Антитела, как специфические белки в организме

Размещено на http://www.allbest.ru/

тема: Антигены. Общая характеристика свойства

Антигены.

Антигены - вещества генетически чужеродные для того организма куда они поступают, которые попав в организм вызывают разные формы иммунного ответа.

Основные всойства антигенов:

1. Чужеродность при парентеральном введении

2. Антигенность (специфичность)

3. Имунногеннность.

Чужеродность: лучше всего проявляется на белках, антигены всегда органические вещества. В структуре белковых молекул реализуется специфичность работы генома каждого организма, такие вещества как аминокислоты, моносахара, азотистые основания, простые соединения (химические элементы) имеют у всех организмов одинаковую структуру и антигенами не явояются. Есть сильные антигены - микробные экзотоксины, белки сыворотки крови и слабые антигены - желатин, гемоглобин, инсулин (антигенные свойства связаны с низкой молекулярности). Антигенность зависит так же от молекулярной массы. Чем больше различий в аминокислотной последовательности тем выше антигенные свойства. Например такие белки как гистоны, за 1,5 млрд лет в них произошли всего 2 аминокислотных замены.

Полисахариды антигенные свойства слабее, поэтому они, а также липо-поли-сахаридные комплексы проявляют антигенные свойства слабенько, но некоторые например моно, олиго сахара, липиды являются гаптенами т.е. неполноценными антигенами.

Полноценные антигены при введении в организм вызывают иммунный ответ и способны с антителами или Т-лимфоцитами взаимодействовать как in vivo так и in vitro. Им присуще 2 функции:

Ш Вызвать иммунный ответ

Ш Способны вступить с ними в взаимодействие

Неполноценным антигенами присуще только способность вступать в взаимодействие и не способны вызвать образование антител. Гаптены легко соединяются с белками носителями и в таком виде становятся полноценными антигенами при этом их специфичность определяется молекулами гаптена, а белок выполняет роль носителя. Что бы превратить в гаптен в антиген надо присоединить белок.

Липиды, глицерины - являются гаптенами. Нуклеиновые кислоты - слабые антигены.

Антигенные свойства зависят от дозы, от метода введения и от жесткости его структуры (насколько устойчив к протеолитическим ферментам)

Антигенные совйства могут быть усилены если к антигену добавить адъювант - неорганические вещества (гидроксид алюминия, квасцы, липиды; синтетические - полиоксидон; органические - цитоксины). Адъюванты повышают антигенные свойства и усиливают иммунный ответ т.е. имунногеность.

Специфичность: ей обладают поверхностные структуры антигена и носят название активных центров (эпитопов) именно эти группы распознаются макрофагами, В-лимфоцитами и является активными центрами антигена. Количество этих групп разнообразное. Активные центры антигена определяют силу связи между антигеном и антителом т.е. определяю последнюю стадию иммунного ответа.

Среди гаптенов различают полугаптены - неорганические радикалы (йод, бром, азот, -ОН), которые присоединяясь к белковой молекуле могут изменять специфичность и они вызывают выработку антител, которые и располагаются на поверхности полного белкового антигена.

Проантигены - гаптены, которые соединяются с белками организма при введении парентерально и сенсибилизировать такой организм как аутоантиген. В качестве проантигена может выступить любой лекарственные препарат.

Классификация антигенов.

Ш Видоспецифические

Ш Типоспецифически

Ш Группоспецифические

Ш Общие антигены

Ш Гетероантигены

Микробные антигены

Сосредоточены в клеточной стенке: белки определяют группу О-соматически антигенов (термостабилен) может иметь липополисахаридную природу, поверхносные белки группу К-антигенов, типоспецифичные. Жгутики - Н-антигены это белок флагелин (термолябилен). Экзотоксины так же антигены, эксоферменты (плазмокоагулаза).

Например: E. Coli О111, К56 (род, вид, тип (111,56) - серовар, типоспецифический антиген). S. Typhy О9 (т.е. относится к группе Д). Есть общие антигены внутри семейства, но всегда есть видовые и сероварные антигены изучая антигенную структуру можно идентифицировать бактерии.

Гетероантигены: общие антигены между бактериями и другими биологическими объектами например: человек - сифилитическая трепонема. Второе их название перекреснореагирующие антигены (ПРА) способны реагировать с антителами поэтому антитела на трепонему могут реагировать с тканями и запускать аутоиммунный процесс.

Антигены вирусов.

