Специални субстанции, генетично чужди за нас, които провокират имунния отговор на организма чрез активиране на специфични В- и/или Т-лимфоцити, се наричат антигени. Свойствата на антигените предполагат тяхното взаимодействие с антитела. Почти всяка молекулярна структура може да предизвика тази реакция, например: протеини, въглехидрати, липиди и др.
Най-често това са бактерии и вируси, които всяка секунда от живота ни се опитват да влязат в клетките, за да пренесат и размножат тяхната ДНК.
Структура
Чужди структури обикновено са полипептиди или полизахариди с високо молекулно тегло, но други молекули като липиди или нуклеинови киселини също могат да изпълняват своите функции. По-малките образувания стават това вещество, ако се комбинират с по-голям протеин.
Антигените съвпадат с антитяло. Комбинацията е много подобна на аналогията с ключалката и ключа. Всяка Y-образна молекула на антитяло има най-малкопоне две свързващи области, които могат да се прикрепят към специфично място на антиген. Антитялото е в състояние да се свърже към едни и същи части на две различни клетки едновременно, което може да доведе до агрегиране на съседни елементи.
Структурата на антигените се състои от две части: информационна и носеща. Първият определя специфичността на гена. Определени участъци от протеина, наречени епитопи (антигенни детерминанти), са отговорни за него. Това са фрагменти от молекули, които провокират имунната система да реагира, принуждавайки я да се защитава и да произвежда антитела със сходни характеристики.
Носещата част помага на веществото да проникне в тялото.
Химичен произход
- Протеини. Антигените обикновено са големи органични молекули, които са протеини или големи полизахариди. Те вършат отлична работа поради високото си молекулно тегло и структурна сложност.
- Липиди. Считани за по-ниски поради относителната им простота и липса на структурна стабилност. Въпреки това, когато са прикрепени към протеини или полизахариди, те могат да действат като пълноценни вещества.
- Нуклеинови киселини. Слабо подходящ за ролята на антигени. Свойствата на антигените в тях отсъстват поради относителна простота, молекулярна гъвкавост и бързо разпадане. Антитела срещу тях могат да бъдат произведени чрез изкуствено стабилизиране и свързване с имуногенен носител.
- Въглехидрати (полизахариди). Сами по себе си са твърде малки, за да функциониратсами по себе си, но в случай на антигени на еритроцитна кръвна група, протеиновите или липидните носители могат да допринесат за необходимия размер, а полизахаридите, присъстващи като странични вериги, придават имунологична специфичност.
Основни характеристики
За да бъде наречено антиген, веществото трябва да има определени свойства.
На първо място, то трябва да е чуждо на организма, в който се стреми да влезе. Например, ако реципиентът на трансплантация получи донорен орган с няколко основни разлики в HLA (човешки левкоцитен антиген), органът се възприема като чужд и впоследствие се отхвърля от реципиента.
Втората функция на антигените е имуногенността. Тоест чуждо вещество трябва да се възприема от имунната система като агресор, когато проникне, да предизвика отговор и да го принуди да произведе специфични антитела, които могат да унищожат нашественика.
Много фактори са отговорни за това качество: структурата, теглото на молекулата, нейната скорост и т.н. Важна роля играе колко чужда е тя за индивида.
Третото качество е антигенността - способността да предизвиква реакция в определени антитела и да се свързва с тях. Епитопите са отговорни за това и именно от тях зависи видът, към който принадлежи враждебният микроорганизъм. Това свойство му позволява да се свърже с Т-лимфоцити и други атакуващи клетки, но не може сам да предизвика имунен отговор.
Например, частици с по-ниско молекулно тегло(хаптени) са в състояние да се свързват с антитяло, но за това те трябва да бъдат прикрепени към макромолекулата като носител, за да започне самата реакция.
Когато носещи антиген клетки (като червени кръвни клетки) от донор се трансфузират в реципиент, те могат да бъдат имуногенни по същия начин като външните повърхности на бактериите (капсула или клетъчна стена) и повърхностните структури на други микроорганизми.
Колоидно състояние и разтворимост са основни свойства на антигените.
Пълни и непълни антигени
В зависимост от това колко добре изпълняват функциите си, тези вещества са два вида: пълни (състоящи се от протеин) и непълни (хаптени).
