Antigene und ihre Eigenschaften. Grundlegende Eigenschaften und Struktur von Antigenen

1.1. KONZEPTE VON INFEKTIONEN UND INFEKTIONSKRANKHEITEN

Infektionsmenge biologische Reaktionen, mit dem der Makroorganismus auf die Einführung eines mikrobiellen (infektiösen) Erregers reagiert, der eine Verletzung der Konstanz verursacht interne Umgebung(Homöostase).

Ähnliche durch Protozoen verursachte Prozesse werden als Invasionen bezeichnet.

Der komplexe Interaktionsprozess zwischen Mikroorganismen und ihren Produkten einerseits und Zellen, Geweben und Organen von Mensch und Tier andererseits zeichnet sich durch eine äußerst vielfältige Erscheinungsform aus. Die pathogenetischen und klinischen Erscheinungsformen dieser Wechselwirkung zwischen Mikroorganismen und Makroorganismus werden mit dem Begriff Infektionskrankheit (Krankheit) bezeichnet.

Mit anderen Worten: Die Begriffe „Infektionskrankheit“ und „Infektion“ sind absolut nicht gleichwertig; Krankheit ist nur eine der Erscheinungsformen einer Infektion. Obwohl auch in der Fachliteratur der Begriff „Infektion“ derzeit weit verbreitet für die entsprechenden Infektionskrankheiten verwendet wird. Zum Beispiel in den Ausdrücken „Darminfektionen“, „durch die Luft übertragene Infektionen“. Infektionskrankheiten Sie richten nach wie vor enorme Schäden an verschiedenen biologischen Arten an.

In den letzten Jahren wurden 38 Neuinfektionen sogenannter neu auftretender Krankheiten registriert, darunter HIV, hämorrhagisches Fieber, Legionärskrankheit, Virushepatitis, Prionenkrankheiten; Darüber hinaus handelt es sich in 40 % der Fälle um nosologische Formen, die früher als nicht infektiös galten.

Merkmale von Infektionskrankheiten sind wie folgt:

1. ihr ätiologischer Faktor ist ein mikrobieller Wirkstoff;
2. sie werden von Kranken auf Gesunde übertragen;
3. ein gewisses Maß an Immunität hinterlassen;
4. gekennzeichnet durch zyklischen Fluss;
5. haben eine Reihe häufiger Syndrome.

1.2. KLINISCHE STADIEN INFEKTIONSKRANKHEITEN

Entsprechend diesen Merkmalen weist jede Infektionskrankheit bestimmte klinische Stadien (Zeiträume) ihres Verlaufs auf, die in unterschiedlichem Ausmaß zum Ausdruck kommen:

• Inkubationszeit ist der Zeitraum vom Eindringen eines Infektionserregers in den menschlichen Körper bis zum Auftreten der ersten Vorläufer der Krankheit. Der Erreger wird in diesem Zeitraum in der Regel nicht ausgeschieden. Umfeld, und der Patient stellt keine epidemiologische Gefahr für andere dar;
• Prodromalperiode Manifestation der ersten unspezifischen Krankheitssymptome, charakteristisch für eine allgemeine Vergiftung des Makroorganismus mit Abfallprodukten von Mikroorganismen und die mögliche Wirkung bakterieller Endotoxine, die beim Absterben des Erregers freigesetzt werden; sie gelangen auch nicht in die Umwelt;

  Der Höhepunkt der Krankheit ist die Manifestation spezifischer Krankheitssymptome. Wenn in diesem Zeitraum der Krankheitsentwicklung ein charakteristischer Symptomkomplex auftritt, bezeichnen Ärzte diese Manifestation der Krankheit als manifeste Infektion und in Fällen, in denen die Krankheit in diesem Zeitraum ohne ausgeprägte Symptome auftritt, als asymptomatische Infektion. Diese Entwicklungsphase einer Infektionskrankheit geht in der Regel mit der Freisetzung des Erregers aus dem Körper einher, wodurch der Patient eine epidemiologische Gefahr für andere darstellt; Diese Zustände sind durch einen Zeitraum von Ergebnissen gekennzeichnet. In diesem Zeitraum ist es möglich:

• Rückfall der Krankheit Wiederkehr der klinischen Manifestationen der Krankheit ohne erneute Infektion aufgrund im Körper verbleibender Krankheitserreger;
• Superinfektion, Infektion eines Makroorganismus mit demselben Erreger vor der Genesung. Wenn dies nach der Genesung geschieht, spricht man von einer Reinfektion, da es sich um eine erneute Infektion mit demselben Erreger handelt (wie es häufig bei Grippe, Ruhr und Gonorrhoe der Fall ist);
• bakterieller Transport bzw. mikrobieller Transport, Transport des Erregers einer Infektionskrankheit ohne klinische Manifestationen;
• Nach vollständiger Genesung (Rekonvaleszenz) werden in diesem Zeitraum auch Krankheitserreger in großen Mengen aus dem menschlichen Körper freigesetzt, wobei der Freisetzungsweg von der Lokalisierung des Infektionsprozesses abhängt. Zum Beispiel bei einer Atemwegsinfektion aus dem Nasopharynx und der Mundhöhle mit Speichel und Schleim; bei Darminfektionen mit Kot und Urin, bei eitrigen Entzündungserkrankungen mit Eiter;
• Tod. Es muss daran erinnert werden, dass die Leichen infektiöser Patienten einer obligatorischen Desinfektion unterliegen, da sie aufgrund des hohen Gehalts an mikrobiellen Erregern eine gewisse epidemiologische Gefahr darstellen.

In der Infektionslehre gibt es auch den Begriff der Persistenz (Infektion): Mikroorganismen dringen in den Körper des Tieres ein und können dort über einen längeren Zeitraum existieren, ohne sich zu manifestieren.

Dies kommt beim Tuberkulose-Erreger sehr häufig vor.

Der Unterschied zwischen Bakterientransport und -persistenz:

• Beim Tragen gibt das Tier den Krankheitserreger an die Umwelt ab und stellt eine Gefahr für andere dar;
• Im Falle einer Persistenz geben infizierte Tiere den Mikroorganismus nicht an die Umwelt ab und stellen daher aus epidemiologischer Sicht keine Gefahr für andere dar.

Zusätzlich zu den aufgeführten Begriffen gibt es auch den Begriff „Infektionsprozess“ – dies ist die Reaktion des Körpers auf das Eindringen und die Zirkulation eines mikrobiellen Erregers darin.

Aus der Definition des Begriffs „Infektion“ werden die für sein Auftreten und seine Entwicklung notwendigen Faktoren deutlich:

Mikroorganismus; Krankheitserreger;

anfälliger Mikroorganismus;

– Außenumgebung in dem sie interagieren.

1.3. EIGENSCHAFTEN VON ANTIGENEN

Die Immunantwort ist eine komplexe kooperative Mehrkomponentenreaktion Immunsystem Organismus, der durch ein Antigen induziert wird und auf dessen Beseitigung abzielt. Das Phänomen der Immunantwort ist die Grundlage der Immunität.

Die Immunantwort hängt ab von:

1. Antigeneigenschaften, Zusammensetzung, Molekulargewicht, Dosis, Häufigkeit der Exposition, Dauer des Kontakts);
2. Zustand des Körpers (immunologische Reaktivität);
3. Umweltbedingungen.

Antigene

Ursprünglich wurde der Begriff Antigen (vom englischen Antibodi-Generator) für jedes Molekül verwendet, das die Bildung spezifischer Antikörper durch B-Zellen induziert. Mittlerweile hat der Begriff jedoch eine umfassendere Bedeutung und bezeichnet jedes Molekül, das von Elementen des erworbenen Immunsystems spezifisch erkannt werden kann, d. h. B-Zellen oder T-Zellen oder beides.

Antigen ist der Initiator und treibende Kraft alle Reaktionen der erworbenen Immunität. Das Immunsystem entstand, um Fremdstoffe zu erkennen und zu zerstören sowie die Quelle ihrer Bildung – Bakterien, virusinfizierte Zellen usw. – zu eliminieren. Wenn das Antigen eliminiert wird, stoppt die Immunantwort.