Нуклеиновая кислота вместе с капсидными белками у простых вирусов. У сложных вирусов есть еще суперкапсид и на поверхности этой оболочки есть липротеиновые антигены (обозначаются цифрами). Например у гриппа: имеет нейроамидазный антиген (около 5), Н1, Н5(птичий грипп). С помощью них вирус адсорбируется на поверхности эритроцитов и склеивает их, нейроамидазный адсорбируется на мембранах клеткок. По антигенным свойствам можно идентифицировать вирусы.

Антигены тела человека.

Изоантигены (индивидуальные антигены). Представлены на различных органах.

Эритроцитарная система (АВО, Rh) - по ним делят на группы крови и резусы. Их более 70, но практически используются только АВО и резус.

В большей степени изоантигены изучены на лейкоцитах т. о образуется система гистсовместимости по индивидуальным тканевым антигенам (Мaior Нistocompa Tibiliti Сomplex) или НLA. Совместимость по этой системе проводится в случае пересадки органов и костного мозга, Эти антигене генетически детерминированы, сцепеленны с генами иммунного ответа. МНТС разделены на 3 класса:

1. Предствалены на поверхности всех ядер клеток нашего организма

2. Представлены на поверхности имунокомпетентнык клеток

3. Представлены на белках системы комплемента

Функции:

1 класс позволяет разделять свое от чужого, 2 класс участвует в двойном распознавании антигена, могут усилить иммунные ответ, заставить клетку дифференцироваться.

Врачи еще различают опухолеспецифические антигены, эмбриональные антигены, маркерные опухолевые, трансплантационные антигены (сингенные - собственные, однояйцевых близнецов, чистых линий животных, аллогенные - взяты от другого человека, другой линии животных, ксеногенные - взятые от другого биологического вида(например человеку лимфоциты свиней)).

Антитела. антитела моноклональный белок сыворотка

Имуноглобудины, г-глобулины - синонимы антител.

Антитела - специфические белки синтезируемые в организме в ответ на поступление антигена находятся в сыворотке крови и находятся в г-глобулиной фракции сыворотки крови. Составляют основу гуморального иммунитета. Приблизительно в сыворотки крови человека г-глобулиновая фракция составляет 20%.

Строение антител: молекула Ig- состоит из двух идентичных, тяжелых цепей Н и 2-х легких L цепей которые соединяются между собой дисульфидными мостиками. Структурной единицей Ig являетмся мономер состоящий из 2 Н и 2 L цепей. Среди него различают вариабельную часть и константную часть. Вариабельная часть Н и L цепей составляют фаг-фрагмент к которому присоединяется антиген (2 штуки) специфичность этой связи носит название аффиности антитела, скорость и прочность связи определяет авидность. Константный фрагмен - отвечает за неспецифические функции антител: связь с комплементом, связь с фагоцитами, тучными клетками.

В зависимости от структуры строение, формы Н-цепей различают 5 классов Ig:

1. IgM -

2. IgG

3. IgA

4. IgE

5. IgD

IgA - бывают 2 варианта: сывороточные и секреторные, продуцируются клетками эпителия кишечника. Секторные это диметры есть компонент который защищает его от секретов пищеварительного сока, слюны, они обеспечивают местный иммунитет слизистых оболочек.

IgE - свидетели аллергических реакций, в сыворотке крови появляются при аллергических реакциях немедленного типа, взаимодействуют с тучными клетками и заставляют продуцировать гистамин, что определяет аллергии немедленного типа (крапивница, анафилаксия).

IgD - мономеры, склонны к агрегации, продуцируются зрелыми В-лимфоцитами к 10 годам появляются при аутоиммунной патологии, беременности.

Свойства антител.

Нормальные антитела - естественные антитела которые присутствуют в любой сыворотке человека, животного и дают базальный уровень иммуноглобулинов: антиэритроцитарные антитела, противобактериальные. Эти антитела постоянны в организме, дополнительной антигенной стимуляции не требуется все перечисленные микроорганизмы постоянно контактируются с человеком.

Моноклональные антитела - это антитела к одной антигенной детерминанте они принадлежат к одному классу, подклассу аллотипу имеют один вид легких цепей, имеют одинаковую аффиность поскольку моноклональные антитела образуются одним клоном В-лимфоцитов и поэтому эти антитела гомогенные, когда иммунизируют человека вакцинным препаратов или после болезни в сыворотке человека появляется антитела к разным антигенным детерминантам. И поэтому иммунные сыворотки от переболевших или иммунизированных гетерогенны. Гетерогенность антител снижает чувствительность методов индикации антигенов с помощью сывороток.

