Антигены как факторы приобретенного антимикробного иммунитета

Антигены (anti – против, genos – род) – это любые генетически чужеродные вещества, которые, попав во внутреннюю среду организма или образуясь в организме, вызывают ответную специфическую иммунологическую реакцию, проявляющуюся синтезом антител, появлением сенсибилизированных лимфоцитов или возникновением толерантности к этому веществу, гиперчувствительности немедленного и замедленного типов иммунологической памяти.

Антигены – вещества любого происхождения, которые способны вызывать в организме специфическую иммунную реакцию и принимать участие в ее осуществлении.

Различают полные и неполные антигены или гаптены.

Антигены, вызывающие полноценный иммунный ответ, называются полными Аг. Полными Аг являются органические вещества микробного, растительного и животного происхождения. Химические элементы, простые и сложные неорганические соединения антигенностью не обладают. Антигенами могут быть также бактерии, грибы, простейшие, вирусы, клетки и ткани животных, попавшие во внутреннюю среду макроорганизма, а также клеточные стенки, ЦПМ, рибосомы, митохондрии, микробные токсины, экстракты гельминтов, яды многих змей и пчел, природные белковые вещества, некоторые полисахаридные вещества микробного происхождения, растительные токсины и т.д. Антигенность определяется структурными особенностями биополимеров, являющихся генетически чужеродными для организма; к ним относятся белки, их комплексы с углеводами (гликопротеиды), липидами (липопротеиды), нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды), а также сложные полисахариды, липополисахариды. Их молекулярная масса, как правило, более 10000. Полисахариды антигены при молекулярной массе выше 10000. Практически все природные субстраты, обладающие антигенными свойствами, являются комплексами нескольких Аг.

Некоторые вещества самостоятельно не вызывают иммунного ответа, но приобретают эту способность при соединении с белками (носителями). Такие вещества называют неполными антигенами или гаптенами. Гаптенами могут быть химические вещества с малой молекулярной массой или более сложные химические вещества, не обладающие свойствами полного антигена: некоторые бактериальные полисахариды, полипептид туберкулезной палочки, липиды, пептиды.

Гаптены иммунного ответа не вызывают, но они вступают в реакцию с сыворотками, содержащими специфические к ним антитела.

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

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

Структура, обладающая индивидуальной антигенной специфичностью, называется антигенным дерматитом, или эпитолом. Последнее название отражает то, что антигенной активностью обладают только структуры лежащие на поверхности молекулы.

Разнообразие белковых эпитолов достигается за счет мозаики аминокислотных остатков, расположенных на глобулярной поверхности молекулы белка.

Эпитолы, определяющие антигенность белковой молекулы, состовляет 6-25 аминокислот и располагаются в разных частях молекулы, разделяясь неантигенными структурами. При этом эпитолы одной молекулы не обязательно должны иметь одинаковый состав и одинаковую специфичность.

Детерминанты антигена – это те его части, которые распознаются антителами и иммунокомпетентными клетками. Полные антигены могут в своем составе иметь две и более однозначные детерминантные группировки, поэтому они являются двухвалентными или поливалентными. Неполные антигены (гаптены) имеют лишь одну детерминантную группировку, т.е. являются одновалентными.

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

Строение антигенов отражает эволюционную близость обладающих ими организмов. Существуют общие Аг, 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.

В ходе эволюции микроорганизмы, инфицирующие человека и животных, приобретают антигены, сходные с антигенами хозяина, что называется антигенной мимикрией. Это способствует тому, что к таким Аг долго не возникает иммунологической реакции, и микроорганизмы получают шанс дополнительный для выживания в организме хозяина, поскольку они не распознаются как чужеродные.

Чужеродные антигены, обладающие структурами, сходными с Аг хозяина, получили название перекрестнореагирующих антигенов (ПРА). Поскольку ПРА находятся в комплексе с другими высокомолекулярными для организма Аг, иммунный ответ на них может возникнуть, но это может быть иммунопатологический процесс.

Антигены нервной системы, глаз, репродуктивных органов отделены от внутренней среды физиологическими барьерами. Их Аг не индуцируют полноценную толерантность и не вызывают в здоровом организме аутоиммунной реакции, поскольку не проникают в органы иммуногенеза. Такие Аг называют забарьерными. В случаях повреждения барьеров при травме или заболевании забарьерные Аг поступают в общую циркуляцию и могут вызвать иммунопатологический процесс.

Собственные Аг организма могут подвергнуться модификации при действии внешних химических или физических факторов или вступит в контакт с чужеродными веществами гаптенной природы. В результате формируются антигены, гаптенная часть которых – чужеродная структура, а носитель – собственный Аг. Такие модифицированные Аг часто служат причиной развития аллергических реакций.

Иммуногенность и толерантность – альтернативные свойства каждого антигенного субстраьта. Для индукции иммунного ответа и толерантности необходимо воздействие Аг на лимфоцит, обладающий рецепторами для данного Аг – антиген-реактивную 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!

Иммуногенность зависит от состояния иммунизируемого организма, дозы и способа введения, интервалов между прививками, свойств антигена, в частности от скорости разрушения его в организме. Иммуногенный эффект лучше всего проявляется при внутрикожном и подкожном введении Аг, а при необходимости создать секреторный иммунитет – при пероральном или ингаляционном введении.

Иммуногенность повышается при введении антигенов с адъювантами (лат. adjuvare-- помогать), препаратами, способствующими созданию депо Аг, стимуляции фагоцитоза. Адъюванты обладают митогенным действием на лимфоциты, способствуют продукции цитокинов. В качестве адъювантов испольлзуются гидроксид или фосфат алюминия, масляные эмульсии.

Суперантигены. Каждый Аг вызывает первичный иммунный ответ, взаимодействуя с АРК, изначальное количество которых составляет не более 0,01% всех АРК. В последнее время стало известно, что существуют суперантигены, способные активировать до 20% АРК (белковые токсины, энтеротоксин стафилококка, некоторые вирусы).