Antigene sind Substanzen unterschiedlicher Herkunft, die Anzeichen genetischer Fremdheit tragen und die Entwicklung von Immunreaktionen (humorale, zelluläre, Zustand der Immuntoleranz, Induktion des Immungedächtnisses) verursachen.

Die Eigenschaften eines Antigens werden durch einen Komplex von Merkmalen bestimmt: Immunogenität, Antigenität, Spezifität.

Immunogenität ist die Fähigkeit eines Antigens, im Körper eine Immunantwort auszulösen.

Antigenität ist die Fähigkeit eines Antigens, nur mit homologen Antikörpern und Lymphozyten eines bestimmten Klons zu interagieren.

Spezifität Strukturmerkmale die ein Antigen von einem anderen unterscheiden.

Die Fähigkeit, die Entwicklung einer Immunantwort auszulösen und deren Spezifität zu bestimmen, besitzt ein Fragment eines Antigenmoleküls – eine antigene Determinante (Epitop), die selektiv mit Antigenerkennungsrezeptoren und Antikörpern reagiert. Ein Antigenmolekül kann mehrere Epitope aufweisen, also polyvalent sein. Je komplexer das Antigenmolekül ist und je mehr Epitope es aufweist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, eine Immunantwort zu entwickeln.

Immunogene oder vollständige Antigene sind Substanzen, die eine vollwertige Immunantwort auslösen und die folgenden Eigenschaften aufweisen: Immunogenität, Antigenität und Spezifität. Immunogene sind Biopolymere – Proteine, ihre Komplexe mit Kohlenhydraten (Glykoproteine) sowie komplexe Polysaccharide, Lipopolysaccharide mit hohem Molekulargewicht. Je weiter Organismen evolutionär vom Menschen entfernt sind, desto immunogener sind ihre Proteine.

Haptene sind unvollständige Antigene, relativ einfache Substanzen, die an immunologischen Interaktionen teilnehmen können, aber nicht in der Lage sind, selbstständig eine Immunantwort auszulösen. Haptene haben die Eigenschaften Antigenität und Spezifität, sind jedoch nicht immunogen.

Haptene können nach der Bindung an große, meist Proteinmoleküle (Träger) die Eigenschaften eines vollständigen Antigens annehmen.

Tolerogene sind Antigene, die Immunreaktionen mit der Entwicklung einer spezifischen Unfähigkeit, darauf zu reagieren, unterdrücken können.

Antigene sind chemische Substanzen, die frei oder in Zellen enthalten sind und im Körper eine Immunantwort auslösen können.

Ein vollständiges Antigen besteht aus zwei Teilen:

• Träger (stabilisierender Teil) 97 99 % des Antigenmoleküls; Dies sind in der Regel Makromoleküle, inerte korpuskulare Teilchen;
• Determinantengruppe (Epitop) von Oligosacchariden oder Oligopeptiden, die sich normalerweise auf der Oberfläche des Moleküls (Epi) befinden; Auf einem Träger können sich mehrere Epitope befinden, in diesem Zusammenhang wird das Konzept der Epitopdichte eingeführt; Die Determinantengruppe bestimmt die Spezifität des Antigens.

Eigenschaften von Antigenen:

• fähig, eine Immunantwort auszulösen;
• fähig zur spezifischen Interaktion mit verschiedenen Molekülen und Zellen (Erythrozyten usw.).

Wenn beides umgesetzt wird angegebenen Eigenschaften, dann wird ein solches Antigen als vollständig bezeichnet; wenn nur die zweite Eigenschaft realisiert ist, dann wird ein solches Antigen als minderwertig oder Hapten bezeichnet.

Das Hapten kann an spezielle Träger – Adjuvantien – fixiert werden. Wirkmechanismus von Adjuvantien:

• ein Antigendepot erstellen;
• das Molekül vergrößern;
• aktiviert das Lymphgewebe.

Klassifizierung von Antigenen:

1. durch Fremdheit
   • Xenoantigene (Hetero) gehören nicht zu Individuen einer bestimmten Art;
   • Alloantigene (Homo) gehören zu Individuen einer bestimmten Art;
   • Autoantigene eigene Antigene, zum Beispiel „Barriere“-Zellen, Spermien, Gehirnzellen; geschworene Zellen mit Immunaktivität;
2. je nach Art der hervorgerufenen Immunantwort
   • Immunogene;
   • Allergene;
   • Tolerogene;
   • Transplantationsantigene;
3. im Zusammenhang mit der Thymusdrüse (Thymus)
   • T-abhängig;
   • T unabhängig.
4. durch Lokalisierung in einem Mikroorganismus
   • О Antigene Lipopolysaccharide (LPS) Zellenwand, thermostabil, hochaktiv, vielfältig in verschiedenen Mikroorganismen und sogar im selben;
   • H-Antigen-Flagellenprotein, thermolabil, ziemlich aktiv, auch vielfältig;
   • K-Antigene, Kapselglykoproteine, Immunogenität hängt von der chemischen Natur ab;
   • Fimbrien-Antigene;
   • protoplasmatische Antigene;
   • Exoallergene;
5. nach Spezifität für den Mikroorganismusträger
   • Art in allen Individuen einer Art;
   • typische Variante, in Vars;
   • für Mikroorganismen gemeinsame Gruppe verschiedene Typen und Geburt;
   • inszeniert erscheinen in bestimmten Entwicklungsstadien;
   • stammspezifisch.

ANTIGENE VON MIKROORGANISMEN

Die meisten Krankheitserreger Infektionskrankheiten Der Mensch, seine Strukturen und Toxine sind vollwertige Antigene, die die Entwicklung von Immunreaktionen auslösen.

ANTIGENE VON BAKTERIEN

Antigene werden nach ihrem Standort in der Bakterienzelle unterschieden:

Kapselantigen K Ag

Flagellenantigen H Ag

Somatisches Antigen O Ag

Das OgAg der meisten Bakterien wird durch einen thermostabilen Lipopolysaccharid-Polypeptid-Komplex repräsentiert; Bei gramnegativen Bakterien ist OgAg ein Endotoxin.

HAg wird durch das thermolabile Protein Flagellin repräsentiert.

Die Säuren der meisten Bakterien sind von Natur aus Polysaccharide. Basierend auf der Temperaturempfindlichkeit werden KAgs in A-, B- und Lantigene unterteilt. Am hitzestabilsten ist AAr, das einem Kochen von mehr als 2 Stunden standhält. BAr kann einem Erhitzen auf eine Temperatur von 60 °C eine Stunde lang standhalten, und LAr wird zerstört, wenn es auf 60 °C erhitzt wird.

Um isolierte Mikroorganismen zu identifizieren, nutzt das Labor die intraspezifische oder intragenere Differenzierung von Mikroorganismen basierend auf Unterschieden in der Antigenstruktur. Gleichzeitig wird die Antigenstruktur von Bakterien symbolisch in Form einer Antigenformel dargestellt. Beispielsweise wird die Antigenformel eines der E. coli-Serovare, die bei jungen Jungtieren Kolenteritis verursachen, als O55:K5:H21 bezeichnet (Serovar, das zur Serogruppe O55 gehört).

Reis. 1. Antigene von Bakterien: Oantigen (3 Zellwand); Нantigen (7 Flagellum); Kantigen (2 Kapseln).

VIRUS-ANTIGENE

Jedes Virion eines Virus enthält unterschiedliche Antigene. Einige davon sind virusspezifisch. Andere Antigene umfassen Bestandteile der Wirtszelle (Lipide, Kohlenhydrate), die in ihrer Außenhülle enthalten sind. Antigene einfacher Virionen sind mit ihren Nukleokapsiden assoziiert. Ihrer chemischen Zusammensetzung nach gehören sie zu den Ribonukleoproteinen bzw. Desoxyribonukleoproteinen, die lösliche Verbindungen sind und daher als Santigene (Lösungslösung) bezeichnet werden. In komplexen Virionen sind einige Antigenkomponenten mit Nukleokapsiden assoziiert, andere mit Glykoproteinen der Außenhülle. Viele einfache und komplexe Virionen enthalten spezielle Oberflächen-V-Antigene, Hämagglutinin und das Enzym Neuraminidase.

Reis. 2. Antigene von Influenzaviren (Oberfläche (Vantigens) und Kern (Santigens)).

