2 курс / Микробиология 1 кафедра / Доп. материалы / Топ_10_конспектов_по_микробиологии

Оглавление
Антигены .........................................................................................................................................................	3
Антигены микробной клетки .........................................................................................................................	6
Антигены человека .........................................................................................................................................	7
Антитела ..........................................................................................................................................................	9
Классы иммуноглобулинов..........................................................................................................................	10
Свойства антител ..........................................................................................................................................	13

Антигены

Антиген — высокомолекулярное соединение, несущее признаки генетически чужеродной информации, которое при попадании в организм распознается его иммунной системой и способно вызывать иммунный ответ, направленный на его удаление (элиминацию).

Антигены обладают характерными свойствами:

иммуногенностью

антигенностью

специфичностью

чужеродностью

Иммуногенность

Определяет способность антигена вызывать иммунный ответ. Степень иммуногенности зависит от:

1. Молекулярных особенностей антигена: -чужеродность -жесткость -сложность структуры

-достаточная молекулярная масса -растворимость -способность переходить в коллоидное состояние

2.Клиренса антигена в организме: -динамика поступления и выведения -количество и способ поступления

3.Реактивности организмаопределяется наследственностью.

Ввиду сложности подбора индивидуальной дозы вакцинного препарата применяют те дозы, способы и формы его введения, которые обеспечивают наибольший процент положительных реакций в популяции в целом. Считается, что для предотвращения или прекращения развития эпидемического процесса необходимо, чтобы иммунитетом в коллективе располагало 95% привитых. Существуют вещества, называемые адъювантами, которые способны неспецифически усиливать иммуногенность антигенов. Примером может служить гидроксид алюминия, на котором адсорбируются АГ.

3

В зависимости от степени проявления иммуногенности в организме различают:

Иммуногены или полные антигены - это вещества, обладающие иммуногенностью и вызывающие полноценный иммунный ответ.

Гаптены - неполные антигены. Обычно это низкомолекулярное соединение. Гаптен вызывает иммунный ответ только после соединения с белком (комплекс белок–гаптен) или с другим полимером-носителем.

Толерогены – вещества, индуцирующие иммунологическую толерантность.

Аутоантигены - антигены собственного организма.

Антигенность

Это потенциальная способность антигена взаимодействовать с продуктами иммунного ответа. Иными словами, антиген должен выступать специфическим «раздражителем» по отношению к иммунокомпетентным клеткам. Вместе с тем некоторые антигены, называемые толерогенами, не вызывают иммунного ответа.

Специфичность

Способность антигена избирательно реагировать с продуктами иммунного ответа, а также - это структурные особенности, отличающие один антиген от другого (то есть зависит от особенностей эпитопов).

Строение АГ:

Молекула любого антигена состоит из 2 функционально различных частей:

1-я часть молекулы антигена называется проводниковой

2-я часть — детерминантная группа, или эпитоп (их может быть несколько). Количество эпитопов на поверхности антигена=валентность антигена.

Эпитоп специфически взаимодействует с антигенсвязывающим центром (паратопом) антигенраспознающих рецепторов Т- и В-лимфоцитов, а также с вариабельным участком (активным центром) антител. Эти участки служат отражением пространственного соответствия (комплементарности) эпитопа и активного центра рецептора и определяют специфичность их взаимодействия.

Различают эпитопы по конформации:

Линейные, или непрерывные, секвенциальные, эпитопы состоят из первичных линейных последовательностей аминокислот;

Конформационные эпитопы имеют пространственное расположение структур, образующееся при свертывании молекулы.

Если B-лимфоциты и антитела могут распознавать конформационные особенности эпитопов, то T-лимфоциты распознают линейные эпитопы.

По расположению

o Концевые, расположенные на концевых участках молекулы антигена)

o Центральные

Чужеродность

Это способность антигена быть распознанным иммунокомпетентными клетками организма в качестве генетически чужеродного. В норме иммунная система невосприимчива к собственным антигенам — аутоантигенам. При нарушении механизмов иммунной системы возможно развитие реакций на аутоантиген, что может привести к аутоиммунным патологиям. Чужеродность находится в прямой зависимости от «эволюционного расстояния» между организмом-реципиентом и донором антигенов. Выделяют:

сингенные антигены — среди генетически однородных линий животных,

аллогенные антигены — среди представителей одного вида,

ксеногенные антигены — среди представителей разных видов.

Вместе с тем антигены даже генетически неродственных животных могут специфически взаимодействовать с одними и теми же факторами иммунитета. Такие антигены получили название перекрестно реагирующих. Описанное явление характерно, например, для альбуминов, коллагенов, миоглобинов различных видов животных. Существует также понятие антигенная мимикрия- когда один микроб маскируется антигенами другого микроба или макроорганизма для «защиты» от факторов иммунитета.

