Иммунная система Антигены Доцент Л О Иноземцева

Иммунная система * Антигены Доцент Л. О. Иноземцева

Антигены • - вещества органического происхождения, несущие на себе признаки генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунного ответа = • продукт природного биологического синтеза любого организма (человека, животного… бактерий, вирусов, в том числе, синтезированные в собственном организме)

Антиген Белки Полисахариды Нуклеиновые кислоты Липополисахариды Гликопротеины Липопротеины • Нуклеопротеины Биополимер Крупная молекула Высокая молекулярная масса (больше 10 к. Д) Гаптен – неполноценный антиген. При укрупнении молекулы (соединение со шлеппером) становится полноценным антигеном

Свойства антигенов Чужеродность Отличие данного антигена от антигенов собственного организма В норме – иммунная система невосприимчива к собственным биополимерам Чужеродность начинает проявляться между особями одного вида (т. к. изменение даже одной аминокислоты может распознаваться иммунной системой) Чужеродность тем выше, чем таксономически дальше отстоят друг от друга организмы (см. диаграмму) Однако, между генетически неродственными организмами могут существовать похожие антигенные детерминанты (перекрестно реагирующие антигены)

Свойства антигенов Антигенность Специфичность Способность активировать иммунную систему и специфически взаимодействовать с антителами и антиген-распознающими рецепторами лимфоцитам Способность антигена индуцировать иммунный ответ к строго определенному участку антигена (эпитопу = антигенной детерминанте)

Структура антигена Специфичность связана с: -аминокислотной последовательностью белков - вторичной, третичной и четвертичной структурой (т. е. с общей конформацией белковой молекулы) с расположением эпитопов (антигенных детерминант) – поверхностно, центрально, скрыто. - Эпитопы бывают: Линейные (а) – первичная последовательность пептидной цепи - Конформационные (б) – возникшие в результате вторичной или более высокой конформации

Свойства антигенов Чужеродность Отличие данного антигена от антигенов собственного организма Антигенность Способность активировать иммунную систему и специфически взаимодействовать с антителами и антиген-распознающими рецепторами лимфоцитами Специфичность Способность антигена индуцировать иммунный ответ к строго определенному участку антигена (эпитопу = антигенной детерминанте) Иммуногенность Способность вызывать специфический по отношению к данному антигену иммунный ответ

Иммуногенность Свойства Молекулярные особенности антигена Высокая иммуногенность Низкая иммуногенность Белки, полисахариды Липиды, НК Пептиды из различных аминокислот ( в т. ч. тирозин, триптофан) Пептиды из одной аминокислоты L-изомеры D- изомеры Олигопептид с мол. массой более менее 10 к. Д Растворимые антигены, коллоидное Нерастворимые антигены состояние Кинетика антиген Место и способ введения антигена, большое количество Малое количество Реактивность макроорганизма Наследственные факторы, функциональные особенности макроорганизма

Классификация антигенов По происхождению Экзогенные (возникшие вне организма) Эндогенные: аутоантигены и неоантигены Аутоантигены – структурно неизмененные антигены собственного организма, которые иммунной системой не воспринимаются как чужеродные иммунологическая толерантность недоступны для факторов иммунной системы (антигены хрусталика, головного мозга, тиреоглобулин и т. д. ) Неоантигены – возникают в организме в результате генетических мутаций, всегда чужеродны

Классификация антигенов По природе Белковой и небелковой природы По молекулярной Глобулярные, фибриллярные структуре По степени Полноценные/ неполноценные (гаптены) иммуногенности По степени чужеродности Ксено-, алло-, изоантигены • Ксеноантигены (гетерологичные, «антигены Форсмана» ) – общие для организмов различных родов и видов • Аллоантигены (групповые) – общие для генетически неродственных организмов одного вида (антигены групп крови) • Изоантигены (индивидуальные) – могут быть общими только у однояйцовых близнецов (антигены гистосвоместимости)

Классификация антигенов По физико-химическим Иммуногены, толерогены, аллергены свойствам • Иммуногены – антигены, вызывающие выработку факторов иммунитета (используют для иммунодиагностики, иммунопрофилактики, иммунотерапии) • Толерогены – антигены, формирующие иммунологическую толерантность (неотвечаемость) • Аллергены – антигены, формирующие патологическую реакцию в виде гиперчувствительности немедленного и замедленного типа. По свойствам схожи с иммуногенами