Reis. 3. Antigene von Hepatitis-B-Viren (Oberfläche (Vantigens) und Kern (Santigens)).

ANTIGENE DES ORGANISMUS

Alle Gewebe und Zellen des Körpers haben antigene Eigenschaften. Einige Antigene sind spezifisch für alle Säugetiere, andere artspezifisch für den Menschen und wieder andere gelten für bestimmte Gruppen; sie werden Isoantigene genannt (z. B. Blutgruppenantigene). Zu den Antigenen, die für einen bestimmten Organismus einzigartig sind, gehören Histokompatibilitätsantigene.

Isoantigene

Isoantigene oder Gruppenantigene sind Antigene, durch die sich Individuen oder Individuengruppen derselben Art voneinander unterscheiden.

Mehrere Dutzend Isoantigene wurden in Erythrozyten, Leukozyten, Blutplättchen sowie im menschlichen Blutplasma entdeckt.

Genetisch verwandte Isoantigene werden in Gruppen zusammengefasst, die als ABO-System, Rhesus usw. bezeichnet werden. Die Grundlage für die Einteilung von Menschen in Gruppen nach dem ABO-System ist das Vorhandensein oder Fehlen von Antigenen auf roten Blutkörperchen, die als A und B bezeichnet werden. Gemäß Dazu werden alle Menschen in 4 Gruppen eingeteilt. Antigene der Gruppe I (O) fehlen, Erythrozyten der Gruppe II (A) enthalten Antigen A, Gruppe III(B) Erythrozyten haben Antigen B, Erythrozyten der Gruppe IV (AB) haben beide Antigene. Da es in der Umwelt Mikroorganismen gibt, die die gleichen Antigene haben (sie werden als kreuzreagierend bezeichnet), hat eine Person Antikörper gegen diese Antigene, jedoch nur gegen diejenigen, die sie nicht hat. Der Körper ist tolerant gegenüber seinen eigenen Antigenen. Wenn einem Empfänger Blut oder rote Blutkörperchen transfundiert werden, dessen Blut Antikörper gegen das entsprechende Antigen enthält, kommt es in den Gefäßen zu einer Agglutination der transfundierten inkompatiblen roten Blutkörperchen, was zu einem Schock und zum Tod des Empfängers führen kann.

Bei manchen Menschen enthalten rote Blutkörperchen auch ein spezielles Antigen namens Rh-Antigen (Rh). Basierend auf der Anwesenheit oder Abwesenheit von Rantigen werden Menschen in zwei Gruppen eingeteilt: Rh (Rh)positiv und Rh (Rh)negativ. Wenn einem Rh-negativen Empfänger Blut transfundiert wird und die roten Blutkörperchen des Spenders Rantigen enthalten, kann sich eine hämolytische Gelbsucht entwickeln.

Reis. 4. In die Erythrozytenmembran eingebaute Rezeptoren sind Antigene des Körpers (Isoantigene), darunter die Antigene A und B des ABO-Systems und der Rh-Faktor.

Antigene des Hauptgewebe-(Histo-)Kompatibilitätskomplexes.

Zusätzlich zu den Antigenen, die allen Menschen gemeinsam sind, und den Gruppenantigenen verfügt jeder Organismus über einen einzigartigen Satz von Antigenen, die für ihn einzigartig sind. Diese Antigene werden von einer Gruppe von Genen kodiert, die sich auf dem menschlichen Chromosom 6 befinden. Sie werden als Antigene des Haupthistokompatibilitätskomplexes und als MHC-Antigene (Haupthistokompatibilitätskomplex) bezeichnet. Humane MHC-Antigene wurden erstmals auf Leukozyten entdeckt und tragen daher einen anderen Namen: HLA (Humane Leukozytenantigene). MHC-Antigene gehören zu den Glykoproteinen und sind auf den Membranen der Körperzellen enthalten, bestimmen deren individuelle Eigenschaften und lösen Transplantationsreaktionen aus, für die sie einen dritten Namen erhielten – Transplantationsantigene. Darüber hinaus spielen MHC-Antigene eine entscheidende Rolle bei der Auslösung einer Immunantwort auf jedes Antigen.

Proteine ​​der Klasse I kommen auf der Oberfläche fast aller Körperzellen vor. Antigene der Klasse I gewährleisten die Präsentation von Antigenen gegenüber zytotoxischen CD8+-Lymphozyten, und die Erkennung dieses Antigens durch Antigen-präsentierende Zellen eines anderen Organismus während der Transplantation führt zur Entwicklung einer Transplantationsimmunität.

MHC-Klasse-II-Antigene befinden sich überwiegend auf Antigen-präsentierenden Zellen: dendritischen Zellen, Makrophagen und B-Lymphozyten. Die Hauptrolle bei der Immunogenese von Klasse-II-Antigenen ist die Beteiligung an der Präsentation fremder Antigene gegenüber T-Helfer-Lymphozyten.

Spezifität - Dies ist die Fähigkeit eines Antigens, mit genau definierten Antikörpern oder Antigenrezeptoren von Lymphozyten zu interagieren.

In diesem Fall erfolgt die Wechselwirkung nicht mit der gesamten Oberfläche des Antigens, sondern nur mit seinem kleinen Abschnitt, der als „antigene Determinante“ oder „Epitop“ bezeichnet wird. Ein Antigenmolekül kann mehrere Einheiten bis mehrere hundert Epitope unterschiedlicher Spezifität aufweisen. Die Anzahl der Epitope bestimmt die Wertigkeit des Antigens. Zum Beispiel: Eialbumin (M 42.000) hat 5 Epitope, d. h. 5-valentes, Thyreoglobulin-Protein (M 680.000) - 40-valentes.

In Proteinmolekülen wird das Epitop (antigene Determinante) durch eine Reihe von Aminosäureresten gebildet. Die Größe der antigenen Determinante von Proteinen kann 5 - 7 bis 20 Aminosäurereste umfassen. Epitope, die von Antigenrezeptoren von B- und T-Lymphozyten erkannt werden, haben ihre eigenen Eigenschaften.

B-Zell-Epitope vom Konformationstyp (gebildet durch Aminosäurereste aus verschiedenen Teilen des Proteinmoleküls, aber in der räumlichen Konfiguration der Proteinkügelchen nahe beieinander) befinden sich auf der Außenoberfläche des Antigens und bilden Schleifen und Vorsprünge. Typischerweise beträgt die Anzahl der Aminosäuren oder Zucker in einem Epitop 6 bis 8. Antigenerkennungsrezeptoren von B-Zellen erkennen die native Konformation des Epitops und nicht eine lineare Sequenz von Aminosäureresten.

T-Zell-Epitope sind eine lineare Abfolge von Aminosäureresten, die Teil eines Antigens sind und im Vergleich zu B-Zell-Epitopen eine größere Anzahl an Aminosäureresten umfassen. Ihre Erkennung erfordert keine Speicherung der räumlichen Konfiguration.

Immunogenität - die Fähigkeit eines Antigens, die Immunabwehr des Makroorganismus zu induzieren. Der Grad der Immunogenität wird durch folgende Faktoren bestimmt:

• Fremdheit . Damit eine Substanz als Immunogen wirken kann, muss sie als „nicht ihre eigene“ erkannt werden. Je fremder das Antigen ist, also je weniger Ähnlichkeit es mit körpereigenen Strukturen aufweist, desto stärker ist die Immunantwort, die es hervorruft. Beispielsweise lässt sich die Synthese von Antikörpern gegen Rinderserumalbumin bei einem Kaninchen leichter induzieren als bei einer Ziege. Kaninchen gehören zur Ordnung der Hasentiere und sind in der phylogenetischen Entwicklung weiter von Ziege und Bulle entfernt, die zu den Artiodactylen gehören.
• Natur des Antigens . Die stärksten Immunogene sind Proteine. Reine Polysaccharide, Nukleinsäuren und Lipide haben schwache immunogene Eigenschaften. Gleichzeitig sind Lipopolysaccharide, Glykoproteine ​​und Lipoproteine ​​in der Lage, das Immunsystem ausreichend zu aktivieren.
• Molekulare Masse . Unter sonst gleichen Bedingungen sorgt das größere Molekulargewicht des Antigens für eine größere Immunogenität. Antigene gelten als gute Immunogene, wenn ihr Molekulargewicht mehr als 10 kDa beträgt. Je höher das Molekulargewicht, desto mehr Bindungsstellen (Epitope) gibt es, was zu einer Steigerung der Intensität der Immunantwort führt.

