Факторы, определяющие иммуногенность.

 

Требования к антигену:

1. чужеродность для организма

2. достаточный молекулярный вес

3. особенности химической структуры

4. доступность антигена для ферментных систем антиген представляющих клеток (макрофагов, В-лимфоцитов и др.)

 

Чужеродность зависит от видовой принадлежности животных, чем больше филогенетические различия, тем сильнее иммунный ответ.

(Бычий АГ более иммуногенен для человека, чем для козы).

 

Белки имеющие сходное строение и выполняющие одни функции обладают относительно низкой иммуногенностью (гемоглобин млекопитающих не вызывает образование АТ у человека).

 

Антигены по принципу генетической чужеродности.

Тип АГ	Пример.	Роль.
1. Аутоантигены	Органоспецифические АГ (щитовидная железа, хрусталик глаза)	Аутоиммунные болезни (аутоиммунный тиреоидит и мн. др.).
2. Идиотипы	Иммуноглобулин – специфические АГ – АТ, синтезируемых данным клоном.	Регуляция синтеза АТ.
3. Аллоантигены	АГ тканей и клеток, отличающиеся на внутривидовом уровне (группы крови HLA).	Трансплантационные реакции, гемолитическая болезнь.
4. Ксеноантигены Эндокринные ксеноантигены	АГ клеток и тканей, отличающиеся на межвидовом уроне (почечные и сердечные АГ, перекрестно реагирующие АГ (АГ β – гемолитического стрептококка).	Роль в патогенезе аутоиммунных процессов.
5. Антигены различного происхождения	Пыльцевые АГ, лекарственные и др.	Индуцируют развитие различных заболеваний.

1.

Растворимые АГ – белки, полисахариды, липополисахариды, корпускулярные АГ (клетки, крупные частицы (бактерии, вирусы, эритроциты)).

2.

Вещества с более сложной химической структурой обладают, естественно, более высокой иммуногенностью, вызывая более сильный иммунный ответ.

Полные АГ преимущественно высокомолекулярны и в основном белковой природы.

Белковые вещества проявляют иммуногенные свойства при массе свыше 10 000 дальтон и с ростом массы их иммуногенность повышается, но у ряда более «лёгких» белков иммуногенность не менее сильна (вазопрессин – 10 000, инсулин – 6 000).

В прямой зависимости с валентностью АГ – количество антигенных детерминант (эпитопов) с которыми реагируют специфические АТ. Чем больше на АГ эпитопов, тем выше его иммуногенность.

3.

Один и то же АГ может быть высокоиммуногенным для одних видов животных и не иммуногенным для других.

Пример: стрептококк иммуногенен для человека и собак и не иммуногенен для кроликов.

4.

Процессинг АГ до высокоиммуногенной формы (в фаголизосомах), а так же их презентация на клеточной мембране – даёт возможность для запуска иммунного ответа.

Пример: макрофаги могут быть резервуаром для хронической инфекции (ВИЧ).

 

Требования к организму:

- способность иммунной системы организма к реализации адекватного ответа на антиген (наличие соответствующих генов иммунного ответа: Ir-генов; отсутствие врожденных или приобретенных патологических состояний иммунной системы и др.)

специфичность АГ определяется химическим составом и структурными особенностями их молекул.

Виды специфичности АГ:

1. Видовая специфичность (среди животных одного вида).

2. Групповая специфичность (среди животных одного вида, пример: групповые АГ микроорганизмов, в т.ч. сальмонеллы по общим соматическим О – АГ объединяются в серологические группы).

3. Органная специфичность (т.е. специфичность тканей определённых органов).

4. Тканевая специфичность.

5. Органоидная – любые органоиды имеют специфические АГ.

6. Дифференцировочные АГ – которые появляются на цитоплазматической мембране клеток в процессе её дифференцировки (пример: субпопуляции лимфоцитов).

 

Строение АГ.

1. высокомолекулярный носитель (белок или полисахарид)

2. низкомолекулярная антигенная детерминанта (эпитоп)

Линейный эпитоп – часть последовательности аминокислот белка – АГ.

Конформационный эпитоп – образован за счёт третичной структуры белка.