Получают моноклональные тела методом in vivo гибридом разработанным в 1975 году Келлером и Мильштейном (Нобелевская премия). Суть получение антител этим методом состоит в следующем:

1. этап: Получение гибридому и отбор клеток. Мышь иммунизируют антигеном, после иммунизации берут селезенку и получают из нее лимфоциты, которые должны превращаться в плазматическую клетку продуцирующие антитела. Другую мышь (Balb C) с плазмоцитомой (опухолевый процесс поражающий селезенку) в органах этой мыши есть опухолевая плазматическая клетка, которую совмещают с нормальными клетками от здоровой мыши в присутствии полиэтиленгликоля, которые помогают гибридизации. Получившиеся клетки отбирают на селективной среде - ГАТ (гипоксантин - аминоптерин - тинидин) в этой среде погибнут нормальные клетки, опухолевые клетки, а гибридомные выживут и будут расти.

2. этап: Отбор клеток нужных продуцентов. Проводится методом тестирования на искомые антитела. Делают с помощью иммунологических реакций ИФА, РИФ, пластинки с имобилизированным антигеном

3. этап: Клонирование гибридомных клеток много раз на специальной питательной среде.

4. этап: Консервирование - сипользуют низкие температуры

5. этап: Получение моноклональных антител. Гибридломные клетки вводят внутрибрюшинно белым мышам (здоровым) они там размножаются у них возникает асцит в котором содержится много моноклональных антител.

Второй метод: размножение гибридомных антител на культуре и они там продуцируют антитела (in vitro).

Моноклональные антитела получены к антигенным детерминантам Т (СД4) и В-лимфоцитов. МКА используются для идентификации Т и В - лимфоцитов и их субпопуляции, которые определяют активность, продукцию лимфокина. МКА получены для идентификации цитокинов в сыворотке, ВИЧ-вируса, для диагностики определяют антигенные детерминанты вещества. МКА используют в онкологии для терапии опухолевых заболеваний. МКА для таксономических идентификаций.

В последнии годы гибридому культивируют с помощью аппарата цитостат куда подается питательная среда и гибридомность поддерживается автоматически > большое количество генетически гомогенных антител.

Полные и неполные антитела: Деление основано на способности полных антител образовывать в результате иммунологической реакции с антигеном комплекс видимый невооруженным глазом (агглютинация) при преципитации этот комплекс называется преципитат (т.е. аморфный осадок). У полного антитела имеетя две и более валентности (активных центров) и взаимодействия с антителом образует решетку. (IgM, IgG, IgA) Неполное антитело моновалентное и взаимодействуя с антителом связывает одну детерминанту и этот комплекс мы не видим поэтому они еще называются блокирующими антителами. Поэтому для выявления неполных антител требуется специальный метод Кумбса при котором используются вторичные антитела, и оно садится на первичное антитело и тогда этот антиген свяжется в макроагрегат.

Комплимент связывающие несвязывающие антитела. Связывающие взаимодействуют с комплментом с помощью FС-фрагменту и дальше идет реакция связывания комплемента. Несвязывающие не взамодействуют с комплементом.

Антитела абзимы - абзимология (антитела ферменты), катализаторы биохимических процессов. У мноих Ig есть ферментативная активность (протеазная, нуклеазная). Есть антитела ферменты и на другие разновидности веществ. Считают что эти свойства антител очень древние.

Бифункциональные антитела: обладают две специфичности фаг-фрагментов т.е могут присоединять два антигена разной специфичности.

Имунотоксины: гибрид молекулы Ig с токсином. Эти антитела получают методом биотехнологии. Присоединяя к Ig молекулу токсина такое антитело способно направленно доставить токсин к клетке мишени (опухолевой) и нарушить метаболизм этой клетки. Используют в лечении опухолей, аллергий.

Антигенные свойства антител.

Само антитело любой специфичности наделен антигенными свойствами и поэтому в молекуле Ig различают четыре антигенных детерминанты: видовые, изотипические, аллотипичесике и идеотипические.

Видовые: характерны для Ig всех особей. Определяются строением легких и тяжелых цепей.

Изотипические: являются групповыми и служат для дифференцировки иммуноглобулина на 5 классов (M, G, A, D, E) и множества подклассов G и А имеет подклассы. Локализуются детерминанты в тяжелых цепях.