• Löslichkeit. Korpuskuläre Antigene, die mit Zellen (Erythrozyten, Bakterien) assoziiert sind, sind in der Regel immunogener. Lösliche Antigene (Serumalbumin) können ebenfalls stark immunogen sein, werden jedoch schneller ausgeschieden. Um die Verweildauer im Körper zu verlängern, die für die Entwicklung einer wirksamen Immunantwort erforderlich ist, werden Adjuvantien (einlagernde Substanzen) eingesetzt. Adjuvantien sind Substanzen, die zur Verstärkung der Immunantwort eingesetzt werden, zum Beispiel flüssiges Paraffin, Lanolin, Aluminiumhydroxid und -phosphat, Kaliumalaun, Calciumchlorid usw.
• Chemische Struktur des Antigens . Eine Erhöhung der Anzahl aromatischer Aminosäuren in synthetischen Polypeptiden erhöht deren Immunogenität. Bei gleichem Molekulargewicht (ca. 70.000) ist Albumin ein stärkeres Antigen als Hämoglobin. Gleichzeitig weist das Kollagenprotein, dessen Molekulargewicht fünfmal größer als das von Albumin ist und 330.000 beträgt, im Vergleich zu Albumin eine deutlich geringere Immunogenität auf, was zweifellos auf die Strukturmerkmale dieser Proteine ​​zurückzuführen ist.

Wichtige Antigene des Histokompatibilitätskomplexes.

Antigene sind genetisch fremde Substanzen, die, wenn sie in die innere Umgebung des Körpers eindringen oder sich im Körper bilden, eine spezifische immunologische Reaktion hervorrufen, die sich in der Synthese von Antikörpern, dem Auftreten sensibilisierter Lymphozyten oder dem Auftreten einer sofortigen Toleranz gegenüber dieser Substanz äußert und verzögerte Überempfindlichkeit, immunologisches Gedächtnis.

Eigenschaften von Antigenen: Spezifität (Antigenität), Immunogenität.

Antigenität ist die Fähigkeit eines Antigens, im Körper eine Immunantwort auszulösen.

Immunogenität ist die Fähigkeit eines Antigens, Immunität zu bilden.

Spezifität – Dies ist die Fähigkeit eines Antigens, selektiv nur mit dazu komplementären Antikörpern oder Ag-erkennenden Rezeptoren von T-Lymphozyten eines bestimmten Klons zu interagieren.

Die Spezifität von Antigenen wird durch die Strukturmerkmale des Makromoleküls bestimmt – das Vorhandensein und die Art von Epitopen.

Epitop (antigene Determinante) ist ein Abschnitt eines Antigenmoleküls, der mit einem aktiven Zentrum eines Antikörpers oder T-Zell-Rezeptors interagiert. Ein Epitop besteht aus Aminosäureresten. Die Anzahl der Epitope bestimmt die Wertigkeit des Antigens.

Natur Ag. Antigene sind natürliche oder synthetische Biopolymere mit einer relativ starren Struktur und einem hohen Molekulargewicht. Dabei handelt es sich um Proteine ​​und deren Komplexe mit Kohlenhydraten (Glykoproteinen), Lipiden (Lipoproteinen) und Nukleinsäuren (Nukleoproteinen).

Proteine ​​als Biopolymere mit ausgeprägter genetischer Fremdheit weisen die ausgeprägtesten antigenen Eigenschaften auf. Je weiter die phylogenetische Verwandtschaft der Tiere besteht, desto antigener sind ihre Proteine ​​im Verhältnis zueinander. Diese Eigenschaft von Proteinen wird zur Identifizierung der phylogenetischen Verwandtschaft von Tieren verschiedener Arten, in der Gerichtsmedizin (Bestimmung der Art von Blutflecken) und in der Lebensmittelindustrie (zur Erkennung von Verfälschungen von Fleischprodukten) genutzt.

Der Schweregrad der antigenen Eigenschaften ist damit verbunden:

Ø Molekulargewicht;

Ø Löslichkeit (kolloidaler Zustand), zum Beispiel ist Keratin ein hochmolekulares Protein, kann aber nicht in Form einer kolloidalen Lösung vorliegen und ist daher kein Antigen;

Ø Art der Einführung in den Körper (die antigenen Eigenschaften einiger Ags kommen bei oraler Verabreichung besser zur Geltung, andere – intradermal, andere – intramuskulär usw.);

Ø die Geschwindigkeit ihres Stoffwechsels (Zerstörung) im Körper.

Molekulargewichtswert . Polysaccharide haben erst ab einem Molekulargewicht von mindestens 600.000 antigene Eigenschaften. Proteine ​​haben Antigenität ab einem Molekulargewicht von mehr als 5.000 – 10.000 (5 – 10 kDa). Schwache Antigene sind hochmolekulare Verbindungen Kollagen, Gelatine, Protamin (sie haben ein niedriges Molekulargewicht). Es gibt jedoch Ausnahmen von dieser Regel:

Schweinepankreashormon – Insulin mit einem Molekulargewicht von 3,8 kDa ist antigen, der Blutersatzstoff Dextran mit einem Molekulargewicht von 100 kDa ist kein Antigen;

Nukleinsäuren haben ein großes Molekulargewicht, sind jedoch weniger antigen als Proteine.

Wenn Proteine ​​durch hohe Temperaturen, Säuren und Laugen denaturiert (koaguliert) werden, verlieren sie ihre antigenen Eigenschaften.

Ag-Dosiswert. Je höher die Antigendosis, desto ausgeprägter ist die Immunantwort. Bei einer zu hohen Antigendosis kann es jedoch zu einer immunologischen Toleranz kommen, d.h. fehlende Reaktion des Körpers auf Antigenstimulation. Dieses Phänomen wird durch die Antigenstimulation einer Subpopulation von T-Suppressoren erklärt.

Der Wert der Stoffwechselrate von Ag im Körper. Aus D-Aminosäuren bestehende Polypeptide werden von körpereigenen Enzymen langsam und unvollständig zerstört und sind im Gegensatz zu aus L-Aminosäuren aufgebauten Polypeptiden, die im Körper aktiv verstoffwechselt werden, kein Ag.

ARTEN VON ANTIGENEN:

1. Exogen, endogen;

2. Vollständig und minderwertig (Haptene, Halbhaptene);

3. Thymusabhängig und Thymusunabhängig;

4. Superantigene;

5. Heterogen;

6. Autoantigene;

7. Tumor;

8. Bakterien (gruppenspezifisch, artspezifisch, typspezifisch, O-, K-, H-Antigene und andere);

9. Viral;

10. Pilz;

11. Schutz;

12. Isoantigene;

13. Antigene des Haupthistokompatibilitätskomplexes.

Exogene Antigene– aus der Umwelt in den Körper gelangen, Endozytose und Spaltung in Ag-präsentierenden Zellen (Makrophagen, dendritische Zellen des Thymus, Follikelfortsatzzellen der Lymphknoten und der Milz, M-Zellen der Lymphfollikel des Verdauungstrakts, Langerhans-Zellen) durchlaufen der Haut). Anschließend wird die Ag-Determinante (Epitop) im Komplex mit einem MHC-Klasse-II-Molekül in die Plasmamembran der Ag-präsentierenden Zelle eingefügt und CD 4 + T-Lymphozyten (T-Helferzellen) präsentiert;

Endogene Antigene- Produkte körpereigener Zellen. Am häufigsten handelt es sich dabei um abnormale Proteine ​​von Tumorzellen und virale Proteine, die von virusinfizierten Wirtszellen synthetisiert werden. Ihre antigenen Determinanten (Epitope) werden im Komplex mit dem MHC-Klasse-I-Molekül CD 8 + T-Lymphozyten (T-Killerzellen) präsentiert.

