Erityisiä, meille geneettisesti vieraita aineita, jotka aiheuttavat kehon immuunivasteen tiettyjen B- ja/tai T-lymfosyyttien aktivoinnin kautta, kutsutaan antigeeneiksi. Antigeenien ominaisuudet viittaavat niiden vuorovaikutukseen vasta-aineiden kanssa. Melkein mikä tahansa molekyylirakenne voi aiheuttaa tämän reaktion, esimerkiksi: proteiinit, hiilihydraatit, lipidit jne.
Useimmiten ne ovat bakteereja ja viruksia, jotka joka toinen elämämme yrittävät päästä solujen sisään siirtääkseen ja moninkertaistaakseen niiden DNA:n.
Rakenne
Vierat rakenteet ovat yleensä suurimolekyylipainoisia polypeptidejä tai polysakkarideja, mutta myös muut molekyylit, kuten lipidit tai nukleiinihapot, voivat suorittaa tehtävänsä. Pienemmistä muodostelmista tulee tätä ainetta, jos ne yhdistetään suurempaan proteiiniin.
Antigeenit sopivat yhteen vasta-aineen kanssa. Yhdistelmä on hyvin samanlainen kuin lukon ja avaimen analogia. Jokaisessa Y-muotoisessa vasta-ainemolekyylissä on vähintäänvähintään kaksi sitoutumisaluetta, jotka voivat kiinnittyä antigeenin spesifiseen kohtaan. Vasta-aine pystyy sitoutumaan kahden eri solun samoihin osiin samanaikaisesti, mikä voi johtaa viereisten elementtien aggregoitumiseen.
Antigeenien rakenne koostuu kahdesta osasta: informatiivisesta ja kantajasta. Ensimmäinen määrittää geenin spesifisyyden. Tietyt proteiinin osat, joita kutsutaan epitoopeiksi (antigeeniset determinantit), ovat vastuussa siitä. Nämä ovat molekyylien fragmentteja, jotka provosoivat immuunijärjestelmän reagoimaan ja pakottavat sen puolustautumaan ja tuottamaan ominaisuuksiltaan samanlaisia vasta-aineita.
Kantajaosa auttaa ainetta tunkeutumaan kehoon.
Kemiallinen alkuperä
- Proteiinit. Antigeenit ovat yleensä suuria orgaanisia molekyylejä, jotka ovat proteiineja tai suuria polysakkarideja. Ne tekevät erinomaista työtä suuren molekyylipainonsa ja rakenteellisen monimutkaisuutensa ansiosta.
- Lipidit. Pidetään huonompina niiden suhteellisen yksinkertaisuuden ja rakenteellisen vakauden puutteen vuoksi. Proteiineihin tai polysakkarideihin liitettynä ne voivat kuitenkin toimia kokonaisina aineina.
- Nukleiinihapot. Sopii huonosti antigeenien rooliin. Antigeenien ominaisuudet puuttuvat niissä suhteellisen yksinkertaisuuden, molekyylijoustavuuden ja nopean hajoamisen vuoksi. Niitä vastaan voidaan tuottaa vasta-aineita keinotekoisella stabiloinnilla ja sitoutumalla immunogeeniseen kantajaan.
- Hiilihydraatit (polysakkaridit). Sinänsä liian pieniä toimiakseenyksinään, mutta erytrosyyttisen veriryhmän antigeenien tapauksessa proteiini- tai lipidikantajat voivat myötävaikuttaa vaaditun koon muodostumiseen, ja sivuketjuina esiintyvät polysakkaridit antavat immunologista spesifisyyttä.
Pääominaisuudet
Jotta ainetta kutsutaan antigeeniksi, sillä on oltava tietyt ominaisuudet.
Ensinnäkin sen on oltava vieras organismille, johon se pyrkii pääsemään. Esimerkiksi jos siirteen saaja saa luovuttajaelimen, jossa on useita merkittäviä HLA- (ihmisen leukosyyttiantigeeni) -eroja, elin koetaan vieraaksi ja vastaanottaja hylkää sen.
