Занятие 2 Антигены, определение, свойства. Аллергены, классификация. Антитела, определение, разновидности. Структура и функции иммуноглобулинов. Антигены
жүктеу/скачать 165.02 Kb.
|
| Занятие 2
Антигены, определение, свойства. Аллергены, классификация. Антитела, определение, разновидности. Структура и функции иммуноглобулинов. Антигены – вещества, несущие признаки генетически чужеродной информации, способные вызывать иммунный ответ, направленный на их удаление. Эпитоп или антигенная детерминанта – участок молекулы антигена, распознаваемый ИС, специфически связывающийся с антигенраспознающими рецепторами клеток ИС и антителами. Антигенами чаще всего являются белки другого организма. Минимальный размер пептидной молекулы, способной быть антигеном – 8-10 аминокислотных остатков (от 10 кДа). В качестве антигенов могут также выступать соединения белков с остатками жирных кислот (липопротеины), сахарами (гликопротеины). Антигены могут быть сложными, состоящими из компонентов белковой и небелковой природы, например вирусные частицы или бактериальные клетки. При определенных условиях свойствами антигенов могут обладать полисахариды, фосфолипиды и некоторые другие молекулы. Антигены обладают следующими свойствами:
Чужеродность – свойство антигена по отношению к организму, в который антиген попадает. По чужеродности выделяют следующие антигены:
Специфичность – структурные особенности антигена, определяющие его уникальность. Специфичность заключена в структуре молекулы антигена (последовательность аминокислотных остатков, третичная структура белка). Эти особенности распознаются иммунной системой и формируется иммунный ответ. Антигенная детерминанта (эпитоп) – участок молекулы антигена, определяющий его специфичность, связывающийся с антигенраспознающими рецепторами Т-лимфоцитов (TCR) и В-лимфоцитов (ВCR) и антителами. Большинство молекул антигенов имеют несколько антигенных детерминант. Антигенность – способность антигена вызывать иммунный ответ в данном организме. Различные антигены вызывают разные по силе и направленности иммунный ответ. В первую очередь антигенность зависит от количества и разнообразия антигенных детерминант. Иммуногенность – способность антигена формировать иммунитет (невосприимчивость) или иммунологическую память. Для патогенных микроорганизмов иммуногенность определяет невосприимчивость к данной инфекции после перенесенного заболевания или вакцинации. Иммуногенность можно усилить за счет присоединения к антигену иммуностимулирующих компонентов. Вещества, неспецифически повышающие иммуногенность антигена, незываются адъювантами. Виды антигенов По физико-химическим свойствам антигены можно разделить на растворимые и корпускулярные. Корпускулярные являются сложными структурами, несущими множество антигенных детерминант. К таким антигенам можно отнести частицы вирусов, бактериальные клетки, пыльцу растений. К растворимым антигенам относят бактериальные токсины, зоотоксины, способные растворяться в биологических жидкостях. Толерагены – способны вызвать развитие иммунной толерантности (анергии, неотвечаемости). Как правило, это антигены с низкой молекулярной массой. Их не захватывают антигенпрезентирующие клетки, вследствие чего процесс презентации не происходит и иммунный ответ не развивается. Гаптены – низкомолекулярные химические вещества, которые вызывают иммунный ответ только после соединения с более крупным носителем. В качестве носителя могут выступать собственные белки и клетки организма. В результате этого иммунный ответ против гаптенов может повреждать и собственные структуры. К наиболее распространенным гаптенам относятся: нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), лекарственные вещества, неорганические молекулы (бром, никель) и т.д. В зависимости от способности вовлекать в иммунный ответ Т-лимфоциты антигены делятся на тимусзависимые и тимуснезависимые. Тимусзависимые – антигены, иммунный ответ на которые развивается с обязательным участием Т-хелперов. Большинство природных антигенов являются тимусзависимыми. Иммунный ответ осуществляется в результате взаимодействия Т- и В-лимфоцитов. Тимуснезависимые антигены – способны запускать иммунный ответ за счет активации В-лимфоцитов без участия Т-хелперов. Примером являются липополисахариды клеточной стенки грамотрицательных бактерий, декстран, флагеллин бактерий. Они вызывают перекрестное «сшивание» антигенраспознающих рецепторов В-лимфоцитов и активацию этих клеток. Важным видом антигенов являются суперантигены. Суперантигены – способны неспецифически взаимодействовать с множеством антигенраспознающих рецепторов лимфоцитов и вызывать поликлональную активацию этих клеток. В результате усиленной пролиферации множества клонов и резкого повышения продукции цитокинов может развиться тяжелая системная реакция с признаками шока и полиорганной недостаточности. Кроме того, избыточная активация лимфоцитов ведет к их апоптозу и развитию иммунодефицита. Свойствами суперантигенов обладают некоторые бактериальные продукты (стафилококковый энтеротоксин, стрептококковый экзотоксин и т.д.). В последние годы описаны новые антигенные структуры общие для многих классов микроорганизмов – патоген-ассоциированные молекулярные паттерны – PAMP. Примерами PAMP могут служить бактериальные липополисахариды, пептидогликан, молекулы РНК, ДНК, флагеллин. В результате распознавания PAMP происходит активация клеток врожденного иммунитета. Известны эндогенные сигналы биологической опасности – DAMP или алармины. К ним относят белки теплового шока, соли мочевой кислоты, бактерицидны белки дефенсины. В условиях стресса алармины взаимодействуют с рецепторами на клетках врожденного иммунитета и активируют их.
