38. Антигены, их свойства и виды антигенов. Антигенная структура бактериальной клетки.

Антигены – это любые генетически чужеродные агенты, которые, попав во внутреннюю среду организма или, образуясь внутри организма, вызывают специфическую иммунную реакцию (образование иммунных антител, выработку специфических клеток – сенсибилизированных Т-лимфоцитов и т.д.). Антитела, которые образуются в ответ на антиген, специфически взаимодействуют только с этим антигеном, в результате чего образуются комплексы антиген-антитело.

К антигенам относится огромное число биологически активных макромолекул, как правило, имеющих органическое происхождение (различные биополимеры). Это, в первую очередь, белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты и их комплексы с белками, имеющие растительное, животное, микробное происхождение или искусственно синтезированные вещества. Антигенами также являются бактерии, грибы, простейшие, вирусы, клетки и ткани животных, различные части и органоиды клеток (мембрана, рибосомы, митохондрии), микробные яды, экстракты гельминтов, яды многих змей и пчел.

К антигенам не относятся низкомолекулярные вещества органической и неорганической природы, которые являются структурными компонентами клеток и тканей или образуются в норме в результате обмена веществ (аминокислоты, хлорид натрия, этанол и др.).

Свойства антигенов.1. Чужеродность – структурное отличие от собственных молекул, из которых состоит организм, которые определяют индивидуальность организма и наследственно закреплены за этим организмом (информация о структуре собственных молекул хранится в генах, в хромосомах), поэтому антигены распознаются иммунной системой, как чужеродные (не свои).2. Антигенность – способность вызывать образование антител или сенсибилизированных лимфоцитов.

3. Иммуногенность - способность создавать иммунитет (относится к микробным антигенам).4. Специфичность – способность взаимодействовать только с теми антителами, которые образовались в ответ на этот антиген. Специфичность определяется наличием на поверхности молекулы антигена определенного участка, который связывает антитело. Этот участок называется антигенной детерминантой или эпитопом. Он представляет собой определенную химическую группировку, которая как "ключ к замку" соответствует определенному участку на молекуле антитела. Именно по этому участку антитело "узнает" свой антиген и специфически связывает его. Таким образом, антитела связывают и нейтрализуют те антигены, которые вызвали их образование. Антигены могут иметь несколько эпитопов.5. Макромолекулярность - антигенами могут быть вещества с молекулярной массой более 10 тыс. (но могут быть исключения, например, инсулин (М.в. 3800) является антигеном, а декстран (М.в. 100 тыс.) не является антигеном).6. Жесткость структуры – наличие жестких структур на поверхности молекул, что необходимо для устойчивости детерминанты (чтобы "ключ" подходил к "замку"). Желатин имеет большой молекулярный вес, но не является антигеном, т.к. его молекула имеет очень подвижную структуру.7. Коллоидное состояние - антиген должен быть в растворенном состоянии (представлен в виде коллоидного раствора). Кератин имеет большой молекулярный вес, но является нерастворимым белком, поэтому он не является антигеном.

Для антигенов белкового происхождения имеет значение способ введения. Они проявляют свойства антигенов только при парентеральном введении (минуя желудочно-кишечный тракт, где белки разрушаются до аминокислот и утрачивают антигенные свойства).

Виды антигенов.

Полные антигены способны вызывать синтез антител и связываться с ними. Это наиболее сильные антигены. К ним относятся белки и их комплексы с углеводами, липидами и нуклеиновыми кислотами. Они имеют 2 и более эпитопа, т.е. являются 2-х и более валентными.

Неполные антигены или гаптены – самостоятельно не вызывают синтез антител, но способны с ними связываться. Способны вызывать выработку антител после соединения с высокомолекулярными белковыми носителями. К гаптенам относятся вещества с небольшим молекулярным весом или более крупные молекулы, не обладающие способностью полных антител. Имеют одну детерминанту.

Полугаптены - неорганические радикалы (йод, бром, нитрогруппа), которые так же, как и гаптены, не вызывают образование антител, но приобретают эту способность после соединения с белками. В отличие от гаптенов не дают видимой реакции с антителами, но связывают и блокируют антитела. Полугаптенами могут быть лекарственные вещества, которые после соединения с белками организма, могут вызывать образование антител. При последующем введении такого лекарства может возникать непереносимость препарата.

Гетероантигены - общие антигены у разных видов живых существ (антигены эритроцитов человека и антигены возбудителя чумы).

Аллоантигены - разные антигены внутри одного вида (антигены эритроцитов человека с разными группами крови).

Аутоантигены - вещества и клетки собственных тканей, лишенные контакта с иммунокомпетентными клетками в эмбриональном периоде.

Антигенная структура бактериальной клетки.

Бактерии – это сложный комплекс антигенов. Каждый вид представляет собой целую мозаику антигенов.

Группоспецифические антигены – одинаковые у представителей разных видов, принадлежащих к одному роду или семейству.

