Īpašas, mums ģenētiski svešas vielas, kas provocē organisma imūnreakciju, aktivizējot specifiskus B- un/vai T-limfocītus, sauc par antigēniem. Antigēnu īpašības norāda uz to mijiedarbību ar antivielām. Šo reakciju var izraisīt gandrīz jebkura molekulāra struktūra, piemēram: olb altumvielas, ogļhidrāti, lipīdi utt.
Visbiežāk tās ir baktērijas un vīrusi, kuri katru sekundi mūsu dzīvē cenšas iekļūt šūnās, lai pārnestu un pavairotu to DNS.
Struktūra
Svešas struktūras parasti ir augstas molekulmasas polipeptīdi vai polisaharīdi, taču savas funkcijas var veikt arī citas molekulas, piemēram, lipīdi vai nukleīnskābes. Mazāki veidojumi kļūst par šo vielu, ja tos apvieno ar lielāku proteīnu.
Antigēni sakrīt ar antivielu. Kombinācija ir ļoti līdzīga slēdzenes un atslēgas analoģijai. Katrai Y formas antivielu molekulai ir vismazvismaz divi saistošie reģioni, kas var pievienoties noteiktai vietai uz antigēna. Antiviela spēj vienlaikus saistīties ar vienām un tām pašām divu dažādu šūnu daļām, kas var izraisīt blakus esošo elementu agregāciju.
Antigēnu struktūra sastāv no divām daļām: informatīvās un nesēja. Pirmais nosaka gēna specifiku. Par to ir atbildīgas noteiktas proteīna daļas, ko sauc par epitopiem (antigēnu determinantiem). Tie ir molekulu fragmenti, kas provocē imūnsistēmu reaģēt, liekot tai aizstāvēties un ražot antivielas ar līdzīgām īpašībām.
Nesējdaļa palīdz vielai iekļūt organismā.
Ķīmiskā izcelsme
- Proteīni. Antigēni parasti ir lielas organiskas molekulas, kas ir proteīni vai lieli polisaharīdi. Tie veic izcilu darbu to augstās molekulmasas un struktūras sarežģītības dēļ.
- Lipīdi. Uzskata par zemākiem to relatīvās vienkāršības un struktūras stabilitātes trūkuma dēļ. Tomēr, ja tie ir saistīti ar olb altumvielām vai polisaharīdiem, tie var darboties kā pilnīgas vielas.
- Nukleīnskābes. Slikti piemērots antigēnu lomai. Antigēnu īpašības tajos nav sastopamas relatīvās vienkāršības, molekulārās elastības un ātras sabrukšanas dēļ. Antivielas pret tām var ražot, mākslīgi stabilizējot un saistoties ar imunogēnu nesēju.
- Ogļhidrāti (polisaharīdi). Paši par sevi ir pārāk mazi, lai darbotosatsevišķi, bet eritrocītu asinsgrupu antigēnu gadījumā proteīnu vai lipīdu nesēji var veicināt nepieciešamo izmēru, un polisaharīdi, kas atrodas kā sānu ķēdes, piešķir imunoloģisku specifiku.
Galvenās funkcijas
Lai vielu sauktu par antigēnu, tai ir jābūt noteiktām īpašībām.
Pirmkārt, tam ir jābūt svešam organismam, kurā tas vēlas iekļūt. Piemēram, ja transplantāta saņēmējs saņem donora orgānu ar vairākām būtiskām HLA (cilvēka leikocītu antigēna) atšķirībām, orgāns tiek uztverts kā svešs un saņēmējs pēc tam to atraida.
Otrā antigēnu funkcija ir imunogenitāte. Tas nozīmē, ka sveša viela imūnsistēmai ir jāuztver kā agresors, kad tā iekļūst, izraisa reakciju un liek tai ražot specifiskas antivielas, kas var iznīcināt iebrucēju.
Par šo kvalitāti ir atbildīgi daudzi faktori: struktūra, molekulas svars, ātrums utt. Liela nozīme ir tam, cik tā ir sveša indivīdam.
Trešā īpašība ir antigenitāte – spēja izraisīt reakciju noteiktās antivielās un sasaistīties ar tām. Par to ir atbildīgi epitopi, un tieši no tiem ir atkarīgs veids, pie kura pieder naidīgais mikroorganisms. Šī īpašība ļauj tai saistīties ar T-limfocītiem un citām uzbrūkošajām šūnām, bet pati nevar izraisīt imūnreakciju.
Piemēram, daļiņas ar mazāku molekulmasu(haptēni) spēj saistīties ar antivielu, taču šim nolūkam tiem jābūt piesaistītiem makromolekulai kā nesējam, lai sāktu pašu reakciju.
Kad donora antigēnu nesošās šūnas (piemēram, sarkanās asins šūnas) tiek pārlietas recipientam, tās var būt imunogēnas tāpat kā baktēriju ārējās virsmas (kapsulas vai šūnu sienas) un virsmas struktūras. no citiem mikroorganismiem.
Koloīdais stāvoklis un šķīdība ir būtiskas antigēnu īpašības.
Pilnīgi un nepilnīgi antigēni
Atkarībā no tā, cik labi tās pilda savas funkcijas, šīs vielas ir divu veidu: pilnīgas (sastāv no olb altumvielām) un nepilnīgas (haptēniem).
