Specjalne substancje, genetycznie nam obce, które wywołują odpowiedź immunologiczną organizmu poprzez aktywację określonych limfocytów B i/lub T, nazywane są antygenami. Właściwości antygenów implikują ich interakcję z przeciwciałami. Prawie każda struktura molekularna może wywołać tę reakcję, na przykład: białka, węglowodany, lipidy itp.
Najczęściej są to bakterie i wirusy, które w każdej sekundzie naszego życia próbują dostać się do wnętrza komórek, aby przenieść i pomnożyć swoje DNA.
Struktura
Struktury obce to zazwyczaj polipeptydy lub polisacharydy o dużej masie cząsteczkowej, ale inne cząsteczki, takie jak lipidy lub kwasy nukleinowe, mogą również pełnić swoje funkcje. Mniejsze formacje stają się tą substancją, jeśli zostaną połączone z większym białkiem.
Antygeny pasują do przeciwciała. Kombinacja jest bardzo podobna do analogii zamka i klucza. Każda cząsteczka przeciwciała w kształcie litery Y ma co najmniejco najmniej dwa regiony wiążące, które mogą przyłączyć się do określonego miejsca na antygenie. Przeciwciało jest w stanie wiązać się z tymi samymi częściami dwóch różnych komórek w tym samym czasie, co może prowadzić do agregacji sąsiednich elementów.
Struktura antygenów składa się z dwóch części: informacyjnej i nośnej. Pierwszy określa specyfikę genu. Odpowiadają za to pewne sekcje białka, zwane epitopami (determinantami antygenowymi). Są to fragmenty cząsteczek, które prowokują układ odpornościowy do odpowiedzi, zmuszając go do samoobrony i wytwarzania przeciwciał o podobnych właściwościach.
Część nośna pomaga substancji przeniknąć do ciała.
Pochodzenie chemiczne
- Białka. Antygeny są zwykle dużymi cząsteczkami organicznymi, które są białkami lub dużymi polisacharydami. Wykonują doskonałą pracę ze względu na ich wysoką masę cząsteczkową i złożoność strukturalną.
- Lipidy. Uważane za gorsze ze względu na ich względną prostotę i brak stabilności strukturalnej. Jednak gdy są przyłączone do białek lub polisacharydów, mogą działać jako kompletne substancje.
- Kwasy nukleinowe. Słabo dopasowany do roli antygenów. Brak w nich właściwości antygenów ze względu na względną prostotę, elastyczność molekularną i szybki rozkład. Przeciwciała przeciwko nim mogą być wytwarzane przez sztuczną stabilizację i wiązanie z immunogennym nośnikiem.
- Węglowodany (polisacharydy). Same w sobie zbyt małe, aby funkcjonowaćsamodzielnie, ale w przypadku erytrocytów antygenów grup krwi, nośniki białkowe lub lipidowe mogą przyczyniać się do uzyskania wymaganej wielkości, a polisacharydy obecne jako łańcuchy boczne nadają swoistość immunologiczną.
Kluczowe funkcje
Aby nazwać antygenem, substancja musi mieć określone właściwości.
Po pierwsze, musi być obce organizmowi, do którego chce wejść. Na przykład, jeśli biorca przeszczepu otrzyma narząd od dawcy z kilkoma głównymi różnicami HLA (antygen ludzkich leukocytów), narząd jest postrzegany jako obcy, a następnie odrzucany przez biorcę.
Drugą funkcją antygenów jest immunogenność. Oznacza to, że obca substancja powinna być postrzegana przez układ odpornościowy jako agresor, gdy przenika, wywołuje reakcję i zmusza ją do wytwarzania swoistych przeciwciał, które mogą zniszczyć najeźdźcę.
Za tę jakość odpowiada wiele czynników: struktura, waga cząsteczki, jej prędkość itp. Ważną rolę odgrywa to, jak bardzo jest ona obca dla jednostki.
Trzecia cecha to antygenowość – zdolność do wywoływania reakcji w określonych przeciwciałach i łączenia się z nimi. Odpowiadają za to epitopy i to od nich zależy rodzaj, do którego należy wrogi mikroorganizm. Ta właściwość pozwala mu wiązać się z limfocytami T i innymi atakującymi komórkami, ale nie może sama wywołać odpowiedzi immunologicznej.
Na przykład cząstki o niższej masie cząsteczkowej(hapteny) są w stanie wiązać się z przeciwciałem, ale w tym celu muszą być przyłączone do makrocząsteczki jako nośnik, aby rozpocząć samą reakcję.
Kiedy komórki zawierające antygen (takie jak krwinki czerwone) od dawcy są przetaczane do biorcy, mogą być immunogenne w taki sam sposób, jak zewnętrzne powierzchnie bakterii (torebka lub ściana komórkowa) i struktury powierzchniowe innych mikroorganizmów.
Stan koloidalny i rozpuszczalność to podstawowe właściwości antygenów.
Kompletne i niekompletne antygeny
W zależności od tego, jak dobrze spełniają swoje funkcje, substancje te są dwojakiego rodzaju: kompletne (składające się z białka) i niekompletne (hapteny).