Volle Ag– die Fähigkeit haben, die Bildung von Antikörpern zu induzieren und mit ihnen zu interagieren;

Defektes Ag (Haptene)– niedermolekulare Substanzen, die nicht die Fähigkeit besitzen, die Bildung von Antikörpern zu induzieren, aber mit vorgefertigten spezifischen Antikörpern interagieren. Haptene erhalten die Eigenschaften vollwertiger Antigene, wenn sie an hochmolekulare Substanzen wie Proteine ​​(Schlepper) binden. Haptene umfassen Medikamente, zum Beispiel Antibiotika, die durch Bindung an Körperproteine ​​(Albumin) sowie an Proteine ​​auf der Zelloberfläche (rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen) eine Immunantwort auslösen können. Dadurch werden Antikörper gebildet, die mit dem Hapten interagieren können. Wenn ein Hapten wieder in den Körper eingeführt wird, kommt es zu einer sekundären Immunantwort, häufig in Form einer allergischen Reaktion, wie z. B. einer Anaphylaxie;

Halbhaptene– anorganische Stoffe – Jod, Brom, Chrom, Nickel, Nitrogruppe, Stickstoff usw. – Durch die Bindung an Proteine, beispielsweise an die Haut, können sie eine allergische Kontaktdermatitis (HCT) verursachen, die sich bei wiederholtem Kontakt der Haut mit verchromten oder vernickelten Gegenständen, der Anwendung von Jod auf der Haut usw. entwickelt.

Thymus-abhängige Antigene – Dies sind Antigene, die die Beteiligung von T-Lymphozyten erfordern, um eine Immunantwort auszulösen. Dies sind die meisten Antigene.

Thymusunabhängig – Antigene, die in der Lage sind, die Synthese von Antikörpern ohne die Hilfe von T-Zellen zu stimulieren, zum Beispiel LPS von Bakterienzellwänden, synthetische Polymere mit hohem Molekulargewicht.

Superantigene(bakterielle Enterotoxine (Staphylokokken, Cholera), einige Viren (Rotaviren) usw. - eine spezielle Gruppe von Antigenen, die in deutlich geringeren Dosen als andere Antigene eine polyklonale Aktivierung und Proliferation einer großen Anzahl von T-Lymphozyten (mehr als 20) verursachen %, wohingegen gewöhnliche Antigene 0,01 % der T-Lymphozyten stimulieren.) Dadurch werden viele IL-2 und andere Zytokine produziert, die Entzündungen und Gewebeschäden verursachen.

Heterogenes Ag– Dies sind kreuzreagierende Ags, häufig vorkommende Antigene in verschiedene Arten Mikroben, Tiere und Menschen. Dieses Phänomen wird Antigenmimikry genannt. Zum Beispiel, Hämolytische Streptokokken der Gruppe A enthalten kreuzreagierende Antigene (insbesondere M-Protein), die häufig mit Antigenen des Endokards und der Glomeruli menschlicher Nieren vorkommen. Solche bakteriellen Antigene verursachen die Bildung von Antikörpern, die mit menschlichen Zellen kreuzreagieren, was zur Entwicklung von Rheuma und Glomerulonephritis nach Streptokokken führt. Der Erreger der Syphilis Es gibt Phospholipid-Antigene, die den Phospholipiden des Herzens von Menschen und Tieren ähneln. Daher wird das Cardiolipin-Antigen des Rinderherzens zum Nachweis von Antikörpern gegen Treponema pallidum bei der Serodiagnose von Syphilis (Wassermann-Reaktion) verwendet. Forsman-Antigen – nachgewiesen in Erythrozyten von Schafen, Katzen, Hunden, Nieren von Meerschweinchen, Salmonellen.

Autoantigene– das sind endogene Antigene, die die Produktion von Autoantikörpern verursachen. Es gibt:

- natürliche Primärfarbe(normales Gewebe der Augenlinse, Nervengewebe usw.), was mit einer Verletzung der Autotoleranz einhergeht,

Erworbene Sekundärprodukte - Produkte von Gewebeschäden durch Mikroben, Viren, Verbrennungen, Strahlung, Kälte, die aus dem eigenen Gewebe infolge von Gewebeveränderungen aufgrund von Verbrennungen, Erfrierungen und Einwirkung radioaktiver Strahlung entstehen.

Tumor (Onkoantigene, T-Antigene (Tumor)- Als Folge der bösartigen Umwandlung normaler Zellen in Tumorzellen beginnen diese, spezifische abnormale Antigene zu exprimieren (manifestieren), die in normalen Zellen fehlen. Der Nachweis von Tumorantigenen durch immunologische Methoden wird eine frühzeitige Diagnose von Krebs ermöglichen.

Bakterielle Antigene:

- gruppenspezifisch – gemeinsame Antigene in verschiedenen Arten derselben Gattung oder Familie,

- artspezifisch – Antigene, die für Vertreter einer Art charakteristisch sind,

- typspezifisch – serologische Varianten (Serovare, Serotypen) innerhalb einer Art bestimmen,

- H-Antigene (Flagellat) – das Protein Flagellin, das Teil bakterieller Flagellen ist, ist thermolabil;

- O-Antigene (somatisch) – ist ein LPS aus GR-Bakterien, thermostabil. Epitope des somatischen Antigens werden durch Hexosen (Galactorse, Rhamnose usw.) und Aminozucker (N-Acetylglucosamin, N-Acetylgalactosamin) repräsentiert. Bei Gr+-Bakterien wird das somatische Antigen durch Glycerylteichonsäure und Ribitolteichonsäure repräsentiert.

- K-Antigene (Kapselantigene) – befinden sich in der Kapsel und sind mit der Oberflächenschicht aus Lipopolysacchariden der Zellwand verbunden. Sie enthalten saure Polysaccharide, zu denen Galacturonsäure, Glucuronsäure und Iduronsäure gehören. Kapselantigene werden zur Herstellung von Impfstoffen gegen Meningokokken, Pneumokokken und Klebsiella verwendet. Allerdings kann die Verabreichung großer Dosen von Polysaccharid-Antigenen zu Toleranz führen. In E. coli wird das K-Antigen in die Fraktionen A (hitzestabil), B, L (hitzelabil) unterteilt. Eine Art K-Antigen ist das Oberflächen-Vi-Antigen (in Salmonellen), das die Virulenz der Mikrobe und die Persistenz des Krankheitserregers in bakteriellen Trägern bestimmt.

- Antigene von Bakterien sind auch deren Toxine, Ribosomen und Enzyme.

Viral– a) Superkapsid (Protein und Glykoprotein, zum Beispiel Hämagglutinin und Neuraminidase des Influenzavirus), b) Kapsid (Protein), c) Kern (Nukleoprotein).

Pilz– Hefeähnliche Pilze Candida albicans enthalten Zellwandpolysaccharide – Mannan, Zytoplasma- und Kernproteine. Darunter wurden 80 Antigene identifiziert. Diese Antigene verursachen sofortige (Antikörper Ig m, Ig G, Ig A, Ig E-Klassen) und verzögerte (T-Zell-)Reaktionen und Sensibilisierungen ohne klinische Manifestationen. Pilzantigene haben immunstimulierende und immunsuppressive Wirkungen.

Schützend– Dabei handelt es sich um antigene Determinanten (Epitope) von Mikroorganismen, die die stärkste Immunantwort auslösen, die bei wiederholter Infektion für Immunität gegen den entsprechenden Erreger sorgt. Sie wurden erstmals im Exsudat des betroffenen Gewebes während einer Milzbranderkrankung entdeckt. Zur Herstellung synthetischer Impfstoffe werden die immunogensten und schützendsten Peptide von Viren verwendet.

Isoantigene– Antigene, durch die sich Individuen derselben Art voneinander unterscheiden (zum Beispiel Erythrozytenantigene – das ABO-Blutgruppensystem, Rh-Faktor, Leukozytenantigene – der Haupthistokompatibilitätskomplex).