Pilnīgs antigēns spēj vienlaikus būt imunogēns un antigēns, izraisīt antivielu veidošanos un ar tām uzsākt specifiskas un novērojamas reakcijas.
Haptens ir vielas, kas to mazā izmēra dēļ nevar ietekmēt imūnsistēmu un tāpēc tām jāsaplūst ar lielām molekulām, lai tās varētu nogādāt “nozieguma vietā”. Šajā gadījumā tie kļūst pilnīgi, un haptēna daļa ir atbildīga par specifiku. Noteikts pēc in vitro reakcijām (pētījums veikts laboratorijā).
Šādas vielas sauc par svešām vai ne-pašām, un tās, kas atrodas uz paša ķermeņa šūnām, sauc par auto- vai pašantigēniem.
Specifika
- Sugas - atrodas dzīvos organismos,kas pieder vienai sugai un kuriem ir kopīgi epitopi.
- Tipiski - notiek ar pilnīgi atšķirīgām radībām. Piemēram, šī ir identitāte starp stafilokoku un cilvēka saistaudiem vai sarkanajām asins šūnām un mēra bacilli.
- Patoloģisks - iespējams ar neatgriezeniskām izmaiņām šūnu līmenī (piemēram, no starojuma vai zālēm).
- Stage-specifisks - rodas tikai kādā eksistences posmā (auglim augļa attīstības laikā).
Autoantigēni sāk ražoties neveiksmju gadījumā, kad imūnsistēma atpazīst atsevišķas sava ķermeņa daļas kā svešas un mēģina tās iznīcināt, sintezējot ar antivielām. Šādu reakciju būtība joprojām nav precīzi noteikta, bet noved pie tādām briesmīgām neārstējamām slimībām kā vaskulīts, SLE, multiplā skleroze un daudzas citas. Lai diagnosticētu šos gadījumus, ir nepieciešami in vitro pētījumi, kuros tiek atrastas niknās antivielas.
Asinsgrupas
Uz visu asins šūnu virsmas ir milzīgs skaits dažādu antigēnu. Tie visi ir vienoti, pateicoties īpašām sistēmām. Kopā ir vairāk nekā 40.
Eritrocītu grupa ir atbildīga par asins saderību pārliešanas laikā. Tas ietver, piemēram, ABO seroloģisko sistēmu. Visām asins grupām ir kopīgs antigēns - H, kas ir vielu A un B veidošanās priekštecis.
1952. gadā Mumbajā tika ziņots par ļoti retu piemēru, kurā antigēni A, B un Hnesatur sarkanās asins šūnas. Šo asinsgrupu sauca par "Bombeju" vai "piekto". Šādi cilvēki var pieņemt asinis tikai no savas grupas.
Cita sistēma ir Rh faktors. Daži Rh antigēni pārstāv eritrocītu membrānas (RBC) strukturālās sastāvdaļas. Ja to nav, apvalks ir deformēts un noved pie hemolītiskas anēmijas. Turklāt Rh ir ļoti svarīgs grūtniecības laikā, un tā nesaderība starp māti un bērnu var radīt lielas problēmas.
Ja antigēni nav daļa no membrānas struktūras (piemēram, A, B un H), to trūkums neietekmē sarkano asins šūnu integritāti.
Mijiedarbība ar antivielām
Iespējams tikai tad, ja abu molekulas ir pietiekami tuvu, lai daži atsevišķie atomi iekļautos komplementārajos dobumos.
Epitops ir atbilstošais antigēnu reģions. Antigēnu īpašības ļauj lielākajai daļai no tiem būt vairāki noteicošie faktori; ja divas vai vairākas no tām ir identiskas, tad šādu vielu uzskata par daudzvērtīgu.
Cits veids, kā izmērīt mijiedarbību, ir saistīšanās aviditāte, kas atspoguļo antivielu/antigēna kompleksa vispārējo stabilitāti. To definē kā visu tā vietu kopējo saistīšanas stiprumu.
Antigēnu prezentējošās šūnas (APC)
Tie, kas spēj absorbēt antigēnu un nogādāt to vajadzīgajā vietā. Mūsu ķermenī ir trīs veidu šie pārstāvji.
- Makrofāgi. Viņi parasti atrodas miera stāvoklī. Viņu fagocītiskās spējasievērojami palielinās, kad tās tiek stimulētas kļūt aktīviem. Atrodas kopā ar limfocītiem gandrīz visos limfoīdos audos.
- Dendrīta šūnas. Raksturīgi ar ilgstošiem citoplazmas procesiem. Viņu galvenā loma ir darboties kā antigēnu savācējiem. Tiem nav fagocītu rakstura un tie atrodas limfmezglos, aizkrūts dziedzerī, liesā un ādā.
B-limfocīti. Tie uz savas virsmas izdala intramembrānas imūnglobulīna (Ig) molekulas, kas darbojas kā šūnu antigēnu receptori. Antigēnu īpašības ļauj tiem saistīt tikai viena veida svešas vielas. Tas padara tos daudz efektīvākus par makrofāgiem, kuriem ir jāapēd visi svešķermeņi, kas tiem nonāk ceļā
B šūnu (plazmas šūnu) pēcnācēji ražo antivielas.