Antigeenien toinen tehtävä on immunogeenisyys. Eli immuunijärjestelmän pitäisi havaita vieras aine aggressoriksi, kun se tunkeutuu, aiheuttaa vasteen ja pakottaa sen tuottamaan spesifisiä vasta-aineita, jotka voivat tuhota hyökkääjän.
Monet tekijät ovat vastuussa tästä laadusta: rakenne, molekyylin paino, sen nopeus jne. Tärkeä rooli on sillä, kuinka vieras se on yksilölle.
Kolmas ominaisuus on antigeenisyys – kyky aiheuttaa reaktio tietyissä vasta-aineissa ja kytkeytyä niihin. Epitoopit ovat vastuussa tästä, ja heistä riippuu tyyppi, johon vihamielinen mikro-organismi kuuluu. Tämän ominaisuuden ansiosta se voi sitoutua T-lymfosyytteihin ja muihin hyökkääviin soluihin, mutta se ei voi saada aikaan immuunivastetta itse.
Esimerkiksi pienemmän molekyylipainon hiukkaset(hapteenit) pystyvät sitoutumaan vasta-aineeseen, mutta tätä varten ne on kiinnitettävä makromolekyyliin kantaja-aineena itse reaktion käynnistämiseksi.
Kun luovuttajan antigeeniä kantavia soluja (kuten punasoluja) siirretään vastaanottajalle, ne voivat olla immunogeenisiä samalla tavalla kuin bakteerien ulkopinnat (kapseli tai soluseinä) ja pintarakenteet. muista mikro-organismeista.
Koloiditila ja liukoisuus ovat antigeenien olennaisia ominaisuuksia.
Täydelliset ja epätäydelliset antigeenit
Riippuen siitä, kuinka hyvin ne suorittavat tehtävänsä, näitä aineita on kahta tyyppiä: täydellisiä (koostuvat proteiinista) ja epätäydellisiä (hapteeneja).
Täydellinen antigeeni pystyy olemaan samanaikaisesti immunogeeninen ja antigeeninen, indusoimaan vasta-aineiden muodostumista ja aloittamaan spesifisiä ja havaittavia reaktioita niiden kanssa.
Hapteenit ovat aineita, jotka pienestä koostaan johtuen eivät voi vaikuttaa immuunijärjestelmään ja siksi niiden on sulauduttava suuriin molekyyleihin, jotta ne voidaan toimittaa "rikospaikalle". Tässä tapauksessa niistä tulee täydellisiä, ja hapteeniosa on vastuussa spesifisyydestä. Määritetty in vitro -reaktioilla (tutkimus tehty laboratoriossa).
Tällaisia aineita kutsutaan vieraiksi tai ei-omaksi, ja kehon omissa soluissa olevia aineita kutsutaan auto- tai oma-antigeeneiksi.
Spesifisyys
- Laji - esiintyy elävissä organismeissa,jotka kuuluvat samaan lajiin ja joilla on yhteiset epitoopit.
- Tyypillinen - tapahtuu täysin erilaisille olennoille. Esimerkiksi tämä on identiteetti stafylokokin ja ihmisen sidekudosten tai punasolujen ja ruttobasillin välillä.
- Patologinen - mahdollista peruuttamattomilla solutasolla tapahtuvilla muutoksilla (esimerkiksi säteilystä tai lääkkeistä).
- Vaihekohtainen - syntyy vain jossain olemassaolon vaiheessa (sikiössä sikiön kehityksen aikana).