Видоспецифические – одинаковые у представителей одного вида (характерные для данного вида).

Типоспецифические – одинаковые у разных вариантов одного и того же вида.

У бактерий имеются Н-, О- и К-антигены.

Н-антиген – жгутиковый – связан с сократительным белком жгутиков - флагеллином. Термолабилен, разрушается при 56 - 80С. После обработки фенолом сохраняет свои свойства

О-антиген – соматический. Этот антиген связан с клеточной стенкой бактерий. Термостабилен, сохраняется при кипячении 1-2 часа.

К-антиген – капсульный. Располагается более поверхностно, чем О-антиген и часто его маскирует. Для выявления О-антигена, необходимо кипячением разрушить К-антиген. К-антигены полисахаридной природы выявлены у пневмококков. У сибиреязвенных бацилл К-антиген – полипептид. К К-антигену относится Vi-антиген брюшнотифозных бактерий, обладающих высокой вирулентностью.

Протективный антиген – термолабильный белок, обладающий сильно выраженными иммуногенными свойствами. Такой антиген выделен из отечной жидкости сибиреязвенного карбункула. Протективные антигены образуют возбудители чумы, бруцеллеза, туляремии, коклюша.

Антигены возбудителей используются для получения вакцин и диагностических препаратов, которые используются для идентификации микроорганизмов по антигенной структуре.

Антигенная структура микробов в процессе эволюции может изменяться. Особенно большой изменчивостью антигенной структуры обладают вирусы.

39. Иммуноглобулины, их функции, структура свойства. Характеристика классов иммуноглобулинов.

Антитела – это белки -глобулиновой фракции крови, которые специфически соединяются с антигенами, вызвавшими их образование. Они называются иммуноглобулинами и обозначаются Ig. По химическому составу они являются гликопротеидами (белок + углевод).

Различают 5 классов иммуноглобулинов: Ig G, Ig M, Ig A, Ig E, Ig D.Молекула Ig G состоит из 4-х цепей: 2-х тяжелых Н-цепей и двух легких L-цепей. Цепи соединяются друг с другом дисульфидными связями. На Н- и L-цепях имеются вариабельная (непостоянная) V-часть и постоянная С-часть. Молекула может распадаться на 3 фрагмента (3 части): 2 Fab-фрагмента и один Fc-фрагмент. Они соединяются между собой гибкими участками Н-цепей ("шарнирами"). В этом месте молекула может изгибаться (имеет гибкую структуру).

V-части легкой и тяжелой цепей образуют активный центр. Активный центр формируется 2-мя цепями. Отдельные цепи не могут образовать активный центр. Активный центр связывает антигены. Он представляет собой полость на молекуле антигена, которая "как ключ к замку" подходит к детерминанте антигена, поэтому антитела связывают только свои антигены, т.е. те антигены, которые вызвали образование данных антител. Это свойство антител называется специфичностью.

Молекула Ig G имеет 2 активных центра, т.е. эти иммуноглобулины двухвалентны (валентность определяется количеством активных центров). Ig G образуются после Ig M при первичном попадании антигена в организм. Они могут проникать через плаценту.

Ig M состоит из 5-ти структур, подобных Ig G (такие структуры называют мономерами). Мономеры соединены между собой J-цепью. Ig M десятивалентны. Эти антитела образуются первыми при первичном попадании антигена в организм. При повторном попадании антигена они уже не образуются, а сразу же образуются Ig G.

Ig A бывают трех форм:

1) мономеры (похожи на Ig G);2) димеры (состоят из 2-х мономеров);3) тримеры (состоят из 3-х мономеров).

Мономеры связаны между собой J-цепью.

Мономеры Ig A находятся в крови в небольшом количестве. Больше всего Ig A находится в слизистых оболочках в форме димеров и тримеров. Такие формы обеспечивают местный иммунитет слизистых оболочек, поэтому такие формы называются секреторными. Они содержат секреторный компонент (SC), который защищает их от разрушения.

Ig E участвуют в аллергических реакциях. Они обладают цитотропностью, т.е. находятся в крови не в свободном виде, а прикреплены к базофилам и тучным клеткам.

Ig D изучены мало, их роль до конца не выяснена.

40. Динамика образования антител при первичном и вторичном иммунном ответе. Иммунологическая память. Иммунологическая толерантность. Понятие об иммунном статусе организма.

Антителообразование в организме человека происходит в несколько стадий.

1. Латентная фаза – происходит распознавание антигена при взаимодействии макрофагов, Т- и В-лимфоцитов и превращение В-лимфоцитов в плазматические клетки, которые начинают синтезировать специфические антитела, но антитела еще не выделяются в кровь.2. Логарифмическая фаза – антитела выделяются плазматическими клетками в лимфу и кровь и их количество постепенно увеличивается.3. Стационарная фаза – количество антител достигает максимума.4. Фаза снижения уровня антител – количество антител постепенно уменьшается.