При денатурации белка линейный эпитоп сохраняет свои АГ свойства, а конформационный теряет своё АГ действие (пример: β – лактоглобулин сохраняет АГ свойства молока после кипячения).

 

Антигены:

- тимус зависимые.

- тимус не зависимые.

 

Изменение АГ в тканях.

В организм могут попадать различными путями.

 

 

Эпитопы

 

линейные часть последовательности аминокислот белка-антигена

конформационные (образованы за счет третичной структуры белка)

 

конформационный эпитоп

 

                                 денатурация

линейный эпитоп

денатурированный антиген

линейный эпитоп

нативный антиген

 

Персистенция АГ (циркуляция) в организме – поступив в организм АГ постепенно уменьшаясь в количестве сохраняется и циркулирует в крови и различных тканях. Пример: в крови может сохраняться 2-3 недели, в тканях и органах до 2-3 лет и более.

Персистенция АГ в течение длительного времени обусловлена его соединением с веществами имеющими большое время полураспада (коллаген). В частности возможно создание депо препарата в связи с меланином.

АГ поступая в организм при внутривенном введении больше всего накапливается в печени, почах, селезёнке, т.к. там много АГ представляющих макрофагов.

Считают что селезёнка ответственна за АГ представление крови.

При подкожном попадании АГ в организм он накапливается в лимфоузлах, и считают что лимфоузлы отвечают за АГ ответ ткани которую они дренируют.

 

Антитела.

 

При электрофорезе сыворотки крови белки разделяются на две основные фракции: альбумины и глобулины (α₁, α₂, β, γ – фракции).

 

Совокупность сывороточных белков обладающих электрофоретической активностью преимущественно из группы глобулинов и способны проявлять активность АТ – Ig.

Содержание в сыворотке 35 – 45%; γ – 12 – 17%.

 

Антитела (Ig) – способны специфически соединяться с АГ, кроме АТ к Ig относят:

Ig рецепторы лимфоцитов, молекулы главного комплекса гистосовместимости (ГКГС) I и II класса, адгезивные белки, а так же патологические белки (пример: миеломные белки).

 

Биологические функции АТ.

Направлены на элиминацию чужеродных АГ из организма.

- Распознают и связывают АГ.

- Представляют АГ макрофагам и лимфоцитам.

- Оказывают цитотоксическое действие в отношении чужеродных клеток.

- Обсонирующее влияние.

- Активируют систему комплемента.

 

Специфичность АТ – способность реагировать только с определённым АГ.

 

Валентность - число паратопов в молекуле АТ.

 

Паратоп – связывается с эпитопом.

 

Антигенная детерминированость.

 

Аффинность – прочность связи между одним эпитопом АГ и одним паратопом АТ.

 

Авидность – прочность связи АГ с АТ в реакции АГ-АТ.

 

Особенность строении Ig.

Ig состоит из:

Две тяжёлых цепей (Н – цепи)

Две лёгких цепей (L – цепи)

Которые соединены дисульфидными связями (мостиками) (-S-S-).

Каждая цепь содержит вариабельные области (V_H, V_L) и константные области (C_H, C_L).

Гомологичные структурные участки лёгких и тяжёлых цепей Ig соединенные дисульфидными связями – домены, состоят из 100-110 аминокислотных остатков.

C_H1, C_H2, C_H3 – домены.

C_H1 домен участвует в связывании лёгких и тяжёлых цепей, а так же аллоантигенное различие АТ.

C_{H 2} домен является местом связывания комплемента и присоединения углевода.

C_{H 3} домен служит участком взаимодействия с Fc – рецептором на поверхности клеток.

 

Вариабельные домены V_H и V_L.

При взаимодействии V_H и V_L доменов образуется антигенсвязывающий участок АТ-Fab

Fc – константные участки.

Шарнирная область – обеспечивает подвижность Fab фрагмента и стабилизацию стереохимической структуры эпитопа в положении наиболее выгодном для соединения с паратопом в АГ – вылавливает носитель.

 

Гетерогенность Ig.

Принадлежность Ig к тому или иному классу или подклассу – зависит от характерных особенностей строения тяжёлых цепей, количества аминокислотных остатков, молекулярной массы и т.д.

Тяжёлые цепи бывают пяти типов, согласно чему выделяют классы Ig: G, А, D, Е, М.