Autoantigeenit alkavat muodostua epäonnistumisissa, kun immuunijärjestelmä tunnistaa tietyt oman kehonsa osat vieraiksi ja yrittää tuhota ne syntetisoimalla vasta-aineilla. Tällaisten reaktioiden luonnetta ei ole vieläkään tarkasti selvitetty, mutta ne johtavat sellaisiin kauheisiin parantumattomiin sairauksiin, kuten vaskuliitti, SLE, multippeliskleroosi ja monet muut. Näiden tapausten diagnosoinnissa tarvitaan in vitro -tutkimuksia, joissa löydetään rehottavia vasta-aineita.
Veriryhmät
Kaikkien verisolujen pinnalla on v altava määrä erilaisia antigeenejä. Ne kaikki yhdistyvät erityisten järjestelmien ansiosta. Niitä on yhteensä yli 40.
Erityrosyyttiryhmä on vastuussa veren yhteensopivuudesta verensiirron aikana. Se sisältää esimerkiksi ABO-serologisen järjestelmän. Kaikilla veriryhmillä on yhteinen antigeeni - H, joka on aineiden A ja B muodostumisen esiaste.
Vuonna 1952 Mumbaista raportoitiin erittäin harvinainen esimerkki, jossa antigeenit A, B ja Hpuuttuu punasoluista. Tätä veriryhmää kutsuttiin "Bombayksi" tai "viidenneksi". Sellaiset ihmiset voivat hyväksyä verta vain omasta ryhmästään.
Toinen järjestelmä on Rh-tekijä. Jotkut Rh-antigeenit edustavat punasolukalvon (RBC) rakenneosia. Jos niitä ei ole, kuori on epämuodostunut ja johtaa hemolyyttiseen anemiaan. Lisäksi Rh on erittäin tärkeä raskauden aikana ja sen yhteensopimattomuus äidin ja lapsen välillä voi johtaa suuriin ongelmiin.
Kun antigeenit eivät ole osa kalvorakennetta (kuten A, B ja H), niiden puuttuminen ei vaikuta punasolujen eheyteen.
Vuorovaikutus vasta-aineiden kanssa
Mahdollista vain, jos molempien molekyylit ovat riittävän lähellä, jotta jotkut yksittäisistä atomeista mahtuvat toisiaan täydentäviin onteloihin.
Epitooppi on antigeenien vastaava alue. Antigeenien ominaisuudet sallivat useimmilla niistä olla useita determinantteja; jos kaksi tai useampi niistä on identtisiä, tällaista ainetta pidetään moniarvoisena.
Toinen tapa mitata vuorovaikutusta on sitoutumisen aviditeetti, joka kuvastaa vasta-aine/antigeenikompleksin yleistä stabiilisuutta. Se määritellään kaikkien sen paikkojen kokonaissidontalujuudeksi.
Antigeenia esittelevät solut (APC)
Ne, jotka voivat imeä antigeenin ja toimittaa sen oikeaan paikkaan. Näitä edustajia on kehossamme kolmenlaisia.
- Makrofagit. He ovat yleensä levossa. Heidän fagosyyttiset kykynsälisääntyvät merkittävästi, kun niitä stimuloidaan aktivoitumaan. Yhdessä lymfosyyttien kanssa lähes kaikissa imukudoksissa.
- Dendriittisolut. Ominaista pitkäkestoiset sytoplasmiset prosessit. Niiden ensisijainen tehtävä on toimia antigeenin poistajina. Ne ovat luonteeltaan ei-fagosyyttisiä, ja niitä löytyy imusolmukkeista, kateenkorvasta, pernasta ja ihosta.
B-lymfosyytit. Ne erittävät pinnalle kalvonsisäisiä immunoglobuliinimolekyylejä (Ig), jotka toimivat soluantigeenien reseptoreina. Antigeenien ominaisuuksien ansiosta ne voivat sitoa vain yhden tyyppisiä vieraita aineita. Tämä tekee niistä paljon tehokkaampia kuin makrofagit, joiden on nieltävä kaikki tielleen joutuvat vieraat materiaalit
B-solujen jälkeläiset (plasmasolut) tuottavat vasta-aineita.
