Молекулы иммунной системы

Антигены (Аг) - химические вещества, свободные либо встроенные в

мембрану клетки, способные индуцировать иммунный ответ (ИО).

Мембранные АГ делятся на дифференцировочные (CD-АГ), HLA ((human

leukocyte antigen), относятся к главному комплексу гистосовместимости (ГКГС или МНС - main histocompartibility complex), их три класса), детерминантные.

Полноценный антиген состоит из двух частей:

- носитель (стабилизирующая часть) - 97 - 99% молекулы антигена; это, как правило, макромолекулы, инертные корпускулярные частицы;

- детерминантная группа (эпитоп) - олигосахариды или олигопептиды, располагаются как правило на поверхности молекулы; на одном носителе может быть несколько эпитопов, в связи с этим вводят понятие эпитопная плотность;детерминантная группа определяет специфичность антигена.

Свойства антигенов: способны вызывать иммунный ответ; способны к специфическому взаимодействию с различными молекулами и клетками (эритроцитами и т.д.). Если реализованы оба указанных свойства, то такой антиген называют полноценным, если реализовано только второе свойство, то такой антиген называют неполноценным или гаптеном. Гаптен может быть фиксирован на специальные носители - адьюванты. Механизм действия адьювантов:

- создают депо антигенов;

- укрупняют молекулу;

- активируют лимфоидную ткань.

Классификация антигенов:

по чужеродности: ксеноантигены (гетеро-) - не принадлежат особям данного вида; аллоантигены (гомо-) - принадлежат особям данного вида; аутоантигены -собственные антигены, например "забарьерные" клетки - сперматозоиды, клетки мозга; собственные клетки с иммунной активностью;

по типу вызываемого иммунного ответа:

- иммуногены;

- аллергены;

- толерогены;

- трансплантационные антигены;

по связи с вилочковой железой (тимусом): - Т- зависимые; - Т-

независимые.

по локализации в микроорганизме:

- О - антигены - липополисахариды (ЛПС) клеточной стенки, термостабильные, высокоактивные, многообразны у разных микроорганизмов и даже у одного и того же;

- Н - антиген - жгутиковый белок, термолабильный, достаточно активный, также разнообразен;

- К - антигены - капсульные гликопротеиды, иммуногенность зависит от химической природы; фимбриальные антигены; протоплазматические антигены; экзоаллергены;

по специфичности для микроорганизма - носителя:

- видовые - у всех особей вида;

- типовые - вариантные, у варов;

- групповые - общие для микроорганизмов разных видов и родов;

- стадийные - появляются на определенных стадиях развития;

- штаммоспецифичные.

Антитела

Антитела (иммуноглобулины) - продукты гуморального имунного ответа, это глобулины, специфически реагирующие с антигеном, вызвавшим их образование. Это сложные белковые образования, мономеры или полимеры.

Структура иммуноглобулинов. Молекула иммуноглобулина состоит из 4 гликозилированных полипептидных цепей — 2 легких и 2 тяжелых, соединенных дисульфидными мостиками в симметричную структуру. Существует 5 классов иммуноглобулинов — IgA, IgG, IgM, IgD и IgE. Они различаются по типу тяжелых цепей. Легкие цепи могут быть лишь двух типов — каппа и лямбда. Каждая молекула иммуноглобулина состоит из тяжелых цепей одного типа, соединенных с легкими цепями также только одного типа. Иммуноглобулины одного класса могут содержать как каппа-, так и лямбда-цепи. Мономерные иммуноглобулины, например IgG, состоят из одной молекулы, полимерные — IgM и IgA — из нескольких. Так, IgM состоит из 10 мю-цепей и 10 каппа- или лямбда-цепей. Помимо легких и тяжелых цепей молекулы полимерных иммуноглобулинов включают J-цепь, а молекулы IgA — секреторный компонент.

Разнообразие антител. Для распознавания всего многообразия антигенов окружающей среды иммунная система должна вырабатывать не менее 10⁸ антител разной специфичности. Специфичность антител, то есть способность распознавать какой-либо один антиген, определяется аминокислотной последовательностью вариабельных областей легких и тяжелых цепей. Разнообразие антител обеспечивается уникальным строением участков ДНК, кодирующих вариабельные области. В зрелом B-лимфоците участок ДНК, кодирующий вариабельную область тяжелой цепи, состоит из трех генов, которые обозначаются V, D и J, а вариабельная область легкой цепи — из двух генов — V и J. Костномозговой предшественник B-лимфоцита содержит множество вариантов этих генов. В процессе созревания B-лимфоцита они случайным образом комбинируются друг с другом, образуя единый комплекс, состоящий из одного гена V, одного гена D и одного гена J. Увеличению разнообразия антител способствуют также мутации этих генов.

Функции отдельных участков молекулы иммуноглобулина можно изучать, расщепляя ее на фрагменты. Для расщепления молекулы иммуноглобулина используются ферменты (папаин и пепсин), кислоты и мочевина. При обработке папаином молекула иммуноглобулина распадается на три части — два Fab-фрагмента и один Fc-фрагмент, тогда как пепсин расщепляет молекулу на один F(ab')₂-фрагмент и два Fc-фрагмента.

а. Fab-фрагмент представлен N-концевым участком тяжелой цепи и легкой цепью молекулы иммуноглобулина, каждая цепь Fab-фрагмента содержит одну вариабельную и одну константную область. Специфичность антител определяется аминокислотной последовательностью вариабельных областей.

б. Fc-фрагмент представляет собой C-концевые участки тяжелых цепей и состоит только из константных областей. От строения Fc-фрагмента зависит способность иммуноглобулина проникать через плаценту, связывать комплемент и присоединяться к разным типам клеток — макрофагам, тромбоцитам, тучным клеткам. Кроме того, от строения этого фрагмента зависит скорость синтеза и распада молекулы иммуноглобулина. В распознавании антигена Fc-фрагмент участия не принимает.