Лёгкие цепи χ (капа) и λ (лямбда).

Ig G₁ – γ ₁

Ig G₂ – γ ₂

Ig G₃ – γ ₃

Ig G₄ – γ ₄

Ig А ₁ – α ₁

Ig А₂ – α₂

Ig D – σ

Ig Е – ε

Ig М – μ

 

Антигенные свойства Ig:

1. Изотипы – АГ детерминанты, имеющиеся у всех особей данного вида, локализованы на константных участках H и L- цепей (Ig A, M, G, D, E).

2. Аллотипы – детерминанты внутривидовые, кодируются аллельными генами и отражают внутривидовой полиморфизм (С область H-цепей).

3. Идиотипы – АГ детерминанты, присущие Ig данной специфичности (АГ характеристика V-области).

Динамика выработки АТ.

Динамика накопления в крови АТ и их исчезновение из неё зависят от того первично или вторично организм встречается с данным АГ, поэтому выделяют первичный и вторичный иммунный ответ.

В каждом из них выделяют три фазы образования АТ:

1. Латентная – т.е. до первого появления АТ в организме (от 72-98 часов до нескольких месяцев и лет).

2. Фаза роста титра АТ (пик на 2-7 дне).

3. Фаза снижения продукции АТ.

При первичном иммунном ответе латентная фаза более длинная – первичный пик роста наблюдается у Ig М, через несколько дней происходит переключение на продукцию Ig G, но клетки памяти практически отсутствуют.

 

При вторичном иммунном ответе сразу начинается синтез Ig G, латентный период более короткий, характерен больший рост и большие значения титра АТ. Формируются клетки памяти.

 

Регуляция иммунного ответа.

На первых этапах синтезируются низкоаффинные АТ – стимулирующие образование АТ.

При достижении определённого значения титра начинают синтезироваться высокоаффинные АТ, которые подавляют иммунный ответ.

 

Регуляторами продукции АТ являются Тс – лимфоциты.

 

Участие АТ в иммунном ответе проявляется в трёх основных формах:

 

1. Нейтрализация – АТ блокируют антигенные детерминанты патогенна и препятствуют его соединению с рецепторами клеток мишеней.

2. Опсонизация – Ig соединяются с Fc рецептором макрофага, а с другой стороны к патогену, облегчая фагоцитоз.

3. Активация комплемента – АТ (Ig G и Ig М) фиксируют и активируют комплимент.

 

Определении при помощи:

Реакций аглютинации.

Реакций преципитации.

Иммуноферментного метода анализа.

Иммунофлюоресценции.

 

 

Лекция №3

Т – система иммунитета.

Т-система иммунитета – это система органов, клеток, эффекторных и регуляторных молекул обеспечивающих форму иммунного клеточного реагирования.

Т-лимфоциты – 60-80% от всех лимфоидных клеток.

Т-лимфоциты – клетки диаметром около 6,5 мкм, ядро более плотное, занимает практически всю цитоплазму.

В-лимфоциты имеют большие размеры, их диаметр около 8,5 мкм, ядро менее интенсивно окрашено, цитоплазма имеет большие размеры.

При исследовании в сканирующем микроскопе у Т-лимфоцитов поверхность почти «гладкая», но много рецепторов, а Ig во много раз меньше чем у В-лимфоцитов, где их очень много, создающих специфический рельеф.

 

Функции Т-лимфоцитов.

 

Эффекторная функция;

(ГЗТ, реакция противоопухолевого, трансплантационного иммунитета, иммунные реакции против некоторых инфекций: туберкулёз, лепра, малярия – паразитируют внутри клеток.)

2. иммунорегуляторная функция;

(регуляция функциональной активности макрофагов, В-лимфоциотов, NK и др.)

3. распознавание АГ на поверхности АПК и запуск иммунного ответа.

(АПК – антиген представляющие клетки)

4. синтез цитокинов.

(рецепторная функция, пример гемопоэза на самых ранних этапах)

 

Способность синтеза гормоноподобных субстанций типа адренокортикотропного гормона.

Пример: при СПИДе блокада Т-лимфоцитов – становится видно их значение.

Субпопуляция Т-лимфоцитов.

Регуляторные