Пълният антиген може да бъде имуногенен и антигенен едновременно, да индуцира образуването на антитела и да влиза в специфични и наблюдавани реакции с тях.
Хаптените са вещества, които поради малкия си размер не могат да повлияят на имунната система и следователно трябва да се слеят с големи молекули, за да могат да бъдат доставени на „местото на престъпление“. В този случай те стават завършени, а хаптеновата част отговаря за специфичността. Определя се чрез in vitro реакции (изследване, извършено в лаборатория).
Такива вещества са известни като чужди или не-собствени, а тези, които присъстват в собствените клетки на тялото, се наричат авто- или собствени антигени.
Специфичност
- Видове - присъстващи в живите организми,принадлежащи към един и същи вид и имащи общи епитопи.
- Типично - случва се на напълно различни същества. Например, това е идентичността между стафилокока и човешките съединителни тъкани или червените кръвни клетки и чумния бацил.
- Патологично - възможно с необратими промени на клетъчно ниво (например от радиация или лекарства).
- Стадийно специфично - произвежда се само на някакъв етап от съществуването (в плода по време на феталното развитие).
Автоантигените започват да се произвеждат в случай на неуспехи, когато имунната система разпознава определени части от собственото си тяло като чужди и се опитва да ги унищожи чрез синтезиране с антитела. Естеството на подобни реакции все още не е точно установено, но води до такива ужасни нелечими заболявания като васкулит, SLE, множествена склероза и много други. При диагностицирането на тези случаи са необходими in vitro изследвания, които откриват широко разпространени антитела.
Кръвни групи
На повърхността на всички кръвни клетки има огромен брой различни антигени. Всички те са обединени благодарение на специални системи. Има повече от 40 общо.
Еритроцитната група е отговорна за съвместимостта на кръвта по време на трансфузия. Включва, например, серологичната система ABO. Всички кръвни групи имат общ антиген - Н, който е предшественик на образуването на вещества А и В.
През 1952 г. е докладван много рядък пример от Мумбай, в който антигените A, B и Hотсъстват от червените кръвни клетки. Тази кръвна група се наричала "Бомбай" или "пета". Такива хора могат да приемат кръв само от собствената си група.
Друга система е Rh факторът. Някои Rh антигени представляват структурни компоненти на еритроцитната мембрана (RBC). Ако те липсват, тогава черупката се деформира и води до хемолитична анемия. Освен това Rh е много важен по време на бременност и неговата несъвместимост между майката и детето може да доведе до големи проблеми.
Когато антигените не са част от структурата на мембраната (като A, B и H), тяхното отсъствие не засяга целостта на червените кръвни клетки..
Взаимодействие с антитела
Възможно е само ако молекулите и на двете са достатъчно близки, за да могат някои от отделните атоми да се поберат в допълнителни кухини.
Епитопът е съответният регион на антигените. Свойствата на антигените позволяват на повечето от тях да имат множество детерминанти; ако две или повече от тях са идентични, тогава такова вещество се счита за многовалентно.
Друг начин за измерване на взаимодействието е авидността на свързване, което отразява цялостната стабилност на комплекса антитяло/антиген. Определя се като общата сила на свързване на всичките му места.
Антиген представящи клетки (APC)
Тези, които могат да абсорбират антигена и да го доставят на правилното място. Има три вида от тези представители в нашето тяло.
- Макрофаги. Обикновено са в покой. Техните фагоцитни способностисе увеличават значително, когато са стимулирани да станат активни. Присъства заедно с лимфоцити в почти всички лимфоидни тъкани.
- Дендритни клетки. Характеризира се с продължителни цитоплазмени процеси. Основната им роля е да действат като уловители на антигени. Те са нефагоцитни по природа и се намират в лимфните възли, тимуса, далака и кожата.
В-лимфоцити. Те секретират интрамембранни имуноглобулинови (Ig) молекули на повърхността си, които функционират като рецептори за клетъчни антигени. Свойствата на антигените им позволяват да свързват само един вид чуждо вещество. Това ги прави много по-ефективни от макрофагите, които трябва да поглъщат всеки чужд материал, който им се изпречи
Потомците на В-клетките (плазмените клетки) произвеждат антитела.