Аллотипические: Являются индивидуальными присущими конкретному оргназму, они располагаются в легких и тяжелых полипептидных цепях и на основании их можно различить особи одного вида.

Идеотипические: располагаются в активных центрах. Обнаружение этого антитела послужило основание для создания теории антиидеотипа, которая лежит в основе регуляции биосинтеза антител. Этот антиген обладает регуляторными свойствами (когда идеотипов много>много антиидеотипа>прекращается синтез антител).

Основные свойства антител можно разделить на прямые эффекты (эффеторные свойства) т.е. способно нейтрализовать антиген, оказать ферментативное действие, IG является маркером антигена, эффекторные свойства направлены на участие или кооперативное действие антитела с фагоцитами, комплементами, с помощью этих взаимодействия и осуществляется прямое действие.

Непрямое действие связано с активацией комплемента, индукцией иммунного фагоцитоза и антителозависимой клеточная цито токсичность.

Генетика антител.

Образованию антител присуще своеобразное гентичекое кодирование. Структура кодируется ни одним геном, а большим числом генов эти гены находятся в фрагментарном состоянии которые располагаются в трех различных хромосомах и располагаются независимо. Молекулярно-генетическая теория происхождениея разработана Тонегавой 1983 году и основа этой теории состоят в следующем:

1. Лимфогенез в нашем организме идет непрерывно

2. В пределах одного оргнаизма существует или может возникнуть В-лимфоциты специфичные практически к любому антигену

3. Дифференцировка В-лимфоцитов возникает в результате первичного иммунного ответа, идет непреавно с размножением и одновременно дифференцировка сопроваждается перестройками в впередалх имуноглобулиовых генов этот процесс сопровождается последовательной сменой классов иммуноглобулинов. На первом этаме образуются IgМ, а потом на позних стадиях этот же В-лимфоцит продуцирует IgG этой же специфичности. Попутно идут точечные перестройки иммуноглобулина что привдит к тому что на повенрхности иммуноглобулина появляются специфические реценторы. Результат: рекомбинация генов иммунного ответа.

Динамика антитела продукции.

Выделяют латентную фазу: переработка антигена и представление его имунокомпетентной клетке> пролиферация специфического клона клеток антител. Титры антител не появляются (3-5 дней).

Логарифмическая фаза: увеличение В-лимфоцитов которые пролиферируют и распространяют антитела (титр растет, 7 - 9 день).

Стационарная фаза максимальный уровень антител в крови 20-30 день

Первичный иммунные ответ. Снижение антител 2-4 месяц, образование иммунного ответа, образование IgM, D. В конце может быть в сыворотке Ig G, A т к наступает переключение синтеза в следствии образуются клоны В-лимфоцитов специфичные для конкретного антигена и образуются В-лимфоцита памяти. Повторный контакт приведет к образованию вторичного иммунного ответа.

Вторичный иммунный ответ: коротка латентная фаза равна я1-2 дням, высокий титр антител только IgG. В-лимфоцитов память будет больше.

Это используется в практике: вакцинация которая включает первичную вакцинацию и обязательную ревакцинацию. Получение иммунных сывороток.

Иммунологическая память - способность организма при повторной встрече с антигеном реагировать более активно (вторичный иммунный ответ), сохраняется годами за счет образование В-лимфоцита. ИП характрна как и для гуморального так и для клеточного иммунитета. Эти используется в вакцинации.

Иммунологическая толерантность (ареактивность) - форма иммунного ответа противоположная имуногогической памяти, отсутствие иммунного ответа на повторную встречу с антигеном. Бывает врожденной (отсутствие иммунной реакции на собственные антигены), приобретенной (после введения препаратов имунодепресантов снижающих иммунный ответ или введение в эмбриональном периоде, когда иммунная система еще не функционирует. ИТ была открыта в 1953 году Медаваром и Гашеком (Нобелевская премия). Механизм не расшифрован, нос считают связан с :

1. Элиминацией клонов лимфоидных клеток реагирующих на антиген. Разрушение клона идет за счет апоптоза.

2. Блокада рецепторов В и Т клеток

3. Быстрое связывание антигена и выведение его из организма.

Антиген который вызывает ИТ - толероген это чаще всего полисахарид, способны сохранятся. Явление ИТ используется для решения таких проблем как пересадка органов и тканей за счет облучение организма, приема имунодепресантов, для лечения аутоиммунных реакций, аллергической патологии и других состояний.

Размещено на Allbest.ru