Kompletny antygen może być jednocześnie immunogenny i antygenowy, indukować tworzenie przeciwciał i wchodzić z nimi w specyficzne i obserwowalne reakcje.
Hapteny to substancje, które ze względu na swój mały rozmiar nie mogą wpływać na układ odpornościowy i dlatego muszą łączyć się z dużymi cząsteczkami, aby mogły zostać dostarczone na „miejsce zbrodni”. W tym przypadku stają się one kompletne, a za specyficzność odpowiada część haptenowa. Wyznaczono za pomocą reakcji in vitro (badania wykonane w laboratorium).
Takie substancje są znane jako obce lub nie-ja, a te obecne w własnych komórkach ciała nazywane są auto- lub auto-antygenami.
Specyfika
- Gatunek - obecny w organizmach żywych,należące do tego samego gatunku i mające wspólne epitopy.
- Typowy - zdarza się zupełnie innym stworzeniom. Na przykład jest to tożsamość między gronkowcem a ludzką tkanką łączną lub krwinkami czerwonymi i prątkiem dżumy.
- Patologiczne - możliwe z nieodwracalnymi zmianami na poziomie komórkowym (na przykład z powodu promieniowania lub narkotyków).
- Specyficzne dla etapu - produkowane tylko na pewnym etapie istnienia (u płodu podczas rozwoju płodowego).
Autoantygeny zaczynają być produkowane w przypadku awarii, kiedy układ odpornościowy rozpoznaje pewne części własnego ciała jako obce i próbuje je zniszczyć poprzez syntezę z przeciwciałami. Natura takich reakcji nie została jeszcze dokładnie ustalona, ale prowadzi do tak strasznych nieuleczalnych chorób, jak zapalenie naczyń, SLE, stwardnienie rozsiane i wiele innych. W diagnostyce tych przypadków potrzebne są badania in vitro, w których znajdują się szerzące się przeciwciała.
Grupy krwi
Na powierzchni wszystkich komórek krwi znajduje się ogromna liczba różnych antygenów. Wszystkie one są zjednoczone dzięki specjalnym systemom. W sumie jest ich ponad 40.
Grupa erytrocytów jest odpowiedzialna za zgodność krwi podczas transfuzji. Obejmuje na przykład system serologiczny ABO. Wszystkie grupy krwi mają wspólny antygen – H, który jest prekursorem powstawania substancji A i B.
W 1952 odnotowano bardzo rzadki przykład z Bombaju, w którym antygeny A, B i Hnieobecny w czerwonych krwinkach. Ta grupa krwi została nazwana „Bombaj” lub „piąta”. Tacy ludzie mogą przyjmować krew tylko z własnej grupy.
Innym systemem jest czynnik Rh. Niektóre antygeny Rh stanowią strukturalne składniki błony erytrocytów (RBC). Jeśli ich nie ma, skorupa jest zdeformowana i prowadzi do niedokrwistości hemolitycznej. Ponadto Rh jest bardzo ważny w czasie ciąży, a jego niezgodność między matką a dzieckiem może prowadzić do poważnych problemów.
Gdy antygeny nie są częścią struktury błony (takiej jak A, B i H), ich brak nie wpływa na integralność czerwonych krwinek.
Interakcja z przeciwciałami
Możliwe tylko wtedy, gdy cząsteczki obu są wystarczająco blisko, aby niektóre z pojedynczych atomów zmieściły się w komplementarnych wnękach.
Epitop to odpowiedni region antygenów. Właściwości antygenów pozwalają większości z nich mieć wiele determinant; jeśli co najmniej dwa z nich są identyczne, to taka substancja jest uważana za wielowartościową.
Innym sposobem pomiaru interakcji jest awidność wiązania, która odzwierciedla ogólną stabilność kompleksu przeciwciało/antygen. Definiuje się ją jako całkowitą siłę wiązania wszystkich jej miejsc.
Komórki prezentujące antygen (APC)
Te, które mogą wchłonąć antygen i dostarczyć go we właściwe miejsce. W naszym ciele występują trzy rodzaje tych przedstawicieli.
- Makrofagi. Zwykle odpoczywają. Ich zdolności fagocytarneznacznie wzrastają, gdy są stymulowane do aktywności. Obecne wraz z limfocytami w prawie wszystkich tkankach limfoidalnych.
- Komórki dendrytyczne. Charakteryzuje się długotrwałymi procesami cytoplazmatycznymi. Ich podstawową rolą jest działanie jako zmiatacze antygenów. Nie mają charakteru fagocytarnego i znajdują się w węzłach chłonnych, grasicy, śledzionie i skórze.
limfocyty B. Wydzielają na swojej powierzchni wewnątrzbłonowe cząsteczki immunoglobulin (Ig), które pełnią funkcję receptorów antygenów komórkowych. Właściwości antygenów pozwalają im wiązać tylko jeden rodzaj obcej substancji. To czyni je znacznie bardziej wydajnymi niż makrofagi, które muszą pożerać każdy obcy materiał, który stanie im na drodze
Potomkowie komórek B (komórki plazmy) wytwarzają przeciwciała.