5

Антигены микробной клетки

По специфичности:

перекрестно-реагирующие (гетероантигены) — это антигены, имеющие часть антигенных детерминант общих с антигенами тканей и органов человека;

группоспецифические— общие у микроорганизмов одного рода или семейства;

видоспецифические — общие у особей одного вида микроорганизмов;

вариантспецифические (типоспецифические) — встречаются у отдельных штаммов внутри вида микроорганизмов.

Различают:

•суперантигены

•протективные антигены (от protectio — защита)

По локализации:

1.целлюлярные или корпускулярные:

-соматический — О-антиген

-жгутиковый — Н-антиген

-поверхностные - К-антиген, fi-антиген, Vi-антиген

2.экстрацеллюлярные:

-экзотоксины

-ферменты агрессии и защиты и др.

P.S. Очень сложные штучки, которые будут понятны после занятия по «Клеточному ответу»

T-клеточные суперантигены-антигены микробов, взаимодействующие с МНС II класса антигенпредставляющих клеток (АПК) и T-клеточным рецептором (TCR) T-лимфоцитов вне антигенсвязывающей щели, т.е. не в активных центрах. Суперантигены присоединяются как бы сбоку молекул МНС II и TCR (рис. 9.8), т.е. без предварительной обработки антигенов (процессинга) в АПК. Суперантигены вызывают поликлональную активацию и антигеннеспецифическую пролиферацию лимфоцитов, гиперпродукцию цитокинов, способствующих развитию воспаления, деструкции тканей и гибели T-лимфоцитов с явлениями иммунодефицита.

Суперантигенами являются:

энтеротоксины стафилококков

токсин синдрома

токсического шока

М-белок

эритрогенный токсин стрептококков

6

антигены

вируса Эпштейна–Барр

B-клеточные суперантигены (суперантигены иммуноглобулинов)- иммуноглобулинсвязывающие белки микробов или человека, неспецифически взаимодействующие с различными участками АТ.

Антигены человека

Антигены главного комплекса гистосовместимости (MHС)

Первоначально МНС были открыты как антигены гистосовместимости (трансплантационные антигены). МНС у человека называются HLA (Human leucocyte antigens).

Выделяют МНС двух классов:

Антигены МНС I класса, имеют все клетки человека (кроме эритроцитов, нейронов и клеток ворсинчатого трофобласта).

Антигены МНС II класса образуют только определенные

антигенпредставляющие клетки — макрофаги, дендритные клетки и В-лимфоциты; они могут появляются на активированных T- лимфоцитах, а также на эндотелиальных и эпителиальных клетках,

активированных интерфероном. Функции:

Участие в специфическом распознавании «свой-чужой»

Участие в презентации антигена Т-лимфоцитам

CD-антигены

На плазмалемме лейкоцитов экспрессируются особые молекулы — CDантигены (cluster of differentiation — кластеры дифференцировки), которые имеют различное функциональное значение; их используют для идентификации в качестве маркеров клеток, субпопуляций лейкоцитов. CD-антигены могут быть рецепторами или их лигандами, которые участвуют в межклеточном взаимодействии, молекулами адгезии и др.

Существует CD-номенклатура Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), за основу которой принята специфичность антител к лейкоцитарным антигенам человека, по которой всем CD-молекулам присвоен порядковый номер.Ниже приведен пример свойств некоторых CD-антигенов:

7

CD3-общий маркер Т-лимфоцитов. Входит в состав Т-клеточного рецептора (TCR). Участвует в передаче активирующего сигнала в Т-лимфоците (после его связывания с антигеном).

CD4-маркер и костимулирующая молекула Т-хелперов (TH). Распознает MHC II на антигенпредставляющих клетках. CD4 также имеется на поверхности моноцитарно-макрофагальных, дендритных клеток и некоторых клеток опухолей.

CD8-маркер и костимулирующая молекула цитотоксических Т- лимфоцитов (ЦТЛ). Распознает MHC I класса на клетках-мишенях и антигенпредставляющих клетках.

CD16-маркер естественных киллеров, участвующий в антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности. Низкоаффинный рецептор IgG.

CD19, CD20, CD21-маркеры B-лимфоцитов, участвуют в их активации и пролиферации.

CD25-маркер активации Т- и В-лимфоцитов.

CD28-костимулирующая молекула Т-лимфоцитов. CD34 — основной маркер гемопоэтических стволовых клеток.