Наиболее распространенной классификацией аллергенов в нашей стране является выделение следующих групп:
Бытовые аллергены Домашняя пыль имеет сложный состав, в который входят клещи домашней пыли и продукты их жизнедеятельности, растительные и неорганические частицы, споры плесневых грибов, бактерии, шерсть и выделения домашних животных и грызунов (мышей, крыс), аллергены тараканов, а также формальдегид и летучие органические соединения (из линолеума, синтетических напольных покрытий, фурнитуры, мебели и т.д.). Основное значение имеют пироглифидные клещи (Dermatophagoides pteronyssimus и Dermatophagoides farina). Это мельчайшие членистоногие размером около 0,3 мм, которые питаются чешуйками слущенного эпидермиса человека и животных. Наилучшими условиями для жизнедеятельности и размножения клещей является высокая влажность > 60% при t 22-27°, поэтому к излюбленным местам обитания клещей относится постель (подушки, одеяла, матрасы), мягкая мебель, ковры. Чрезвычайно аллергенными являются тараканы. Хорошо известна роль корма для аквариумных рыбок (причиной является аллергия к дафнии – основной составляющей этого корма).
Аллергены различных животных и птиц: кошек, собак, хомячков, лошадей, перо птиц. Аллергенами бывает не столько шерсть, сколько белки эпидермиса, слюны, продукты потовых и сальных желез, моча, семенная жидкость, фекалии животных. Наиболее частыми виновниками эпидермальной аллергии являются аллергены кошки, в меньшей степени – собаки. Эпидермальные аллергены можно обнаружить не только в воздухе помещений, где обитают эти животные, но и в составе домашней пыли, коврах, мебели. При удалении животного высокая концентрация аллергена в помещении сохраняется в течение 6 мес. и более. Мыши, крысы, морские свинки могут стать причиной аллергии у тех, кто с ними контактирует.
Наиболее частой причиной поллиноза является легкая пыльца ветроопыляемых растений. Концентрация пыльцевых аллергенов выше в сухие жаркие дни и уменьшается в Деревья (береза, ольха, лещина, дуб, ольха) Злаковые травы (ежа, тимофеевка, овсяница, мятлик, райграс) Сорные травы (амброзия, полынь, лебеда, чертополох) Пищевые аллергены Продукты животного и растительного происхождения (молоко, яйцо, курица, арахис, орехи, соя, морепродукты, рыба, пшеница). Споры плесневых грибов В воздухе жилых и производственных помещений, подвалов, а также в атмосферном воздухе определяется более 100 видов плесневых грибов. Высокая концентрация плесневых грибов выявляется в ванных комнатах, библиотеках, плохо проветриваемых жилых помещениях. Большинство грибов размножаются круглогодично, хотя концентрация некоторых из них увеличивается в осенние месяцы. К наиболее распространенным грибковым аллергенам относятся грибы семейств Alternaria, Cladosporium, Aspergilus, Penicillium. Инсектные аллергены Аллергены насекомых, которые могут поступить в организм ингаляционно или при ужалении, укусе. При ужалении насекомыми наиболее часто инсектная аллергия развивается на яд пчел, ос, шмелей, шершней. Реже наблюдаются аллергические реакции на укусы кровососущих насекомых – комаров, мошек. Лекарственные аллергены Аллергенные свойства лекарственных препаратов существенно зависят от их структуры и молекулярной массы. Высокомолекулярные соединения (сыворотки, стрептокиназа, инсулин) способны индуцировать иммунный ответ. Из низкомолекулярных соединений наиболее часто аллергию вызывают антибиотики пенициллинового ряда, сульфаниламиды… Антитела Основные понятия и термины Паратоп – участок молекулы антитела, коплементарный определенному участку молекулы антигена (эпитоп) и способный с ним специфически связываться. Афинность (afynity – сродство) – прочность взаимодействия антигена и антитела. Определяется силой связи между эпитопом и паратопом. Авидность (avidity – жадность) – отражает общую способность антитела связывать антигены с учетом всех антигенсвязывающих участков. Чем больше антитело связывает эпитопов, тем выше его авидность. Изотипы – детерминанты, локализующиеся в константных областях иммуноглобулинов и определяющие тип тяжелой цепи. В зависимости от изотипа выделяют классы и подклассы иммуноглобулинов. Аллотипы – индивидуальные аллельные варианты иммуноглобулинов в пределах одного изотипа. Обусловлены внутривидовой вариабельностью константных участков. Идиотипы – детерминанты, локализующиеся в вариабельных участках, определяющие специфичность молекулы иммуноглобулина. В зависимости от идиотипа иммуноглобулины отличаются по специфичности к антигену. Антитела – гликопротеиновые молекулы, относящиеся к семейству иммуноглобулинов, способные специфически связываться с антигенами. Антитела – специфические иммуноглобулины, способные избирательно реагировать с определенными антигенами. Антитела являются основными участниками адаптивного гуморального иммунного ответа. Молекула иммуноглобулина построена из 4 цепей: двух идентичных легких (L) и двух идентичных тяжелых (Н). Легкие цепи бывают 2 типов – каппа и лямбда. Тяжелые цепи делятся на 5 классов: , , , , (изотипы). В соответствии со строением тяжелых цепей существует и 5 классов иммуноглобулинов: IgA, IgM, IgG, IgD, IgE. Молекула иммуноглобулина расщепляется на два Fab-фрагмента (ftagment antigen binding) и один Fc-фрагмент. С помощью Fab-фрагментов молекула иммуноглобулина связывает антигены, с помощью Fc-фрагмента фиксирует комплемент, взаимодействует с нейтрофилами, макрофагами, Т-лимфоцитами. Вариабельные участки Fab-фрагмента отличаются исключительным разнообразием, формируя огромное множество иммуноглобулинов, комплементарных различным иммуноглобулинам (идиотипы). Свойства и функции антител Функции антител имеют два направления. Во-первых, это специфическое связывание антигена за счет Fab-фрагмента. Во-вторых, это функции, реализуемые за счет константной части молекулы – Fc-фрагмента. 1. Антитела связывают бактерии, их токсины, нейтрализуют вирусы. Вирусные частицы после связывания с антителами теряют способность проникать в клетки, токсины – утрачивают свою биологическую активность. Однако простое связывание не всегда нейтрализует антигены. Для эффективного удаления антигенов из организма антитела способны включать ряд защитных механизмов за счет Fc-фрагмента молекулы. 2.Активация комплемента по классическому пути и комплементопосредованный лизис бактериальных клеток. 3.Связывание комплекса антиген-антитело с нейтрофилами и макрофагами, имеющими на своей поверхности Fc-рецепторы. В результате этого происходит активация фагоцитоза, его эффективность значительно увеличивается. 4.Антителозависимая клеточная цитотоксичность. NK-клетки и другие клетки имеют на своей поверхности Fcγ-рецепторы. Через эти рецепторы NK-клетки связывают Fc-фрагменты IgG, прикрепленные к поверхности инфицированных или опухолевых клеток и запускают перфорин-гранзимовый механизм цитотоксичности, уничтожая клетку-мишень. 5.Связывание комплекса антигена (аллергена) и IgE-антител тучными клетками и базофилами приводит к дегрануляции тучных клеток и высвобождению медиатров воспаления (гистамин, лейкотриены, простагландины). Это приводит к развитию сосудистых реакций: расширению сосудов, повышению их проницаемости, возникновению отека, задержке антигена в очаге и замедлению его распространения. Таким образом, с помощью Fc-фрагмента антитела вовлекают клетки врожденного иммунитета (макрофаги, нейтрофилы, NK-клетки, эозинофилы и тучные клетки) в деструкцию антигена и его удаление из организма. Иммуноглобулин М (IgM) Составляет 10% от общего числа иммуноглобулинов. Появляется первым в ответ на чужеродный антиген. IgM – крупномолекулярный комплекс, состоит из 5 мономеров. Имеет 10 антигенсвязывающих (Fab) центров и может связывать до 10 антигенов. Функции IgM
Иммуноглобулин М образуется при первом контакте с антигеном. IgM превосходят другие антитела по способности агглютинировать антигены и вызывать комплементзависимый лизис. Другие функции у IgM практически не выражены. Вследствие большой молекулярной массы, иммуноглобулины М почти не способны проникать в тканевые жидкости и работают на уровне сосудистого русла. Иммуноглобулины М, образовавшиеся в ответ на антиген, сохраняются недолго, период полураспада 5-10 дней. Длительно циркулируют при бактериемии и инфекциях, вызываемых грамотрицательными бактериями. Иммуноглобулины М не проникают через плаценту.