Классификация антигенов По направленности Т-зависимые, Т-независимые, активации суперантигены • Т-зависимые антигены (большая часть известных антигенов) – обязательно активирующие популяцию Т-хелперов • Т-независимые антигены – антигены, не требующие присутствия Тхелперов. Стимулируют непосредственно В-лимфоциты (липополисахарид, туберкулин и т. д. ) • Суперантигены – антигены, в основном микробного происхождения, вызывающие неспецифическую поликлональную реакцию в виде активации иммунокомпетентных клеток, гиперпродукции цитокинов и низкоспецифичных Ig , массовую гибель лимфоцитов (антигены стафилококкового энтеротоксина, белков вирусов бешенства, ВИЧ, Эпштейна-Барра и т. д. )

Антигены организма человека Карл Ландштайнер в 1901 году открыл систему групповых антигенов эритроцитов (АВ 0) В 60 -х годах были описаны антигены гистосовместимости (MHC – Major Hystocompatibility Complex, у человека они носят название HLA – Human Leukocyte Antigen). Позже были описаны антигенные маркеры клеток человека - CD-антигены (Claster Definition или Cell Differentiation Antigen) В 50 -60 -х годах установлено наличие опухольассоциированных антигенов

Эритроцитарные антигены На мембране эритроцитов имеются гликопротеины, обладающие антигенными свойствами. Их называют агглютиногены. Rh- антигены - липопротеид шести разновидностей Эти антигены имеют большое значение при переливании крови. Несовпадение антигенов донора и реципиента может привести к внутрисосудистому слипанию эритроцитов и гибели пациентов

Эритроцитарные антигены Группа крови Антигены на эритроцитах Антитела в сыворотке 0(I) — Анти-A (α) и Анти-B (β) A(II) A Анти-B(β) B(III) B Анти-A (α) AB(IV) A и B — Группа 0(I) - отсутствуют групповые агглютиногены , в плазме присутствуют антитела- агглютинины α и β. Группа А(II) - эритроциты содержат только агглютиноген А, в плазме - агглютинин β; Группа В(III) - эритроциты содержат только агглютиноген В, в плазме содержится агглютинин α; Группа АВ(IV) - присутствуют антигены А и В, плазма агглютининов не содержит.

Эритроцитарные антигены

Эритроцитарные антигены Модель мембраны эритроцита со встроенными молекулами групп крови разных систем. Таких систем на сегодняшний день известно 25 (АВ 0, резус, Кромер, Диего, Даффи, MNS, Льюис и т. п. ), и они включают в себя более 300 различных антигенов.

Эритроцитарные антигены • • • В последние годы появляется всё больше данных о функциях антигенов групп крови система антигенов Диего выполняет роль транспортёров, переносящих через мембрану эритроцита молекулы воды, мочевины, анионы HCO 3– и Cl– и т. д. антигены система Кромер выполняют рецепторную функцию • белки-гликофорины (система MNS) способствуют появлению на поверхности эритроцита отрицательного заряда, который благодаря электростатическому отталкиванию может предотвращать самопроизвольное слипание эритроцитов.

Эритроцитарные антигены • Некоторые микроорганизмы используют антигены групп крови в качестве рецепторов для фиксирования на эритроците и проникновения внутрь его. • Так, возбудители малярии Plasmodium vivax и Plasmodium knowlesi распознают антигены системы Даффи, которые есть на эритроцитах у всех европейцев. В ряде же районов, например, Западной Африки, где эпидемии малярии постоянны, этих антигенов лишено до 100 процентов коренного населения, устойчивого, в отличие от приезжих, к возбудителям малярии. Другой пример связи патологии с определённой группой крови — это высокая частота заболевания гастритом и язвой желудка среди лиц с группой крови 0(I) Leb (представитель системы Льюис). Оказалось, что возбудитель этих заболеваний — бактерия Helicobacter pillory — на клетках слизистой желудка связывается с антигеном Leb. У людей с группами крови А, В и АВ антиген Leb недоступен для бактерий и поэтому не может служить рецептором для возбудителя.