CD40-костимулирующая молекула антигенпредставляющих клеток и B- лимфоцитов.

CD95 (Fas/APO)-рецептор для Fas-лиганда (см. рис. 9.24). Является рецептором смерти-DR (Death Receptor), который содержит домен смерти DD

(Death Domen).

8

Антитела

Иммуноглобулины-антитела, продуцируемые B-лимфоцитами (плазматическими клетками) и состоящие из пяти классов молекул: IgG, IgM,

IgE, IgA, IgD.

Классификация иммуноглобулинов основана на химическом и структурном отличии. Они состоят из мономеров, димеров, тримеров или пентамеров.

Мономеры иммуноглобулинов состоят из двух пар полипептидных цепей: двух идентичных тяжелых H-цепей с высокой молекулярной массой и двух идентичных легких L-цепей с низкой молекулярной массой, связанных дисульфидной связью . Эти цепи образуют Y-подобную структуру и имеют константные (С) и вариабельные (V) участки, или домены — компактные вторичные структуры, скрепленные дисульфидной связью. V-домены входят в антигенраспознающий центр антитела.

Легкие L-цепи одинаковые у всех классов иммуноглобулинов

Тяжелые H-цепи-различны у разных классов иммуноглобулинов.

По типу тяжелой цепи различают пять классов иммуноглобулинов (Ig): IgG IgM

IgA

IgD

IgE

Мономеры, образующие IgM и IgA, связаны друг с другом J-цепью. Все иммуноглобулины являются гликопротеинами.Иммуноглобулины содержат:

Fab-фрагмент имеет очень изменчивый антигенсвязывающий участок (активный центр антител), образованный гипервариабельными участками H- и L-цепей, которые связывают

9

эпитопы антигена. Это позволяет иммунной системе распознавать самые разнообразные антигены;

Fc-фрагмент связывает комплемент (при образовании комплекса антиген–антитело), взаимодействует с Fc-рецепторами мембран клеток, с компонентами комплемента, а также участвует в перенос IgG через плаценту (плацентарный иммунитет).

Компактные вторичные структуры, структуры антител, скрепленные дисульфидной связью, называются доменами. Так, в IgG различают вариабельные V-домены легких (VL) и тяжелых (VH) цепей, расположенные в N-концевой части Fab-фрагмента; C-домены константных (постоянных по составу) участков легких цепей (CL) и C-домены константных участков тяжелых цепей (CH1, CH2, CH3). В CH2-домене находится комплементсвязывающий участок, участвующий в классическом пути активации комплемента.

Между CH1- и CH2-доменами IgG расположен шарнирный участок анти тела, включающий остатки пролина, что позволяет менять угол наклона Fabфрагментов; антитело может приобретать Y- или T-образную форму. Шарнирный участок делает молекулу IgG гибкой; Fab- и Fc-фрагменты могут вращаться относительно друг друга, что важно для функционирования IgG.

Классы иммуноглобулинов

По структурным и антигенным различиям H-цепей выделяют пять классов иммуноглобулинов, определяемых в сыворотке крови человека: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. Количественное содержание иммуноглобулинов-важный показатель оценки гуморального иммунитета.

Антитела выполняют 2 функции:

специфически связываются с молекулами патогенов, вызывающих иммунный ответ;

активизируют другие клетки и молекулы для разрушения патогена.

IgG

Составляет около 75% антител сыворотки крови и представлен четырьмя подклассами (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4).

Его Fab-фрагмент имеет два эпитопсвязывающих участка, поэтому IgG может связать две одинаковые молекулы антигена, участвуя таким образом в нейтрализации антигена и в реакции агглютинации. Fc-фрагмент IgG может связываться с макрофагом, нейтрофилом и NK.

IgG-единственное антитело, которое передается через плаценту, участвуя в плацентарном иммунитете и защищая новорожденного в первые 3–4 нед.

Преобладает при вторичном иммунном ответе.

10

IgM

Составляет около 10% антител сыворотки крови; состоит из пяти мономеров (пентамер, имеет 10 эпитопсвязывающих участков), объединенных соединительной J-цепью. IgM первым вырабатывается при инфицировании (маркер острой инфекции), преобладает при первичном иммунном ответе; участвует в классическом пути активации комплемента и в реакции агглютинации. Мономеры IgM имеются на поверхности B-лимфоцита в виде мембранного Ig (BCR).

IgA

Выделяют два типа: сывороточный и секреторный.

Сывороточный составляет около 15% антител сыворотки крови; представлен двумя подклассами — IgA1 и IgA2. Принимают участие в общем иммунитете, являются мономерами.

11