетилсалициловая кислота, ß-лактамные антибиотики, Сульфаниламиды, Противотуберкулезные препараты (изониазид, рифампицин), Наркозные средства (миорелаксанты, тиопентал), Аллопуринол, Психотропные средства

Йодсодержащие рентгеноконтрастные средства, Антигипертензивные (ингибиторы АПФ, метилдопа), Местные анестетики.