Иммуноглобулин G cоставляет 75% от общего числа иммуноглобулинов. Является основным элементом гуморального иммунитета, имеет небольшой размер, свободно проникает в ткани. Иммуноглобулины G образуются против большинства существующих антигенов и обеспечивают долговременную защиту организма от инфекций. IgG - мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра. Функции IgG
В настоящее время выделяют 4 подкласса иммуноглобулинов: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4. IgG1 – вырабатывается против белков оболочки вирусов и капсулы бактерий. Осуществляют комплементзависимый лизис, активируют АЗКЦ NK-клетками, нейтрофилами, макрофагами. IgG2 – отвечает за иммунный ответ на полисахаридные антигены пневмококков, стрептококков группы А и Haemophilus influenzae. IgG3 – связывает все белковые антигены. Активирует комплементзависимый лизис иммунных комплексов, АЗКЦ. Ig G4 – формируется при хронической антигенной стимуляции. Вместе с IgE формирует ответ на аллергены. IgG хорошо проникает в ткани, где и осуществляет свои функции. IgG (особенно Ig G1) являются единственными иммуноглобулинами, проникающими через плаценту, поэтому они чрезвычайно важны для защиты плода от инфекции.
Составляет 10-15% всех иммуноглобулинов сыворотки. Является доминирующим иммуноглобулином секреторных жидкостей (слюна, слезная жидкость, выделения из носа, пот, молозиво, бронхиальный секрет, секрет мочеполовых путей и ЖКТ). Секреторный IgA (SIgA) осуществляет основную защиту слизистых оболочек от микроорганизмов. Устойчивость SIgA к действию протеолитических компонентов обусловлена наличием секреторного компонента. Сывороточный IgA – мономер (2 антигенсвязывающих центра). Секреторный IgA – димер или тетрамер (4 или 8 антигенсвязывающих центра). Функции IgA в сыворотке уточняются. Возможно, они обладают антивирусной активностью по отношению к некоторым вирусам.
В настоящее время выделяют IgA1 и IgA2. IgA1 преобладает в сыворотке, IgA2 - в секретах. IgA не пересекает барьер плаценты и его уровень у новорожденных очень низок. Иммуноглобулин Е В норме имеет чрезвычайно низкую концентрацию в сыворотке. IgЕ - мономер (2 антигенсвязывающих центра). 50% IgЕ - находится в сыворотке, 50% - в секретах слизистых. IgЕ играет роль пускового механизма в развитии аллергии немедленного типа. Взаимодействуя с аллергеном, IgЕ формируют комплекс аллерген + IgЕ. Этот комплекс фиксируется на тучных клетках и базофилах, вызывает их дегрануляцию и выброс медиаторов аллергических реакций, которые и обуславливают клинические проявления аллергии.
IgЕ являются основными антителами, появляющимися в ответ на антигены гельминтов. Под действием вазоактивных пептидов в очаге воспаления накапливаются эозинофилы и вызывают лизис гельминтов, покрытых IgЕ. Иммуноглобулин D Составляет менее 1% от всех иммуноглобулинов сыворотки. 75% IgД находится во внутрисосудистом пространстве, 35% фиксировано на поверхности В-лимфоцитов. Функции IgD
Функции IgD до конца не определены. Таблица Основные характеристики иммуноглобулинов разных классов
Примечание: Л – лимфоцит, М – моноцит, Н – нейтрофил, Тр – тромбоцит, Э – эозинофил, Б – базофил, Т – тучная клетка, + – слабо, ++ – умеренно, +++ – хорошо, ++++ – очень хорошо. Каталог: userfiles -> depts -> immunology immunology -> Непереносимость изделий из латекса, гипса. Непереносимость металлических зубных протезов. Патогенез, диагностика, профилактика, принципы лечения. Амальгамы, влияние на ткани полости рта и организма immunology -> Тема Врожденный иммунитет immunology -> Тесты к занятию «Воспалительные заболевания ротовой полости» immunology -> Методическая разработка для студентов по проведению практического занятия по учебной дисциплине «Иммунология» immunology -> Аллергический ринит Какие препараты не включены в стандарты лечения сезонного immunology -> Занятие. Аллергический ринит (АР) – j 30. 1 – j 30. 4 Определение immunology -> Занятие Лекарственная аллергия immunology -> 1. В каком возрасте проявляется тяжелый комбинированный иммунодефицит (ткид)? immunology -> Рецидивирующие инфекции ротовой полости Герпетическая инфекция, кожно-слизистая форма жүктеу/скачать 165.02 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||