При первичном иммунном ответе (антиген впервые попадает в организм) латентная фаза длится 3 –5 суток, логарифмическая – 7 – 15 суток, стационарная – 15 – 30 суток, фаза снижения – 1 – 6 мес. и более. При первичном иммунном ответе вначале синтезируются Ig M, а затем Ig G, позже Ig A.

При вторичном иммунном ответе (антиген попадает в организм повторно) длительность фаз изменяется: более короткий латентный период (неск. часов – 1-2 дня), более быстрый подъем антител в крови до более высокого уровня (выше в 3 раза), более медленное снижение уровня антител (в течение нескольких лет). При вторичном иммунном ответе сразу же синтезируются Ig G.

Эти различия между первичным и вторичным иммунным ответом объясняются тем, что после первичного иммунного ответа образуются В- и Т-клетки памяти о данном антигене. Клетки-памяти вырабатывают рецепторы к этому антигену, поэтому сохраняют способность реагировать на данный антиген. При его повторном попадании в организм более активно и быстро формируется иммунный ответ.

41.Понятие аллергии и аллергенов. Виды аллергенов. Условия возникновения аллергии. Типы аллергических реакций: I, II, III и IV типы гиперчувствительности ( по Джеллу и Кумбсу ). Гиперчувствительность немедленного и замедленного типов ( ГЗТ и ГНТ ).

Аллергия – это повышенная чувствительность (гиперчувствительность) к антигенам-аллергенам. При их повторном попадании в организм происходит повреждение собственных тканей, в основе которого лежат иммунные реакции. Антигены, которые вызывают аллергические реакции, называются аллергенами. Различают экзоаллергены, попадающие в организм из внешней среды, и эндоаллергены, образующие внутри организма. Экзоаллергены бывают инфекционного и неинфекционного происхождения. Экзоаллергены инфекционного происхождения – это аллергены микроорганизмов, среди них самыми сильными аллергенами являются аллергены грибов, бактерий, вирусов. Среди неинфекционных аллергенов различают бытовые, эпидермальные (волосы, перхоть,шерсть), лекарственные (пенициллин и др. антибиотики), промышленные (формалин,бензол), пищевые, растительные (пыльца). Эндоаллергены образуются при каких-либо воздействиях на организм в клетках самого организма.

Аллергические реакции бывают 2-х видов:

-гиперчувствительность немедленного типа (ГНТ);

-гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ).

Реакции ГНТ появляются через 20-30 мин после повторного попадания аллергена. Реакции ГЗТ появляются через 6 – 8 часов и позже. Различны механизмы ГНТ и ГЗТ. ГНТ связана с выработкой антител (гуморальный ответ), ГЗТ – с клеточными реакциями (клеточный ответ).

Различают ГНТ 3-х типов: I тип – IgE-опосредованные реакции; II тип – цитотоксические реакции; III тип – реакции иммунных комплексов.

Типы аллергических реакций:

I тип гиперчувствительности ( анафилактический ).

II тип гиперчувствительности (цитотоксиеский).

III тип гиперчувствительности (иммунокомплексный).

IV тип – гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ).

42. I тип гиперчувствительности ( анафилактический ). Механизм развития и клинические проявления. Методы предупреждения анафилактического шока (десенсибилизация по Безредке ). Лечение и профилактика атопических болезней.

Реакции I типа чаще всего вызываются экзоаллергенами и связаны с выработкой IgE. При первичном попадании аллергена в организм, происходит образование IgE, которые обладают цитотропностью и связываются с базофилами и тучными клетками соединительной ткани. Накопление специфичных к данному аллергену антител называется сенсибилизацией. После сенсибилизации (накопления достаточного количества антител) при повторном попадании аллергена, вызвавшего образование этих антител, т.е. IgE, аллерген связывается с IgE, находящимися на поверхности тучных и др. клеток. В результате этого происходит разрушение этих клеток и выделение из них особых веществ - медиаторов (гистамина, серотонина, гепарина). Медиаторы действуют на гладкую мускулатуру кишечника, бронхов, мочевого пузыря (вызывают ее сокращение), кровеносные сосуды (повышают проницаемость стенок) и др. Эти изменения сопровождаются определенными клиническими проявлениями (болезненными состояниями): анафилактический шок, атопические болезни – бронхиальная астма, ринит, дерматит, детская экзема, пищевые и лекарственные аллергии. При анафилактическом шоке наблюдается одышка, удушье, слабость, беспокойство, судороги, непроизвольное мочеиспускание и дефекация.

Для предупреждения анафилактического шока проводят десенсибидизацию для уменьшения количества антител в организме. Для этого вводятся малые дозы антигена-аллергена, которые связывают и выводят из циркуляции часть антител. Впервые способ десенсибилизации предложил русский ученый А. Безредка, поэтому он называется способом Безредки. Для этого человеку, который ранее получал антигенный препарат (вакцину, сыворотку, антибиотики), при его повторном введении вначале вводят небольшую дозу (0,01 – 0,1 мл), а через 1 – 1,5 часа – основную дозу.