Wichtige Antigene des Histokompatibilitätskomplexes– Glykoproteine Zellmembranen Wer spielt wichtige Rolle Bei der Immunantwort, der Transplantatabstoßungsreaktion, wird die Veranlagung für bestimmte Krankheiten bestimmt. Das Spektrum der Moleküle des Haupthistokompatibilitätskomplexes ist für jeden Organismus einzigartig und bestimmt seine biologische Individualität, die es ermöglicht, „selbst“ (histokompatibel) von „fremd“ (inkompatibel) zu unterscheiden. Der Haupthistokompatibilitätskomplex wird als MHC (Major Histocompability Complex) bezeichnet. MHC-Antigene werden bei verschiedenen Tierarten unterschiedlich bezeichnet: bei Mäusen – H2-System, bei Hunden – DLA, bei Kaninchen – RLA, bei Schweinen – SLA. Beim Menschen werden Antigene des Haupthistokompatibilitätskomplexes als HLA (humane Leukozytenantigene) bezeichnet, da Leukozytenantigene für klinische und experimentelle Zwecke als Antigene des Haupthistokompatibilitätskomplexes definiert werden. Menschliche Leukozytenantigene werden von Genen kodiert, die auf Chromosom 6 lokalisiert sind. Basierend auf ihrer chemischen Struktur und ihrem funktionellen Zweck wird HLA in zwei Klassen eingeteilt.

MHC-Klasse-L-Antigene auf der Oberfläche aller kernhaltigen Zellen präsentiert. Sie regulieren die Interaktion zwischen Killer-T-Zellen und Zielzellen. Hauptsächlich biologische Rolle Antigene der Klasse L sind Marker für „das Eigene“. Zellen, die Klasse-I-Antigene tragen, werden nicht von ihren eigenen T-Killern angegriffen, da während der Embryogenese autoreaktive T-Killer zerstört werden, die Klasse-I-Antigene auf ihren eigenen Zellen erkennen. Antigene der Klasse I interagieren mit dem CD8-Molekül auf der Killer-T-Zellmembran.

Antigene der MHC-Klasse II befinden sich überwiegend auf der Membran immunkompetenter Zellen (Makrophagen, Monozyten, B- und aktivierte T-Lymphozyten). Antigene der Klasse II interagieren mit dem CD 4-Molekül der T-Helfermembran, was zur Freisetzung von Lymphokinen führt, die die Proliferation und Reifung stimulieren von T-Killerzellen und Plasmazellen.

Die Bestimmung von HLA-Antigenen ist in folgenden Situationen erforderlich:

Þ Bei der Typisierung von Gewebe zum Zweck der Auswahl eines Spenders für einen Empfänger;

Þ Um einen Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein bestimmter MHC-Antigene und der Veranlagung für eine bestimmte Krankheit herzustellen. Die stärkste Korrelation wurde zwischen dem Vorhandensein von HLA-B27 und der Morbus Bechterew (Morbus Bechterew) gefunden: 95 % der Patienten haben dieses Antigen.

Þ Bei der Beurteilung Immunstatus(Nachweis von a) aktivierten T-Lymphozyten, die HLA-DR-Antigene tragen, und b) mononukleären Zellen, die an der Antigenerkennung beteiligt sind.

Es gibt vollständige und unvollständige Antigene oder Haptene. Bei letzteren handelt es sich um relativ einfache Substanzen, die an immunologischen Interaktionen teilnehmen können, jedoch nicht in der Lage sind, APC zu aktivieren und selbstständig eine Immunantwort auszulösen. Erst durch die Bindung an große, meist Eiweißmoleküle (Träger) kann ein Hapten die Eigenschaften eines vollständigen Antigens erlangen.

Biopolymere – Proteine, ihre Komplexe mit Kohlenhydraten (Glykoproteinen), Lipiden (Lipoproteinen), Nukleinsäuren (Nukleoproteinen) sowie komplexe Polysaccharide, Lipopolysaccharide – haben antigene Eigenschaften. Für die Ausprägung antigener Eigenschaften ist die Größe des Moleküls von Bedeutung. Moleküle mit einem Molekulargewicht von mehr als 10.000 sind in der Regel antigen, Moleküle mit einem niedrigeren Molekulargewicht haben oft die Eigenschaften von Haptenen. Polysaccharide sind antigen mit einem Molekulargewicht über 100.000. Polypeptide, die aus L-Aminosäuren bestehen, sind antigen, während solche, die aus D-Aminosäuren bestehen, diese Eigenschaft nicht haben. Proteine ​​verlieren ihre antigenen Eigenschaften, wenn sie denaturiert werden. Beispielsweise sind Proteine, die durch Kochen oder Behandlung mit starken Säuren oder Laugen koaguliert werden, keine Antigene mehr. Manifestationen einer antigenen Wirkung sind mit der katabolen Zerstörung von Antigenen im Körper verbunden. Daher werden D-Polypeptide von Körperenzymen langsam und unvollständig zerstört und weisen keine antigenen Eigenschaften auf.

Fast alle natürlichen Substrate mit antigenen Eigenschaften sind Komplexe mehrerer Antigene. Im Folgenden wird gezeigt, dass eine mikrobielle Zelle viele Antigene aufweist, die für ihre einzelnen Strukturen charakteristisch sind. Sogar einzelne Moleküle können mehrere Antigene besitzen.

Die Haupteigenschaften eines Antigens sind: Spezifität, Fremdheit, Immunogenität oder Tolerogenität.

Spezifität. Die Antigenspezifität ist ein einzigartiges biologisches Phänomen, das immunologischen Wechselwirkungen im Körper sowie Labormethoden zur Bestimmung verschiedener Antigene, Serodiagnose, Methoden der spezifischen Prävention und Therapie von Infektionskrankheiten zugrunde liegt.

Eine Struktur mit individueller Antigenspezifität wird Antigendeterminante oder Epitop genannt. Der letztgenannte Name spiegelt die Tatsache wider, dass nur Strukturen, die auf der Oberfläche des Moleküls liegen, eine antigene Aktivität aufweisen, während tiefe Strukturen nur dann Antigenität zeigen, wenn sich die Konformation ändert oder das Molekül zerstört wird. Die Vielfalt der Proteinepitope wird durch ein Mosaik aus Aminosäureresten erreicht, die sich auf der kugelförmigen Oberfläche des Proteinmoleküls befinden.

Epitope, die die Antigenität eines Proteinmoleküls bestimmen, bestehen aus 625 Aminosäuren und befinden sich in verschiedene Teile Moleküle, die durch nicht-antigene Strukturen getrennt sind. Darüber hinaus müssen die Epitope eines Moleküls nicht unbedingt die gleiche Zusammensetzung und Spezifität aufweisen. Die Anzahl identischer Epitope auf einem Molekül bestimmt die Anzahl der Antikörpermoleküle, die sich daran anlagern können, d. h. Wertigkeit eines bestimmten antigenen Substrats. Die Wertigkeit von Antigenen steigt mit ihrem Molekulargewicht. Somit beträgt die Wertigkeit von Eialbumin mit einem Molekulargewicht von 45.000 5 und die Wertigkeit von Hämocyanin beträgt mol. mit einem Gewicht von 6,5 Millionen - 231. Ein von einem Molekül getrenntes Epitop kann nur eine Valenz und die Eigenschaften eines Haptens haben, und das gesamte Molekül für ein bestimmtes Epitopapen spielt die Rolle eines Trägers.

Da sich die Epitope, die die antigenen Eigenschaften des Moleküls bestimmen, in einigen Bereichen befinden und die toxischen Eigenschaften mikrobieller Toxine von anderen Bereichen bestimmt werden, können Toxoidmoleküle hergestellt werden, die keine toxischen Eigenschaften aufweisen, aber antigene Eigenschaften behalten. Toxoide dienen als Grundlage für Impfstoffpräparate zur Schaffung einer antitoxischen Immunität.

Fremdheit. Ein Antigen löst nur dann eine positive Immunantwort (Bildung von Antikörpern und aktiven Lymphozyten) aus, wenn es fremd ist, d. h. verfügt über Texturen, die in diesem Organismus fehlen. Der Körper ist tolerant gegenüber seinen eigenen Antigenen. Erst durch Veränderungen, die dem Antigen Anzeichen von Fremdheit verleihen, erlangt es die Fähigkeit, eine positive Immunantwort auszulösen.

Die Struktur von Antigenen spiegelt die evolutionäre Nähe der Organismen wider, die sie besitzen. Es gibt gemeinsame Antigene, die für Vertreter verschiedener Familien, Gattungen und Arten charakteristisch sind. Es gibt Varianten von Antigenen, die für Individuen derselben Art unterschiedlich sind. Zur Klassifizierung dient die Bestimmung der Antigenzusammensetzung verschiedene Gruppen Lebewesen und die Identifizierung evolutionärer Verbindungen zwischen ihnen.