Антигены гистосовместимости Главный комплекс гистосовместимости (major histocompability complex, MHC) – это группа генов и кодируемых ими антигенов клеточной поверхности, которые играют важнейшую роль в распознавании чужеродного антигена и развитии иммунного ответа. Профессор Жан Доссе в 1980 г. Получил Нобелевскую Премию за открытие HLA главного комплекса гистосовмести мости человека совместно с Барухом Бенасеррафом и Джорджем Снеллом. Открытие MHC произошло при исследовании вопросов внутривидовой пересадки тканей. Главный комплекс гистосовместимости человека получил название HLA (human leukocyte antigen). HLA был открыт в 1952 г. при изучении антигенов лейкоцитов

Антигены гистосовместимости Основная функция белков MHC – регуляция иммунного ответа Именно молекулы антигенов HLA обеспечивают • представление чужеродных антигенов Т-лимфоцитам • распознавание клеток • запуск, реализацию и регуляцию иммунного ответа через взаимодействие иммунокомпетентных клеток организма

Антигены гистосовместимости Антигены представляют собой гликопротеины, связанные с цитоплазматической мембраной клетки Антигены МНС I класса состоят из двух полипептидных цепей: α - трансмембранной (домены α 1, α 2, α 3 ) и β – цитоплазматической Домены α 1, α 2 – образуют щель Беркмана – участок связывания антигена Антигены МНС II образованы цепями α и β, которые обе заякорены в цитоплазматической мембране Щель Беркмана образована обоими цепями Антигены МНС III класса – некоторые компоненты системы комплемента (С 2, С 4), белки теплового шока, факторы некроза опухоли и т. д.

Антигены гистосовместимости Антигены представляют собой гликопротеины, связанные с цитоплазматической мембраной клетки Антигены МНС I класса состоят из двух полипептидных цепей: α - трансмембранной (домены α 1, α 2, α 3 ) и β – цитоплазматической Домены α 1, α 2 – образуют щель Беркмана – участок связывания антигена

Антигены гистосовместимости Антигены МHС МНС (HLA) класса II Имеются на всех клетках организма (кроме эритроцитов, ворсинчатого трофобласта и нейронов). Более 200 вариантов Имеются на иммунокомпетентных клетках (лимфоцитах, макрофагах и т. д. ) Более 1000 вариантов Определяют биологическую индивидуальность ( «биологический паспорт» ) и являются маркерами «своего» Участвуют в индукции приобретенного иммунитета Индуцирует клеточный иммунный ответ на внутриклеточные и тканевые антигены (вирусов, простейших, внутриклеточных бактерий, опухолевых клеток) Индуцирует гуморальный иммунный ответ на внеклеточные антигены (бактерии)

CD-антигены • • • Кластеры дифференцировки (CD) – это антигены, находящиеся на поверхности клеток, своеобразные маркеры (метки), по которым одни клетки отличаются от других. То, какие метки находятся на поверхности клетки, зависит от ее вида (Т–лимфоцит, В–лимфоцит и т. д. ) и ее зрелости (способности выполнять свои функции). Наиболее часто встречающиеся кластеры CD 2 – кластер Т–лимфоцитов, NK–клеток CD 3 – кластер Т–лимфоцитов CD 4 – кластер Т–хелперов и моноцитов (это клетки, которые, созревая, превращаются в макрофаги) CD 8 – Т–супрессоры CD 16 – NK–клетки (натуральные киллеры) CD 72 – В–клетки

Опухолевые антигены Опухолевые маркеры: Альфа-фетопротеин (АФП) – маркер рака печени Человеческий хорионический бета-гонодотропин (бета-ЧГТ) Простат-специфический (ПСА) Карциноэмбриональный (КЭА) Антиген СА-125; СА-15 -3; СА-19 -5; Бета 2 -мнкроглобулин

Антигены бактерий К-антиген (Vi-антиген) – полисахаридной природы Антифагоцитарный фактор Н-антиген – жгутиковый - белок флагеллин О-антиген – липополисахарид Пептидогликан Экзотокисны и ферменты - белки

Антигены вирусов Белки Липопротеины Гликопротеины (HA, NA) Нуклеопротеины

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!