Im Laufe der Evolution erwerben Mikroorganismen, die Menschen und Tiere infizieren, Antigene, die denen des Wirts ähneln, was als Antigenmimikry bezeichnet wird. Dadurch wird sichergestellt, dass eine immunologische Reaktion auf solche Antigene über längere Zeit ausbleibt und Mikroorganismen eine zusätzliche Chance erhalten, im Körper des Wirts zu überleben, da sie nicht als fremd erkannt werden. Fremde Antigene, deren Struktur den Wirtsantigenen ähnelt, werden als kreuzreaktive Antigene (CRA) bezeichnet. Da PRAs jedoch im Komplex mit anderen Antigenen stehen, die für den Körper stark immunogen sind, kann es zu einer Immunantwort auf sie kommen. In diesem Fall kommen die resultierenden humoralen und zellulären Antikörper mit Wirtsantigenen in Kontakt und können einen immunpathologischen Prozess auslösen. Es ist bekannt, dass einige Stämme hämolytischer Streptokokken PRA mit Antigenen des Endokards, der Nierenglomeruli und des menschlichen Nervengewebes aufweisen können, was zur Entwicklung von Rheuma, Glomerulonephritis und Chorea beiträgt. Demnach verfügt das Masernvirus über PRA mit Myelin-Grundprotein und die Immunreaktion trägt zur Demyelinisierung von Nervenfasern und zur Entstehung von Multipler Sklerose bei.

Antigene des Nervensystems, der Augen und der Fortpflanzungsorgane sind durch physiologische Barrieren von der inneren Umgebung getrennt. Ihre Antigene induzieren keine vollständige Toleranz und verursachen keine gesunder Körper Autoimmunreaktion, da sie nicht in die Organe der Immunogenese eindringen. Solche Antigene werden Barriereantigene genannt. Bei einer Schädigung der Barriere aufgrund einer Verletzung oder Krankheit gelangen Antigene jenseits der Barriere in den allgemeinen Kreislauf und können einen immunpathologischen Prozess auslösen.

Körpereigene Antigene können sich unter Einwirkung äußerer chemischer oder physikalischer Faktoren verändern oder mit fremden Substanzen mit Haptencharakter in Kontakt kommen. Dadurch entstehen Antigene, deren Haptenteil eine Fremdstruktur und deren Träger ein eigenes Antigen ist. Solche veränderten Antigene verursachen häufig die Entwicklung allergischer Reaktionen.

Immunogenität und Toleranz- alternative Eigenschaften jedes antigenen Substrats. Um eine Immunantwort und Toleranz auszulösen, ist es notwendig, das Antigen einem Lymphozyten auszusetzen, der über Rezeptoren für dieses Antigen verfügt – einer Antigen-reaktiven Zelle (ARC). Der Unterschied besteht darin, dass ARCs bei der Induktion einer positiven Immunantwort Reize von Zytokinen erhalten und so deren Proliferation und die Bildung eines Klons von Effektorzellen sicherstellen. Wenn eine immunologische Toleranz induziert wird, wird ARC keiner weiteren Stimulation unterzogen und stirbt entweder ab oder es werden ihm die Rezeptoren für das Antigen entzogen.

Antigen(aus dem Griechischen Anti- gegen und Genos - Erschaffen) ist ein Biopolymer organischer Natur, das dem Makroorganismus genetisch fremd ist und das, wenn es in diesen eindringt, von seinem Immunsystem erkannt wird und Immunreaktionen hervorruft, die auf seine Beseitigung abzielen.

Eigenschaften von Antigenen:

Antigenität - die potenzielle Fähigkeit eines Antigenmoleküls, Komponenten des Immunsystems zu aktivieren und spezifisch mit Immunfaktoren (Antikörpern, Klon von Effektorlymphozyten) zu interagieren;

Immunogenität - die potenzielle Fähigkeit eines Antigens, im Makroorganismus eine spezifische Schutzreaktion (Immunantwort) gegenüber sich selbst auszulösen.

Der Grad der Immunogenität hängt von den molekularen Eigenschaften des Antigens (Natur, chemische Zusammensetzung, Molekulargewicht, Struktur), Antigen-Clearance im Körper, Reaktivität des Makroorganismus.

Spezifität - die Fähigkeit eines Antigens, eine Immunantwort auf ein genau definiertes Epitop auszulösen.

Die Fähigkeit, die Entwicklung einer Immunantwort auszulösen und deren Spezifität zu bestimmen, besitzt ein Fragment des Ag-Moleküls – eine antigene Determinante (Epitop), die selektiv mit Ag-erkennenden Rezeptoren und Ab reagiert.

Klassifizierung nach Herkunft:

exogen (entsteht außerhalb des Körpers);

endogen (aus dem Körper stammende) Antigene.

– autogen¾ Dabei handelt es sich um endogene Antigene, strukturell unveränderte körpereigene Moleküle, die unter physiologischen Bedingungen synthetisiert werden. Normalerweise lösen Autoantigene aufgrund der entwickelten immunologischen Toleranz (Immunität) oder ihrer Unzugänglichkeit gegenüber dem Kontakt mit Immunfaktoren keine Reaktion des Immunsystems aus – dies sind die sogenannten Barriereantigene (Gehirn, Augenlinse, Follikel). Schilddrüse, Samenkanälchen der Hoden). Wenn die Toleranz gebrochen oder die Integrität biologischer Barrieren verletzt wird (die häufigste Ursache ist eine Verletzung), beginnen die Komponenten des Immunsystems, spezifisch auf Autoantigene zu reagieren, indem sie spezifische Immunfaktoren (Autoantikörper, ein Klon autoreaktiver Lymphozyten) produzieren.

– Neoantigene (Tumor)¾ Hierbei handelt es sich um körpereigene Antigene, die durch Mutationen im Körper entstehen. Nach der Modifikation erhalten die Moleküle fremde Eigenschaften.

Klassifizierung nach Art: Biopolymere proteinischer (Proteide) und nicht-proteinischer Natur (Polysaccharide, Lipide, Lipopolysaccharide, Nukleinsäuren usw.).

Klassifizierung nach Molekülstruktur:

kugelförmig (Das Molekül hat Kugelform);

fibrillär (Fadenform).

Einteilung nach dem Grad der Immunogenität:

vollständige Antigene ¾ weisen eine ausgeprägte Antigenität und Immunogenität auf – das Immunsystem eines empfindlichen Organismus reagiert auf ihre Einführung mit der Produktion von Immunitätsfaktoren. Solche Substanzen haben in der Regel ein relativ großes Molekulargewicht (mehr als 10 kDa), eine große Molekül-(Partikel-)Größe in Form einer Kügelchen und interagieren gut mit Immunfaktoren;

defekte Antigene , oder Haptene ¾ sind bei Einführung nicht fähig normale Bedingungen lösen eine Immunantwort im Körper aus, da sie eine äußerst geringe Immunogenität aufweisen. Sie haben jedoch ihre antigene Eigenschaft nicht verloren, was es ihnen ermöglicht, gezielt mit vorgefertigten Immunfaktoren (Antikörpern, Lymphozyten) zu interagieren. Am häufigsten handelt es sich bei Haptenen um Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht (Molekulargewicht unter 10 kDa). Wenn ein Hapten mit einem Proteinmolekül, zum Beispiel Serumalbumin, kombiniert wird, hat das resultierende Konjugat alle Eigenschaften eines vollwertigen Antigens und bewirkt bei Einführung in den Körper die Produktion von Antikörpern oder einem Lymphozytenklon, der für das Hapten spezifisch ist Hapten Teil des Komplexes. In diesem Fall wird die Spezifität des Konjugatmoleküls durch den Haptenteil und die Immunogenität durch das Trägerprotein bestimmt. Das Trägerproteinmolekül heißt Schlepper (aus dem Deutschen. Schlepper- ziehen ).

Einstufung nach dem Grad der Fremdheit:

xenogene Antigene (heterolog) - Organismen in verschiedenen Stadien der evolutionären Entwicklung gemeinsam, beispielsweise Zugehörigkeit zu verschiedenen Gattungen und Arten. Ein Beispiel ist das Forsman-Polysaccharid-Antigen, das in den roten Blutkörperchen von Katzen, Hunden, Schafen und der Niere von Meerschweinchen vorkommt;

allogene Antigene (Gruppe) - kommt bei genetisch nicht verwandten Organismen häufig vor, gehört aber zur gleichen Art. Basierend auf Alloantigenen kann die allgemeine Population von Organismen in verschiedene Gruppen eingeteilt werden. Ein Beispiel für solche Antigene beim Menschen sind Blutantigene (ABO, HLA-Systeme etc.). Allogene Gewebe während der Transplantation sind immunologisch inkompatibel – sie werden vom Empfänger abgestoßen oder lysiert. Mikroben können basierend auf Gruppenantigenen in Serogruppen eingeteilt werden sehr wichtig Für mikrobiologische Diagnostik(z. B. Kaufman-White-Klassifikation von Salmonellen);

isogene Antigene (Individuell) - nur bei genetisch identischen Organismen üblich, zum Beispiel bei eineiigen Zwillingen oder Inzuchtlinien von Tieren. Isotransplantate sind nahezu vollständig immunologisch verträglich und werden vom Empfänger während der Transplantation nicht abgestoßen. Ein Beispiel für solche Antigene in der menschlichen Bevölkerung sind Histokompatibilitätsantigene und in Bakterien typische Antigene, die keine weitere Spaltung bewirken.

Einteilung nach Aktivierungsrichtung und Verfügbarkeit der Immunantwort:

Immunogene Beim Eintritt in den Körper sind sie in der Lage, eine produktive Schutzreaktion des Immunsystems auszulösen, die in der Produktion von Immunfaktoren (Antikörper, Antigen-reaktive Klone von Lymphozyten) endet. In der klinischen Praxis werden Immunogene zur Immundiagnose, Immuntherapie und Immunprophylaxe vieler pathologischer Erkrankungen eingesetzt;

Tolerogen ist das genaue Gegenteil eines Immunogens. Bei der Interaktion mit dem erworbenen Immunsystem werden alternative Mechanismen aktiviert, was zur Bildung einer immunologischen Toleranz oder Unempfindlichkeit gegenüber den Epitopen eines bestimmten Tolerogens führt. Tolerogen zeichnet sich in der Regel durch Monomerismus, niedriges Molekulargewicht, hohe Epitopdichte und hohe Dispersität (Nichtaggregation) kolloidaler Lösungen aus. Tolerogene werden zur Vorbeugung und Behandlung von immunologischen Konflikten und Allergien eingesetzt, indem sie eine künstliche Unempfindlichkeit gegenüber einzelnen Antigenen herbeiführen;

Allergen Die Wirkung, die es hervorruft, führt im Gegensatz zu einem Immunogen zu einer pathologischen Reaktion des Körpers in Form einer sofortigen oder verzögerten Überempfindlichkeit. Ein Allergen unterscheidet sich in seinen Eigenschaften nicht von einem Immunogen. In der klinischen Praxis werden Allergene zur Diagnose von Infektions- und allergischen Erkrankungen eingesetzt.

Antigene des menschlichen Körpers. Aus klinischer Sicht ist die Bestimmung gruppenspezifischer Antigene (Blutgruppenantigene), individuell spezifischer Antigene (Histokompatibilitätsantigene), organ- und gewebespezifischer (karzinoembryonale Antigene) am wichtigsten.

Histokompatibilitätsantigene findet sich auf den Zytoplasmamembranen fast aller Zellen des Makroorganismus. Die meisten davon beziehen sich auf das System großer Histokompatibilitätskomplex, oder MNS(aus dem Englischen Haupthystokompatibilitätskomplex). Beim Menschen wird der MHC als bezeichnet HLA(aus dem Englischen Human-Leukozyten-Antigen), da es mit Leukozyten assoziiert ist. Histokompatibilitätsantigene spielen eine Schlüsselrolle bei der spezifischen Erkennung von „Selbst oder Feind“ und der Auslösung einer erworbenen Immunantwort. Sie bestimmen die Kompatibilität von Organen und Geweben bei Transplantationen innerhalb derselben Art, die genetische Einschränkung der Immunantwort und andere Auswirkungen. Aufgrund ihrer chemischen Natur sind Histokompatibilitätsantigene Glykoproteine, die fest mit der Zytoplasmamembran von Zellen verbunden sind. Ihre einzelnen Fragmente weisen strukturelle Homologie mit Immunglobulinmolekülen auf. Es gibt zwei Hauptklassen von MHC-Molekülen. Es wird allgemein angenommen, dass MHC der Klasse I vorwiegend eine zelluläre Immunantwort induziert, während MHC der Klasse II eine humorale Reaktion induziert.

Antigene von Bakterien:

Flagellen, oder H-Antigene , sind im Bewegungsapparat von Bakterien lokalisiert - Flagellen. Sie sind Epitope des kontraktilen Proteins Flagellin. Beim Erhitzen denaturiert Flagellin und das H-Antigen verliert seine Spezifität. Phenol hat keinen Einfluss auf dieses Antigen;

somatisch, oder O-Antigen , mit der bakteriellen Zellwand verbunden. Es basiert auf Lipopolysaccharid (LPS). O-Antigen weist thermostabile Eigenschaften auf – es wird durch Kochen nicht zerstört. Das somatische Antigen ist jedoch anfällig für die Wirkung von Aldehyden (z. B. Formaldehyd) und Alkoholen, die seine Struktur zerstören. Wenn Sie ein Tier mit lebenden Bakterien immunisieren, die Flagellen besitzen, werden Antikörper gebildet, die gleichzeitig gegen O- und H-Antigene gerichtet sind. Die Einführung einer gekochten Kultur in ein Tier stimuliert die Biosynthese von Antikörpern gegen ein somatisches Antigen. Eine mit Phenol behandelte Bakterienkultur führt zur Bildung von Antikörpern gegen Flagellenantigene;

Kapsel, oder K-Antigene , befindet sich auf der Oberfläche der Zellwand. Kommt in kapselbildenden Bakterien vor. K-Antigene bestehen in der Regel aus sauren Polysacchariden (Uronsäuren). Gleichzeitig wird dieses Antigen im Milzbrandbazillus aus Polypeptidketten aufgebaut. Aufgrund ihrer Hitzeempfindlichkeit gibt es drei Arten von K-Antigenen: A, B und L. Typ A zeichnet sich durch die größte thermische Stabilität aus, es denaturiert auch bei längerem Kochen nicht. Typ B hält einer kurzen Erhitzung (ca. 1 Stunde) bis 60 °C stand. Typ L zersetzt sich bei dieser Temperatur schnell. Daher ist eine teilweise Entfernung des K-Antigens durch längeres Kochen der Bakterienkultur möglich. Auf der Oberfläche des Erregers von Typhus und anderen hochvirulenten Enterobakterien befindet sich eine spezielle Version des Kapselantigens. Es hat den Namen bekommen Virulenzantigen, oder Vi-Antigen.

Bakterielle Bakterien haben auch antigene Eigenschaften. Proteintoxine, Enzyme und einige andere Proteine, die von Bakterien in die Umwelt abgegeben werden (z. B. Tuberkulin). Tetanus-, Diphtherie- und Botulinumtoxine gehören zu den starken vollwertigen Antigenen und werden daher zur Gewinnung von Toxoiden für die Impfung von Menschen verwendet.

Virusantigene:

nuklear(Kühe);

Kapsid(Hülse);

Superkapsid(oberflächlich) .

Die Antigenzusammensetzung des Virions hängt von der Struktur des Viruspartikels ab. Die Antigenspezifität einfach organisierter Viren ist mit Ribo- und Desoxyribonukleoproteinen verbunden. Diese Stoffe sind gut wasserlöslich und werden daher als S-Antigene (lat.) bezeichnet. Lösung Lösung). Bei komplexen Viren sind einige Antigene mit dem Nukleokapsid verbunden, während andere in der Außenhülle (Superkapsid) lokalisiert sind. Die Antigene vieler Viren sind sehr variabel. Dies ist auf den ständigen Mutationsprozess zurückzuführen, den der genetische Apparat des Viruspartikels durchläuft. Beispiele hierfür sind Influenzaviren und humane Immundefizienzviren.