Антигенная структура бактериальной клетки
Бактерии – это сложный комплекс антигенов. Каждый вид представляет собой целую мозаику антигенов.
Группоспецифические антигены – одинаковые у представителей разных видов, принадлежащих к одному роду или семейству.
Видоспецифические– одинаковые у представителей одного вида (характерные для данного вида).
Типоспецифические – одинаковые у разных вариантов одного и того же вида.
У бактерий имеются Н-, О- и К-антигены.
Н-антиген – жгутиковый – связан с сократительным белком жгутиков - флагеллином. Термолабилен, разрушается при 56 - 80°С. После обработки фенолом сохраняет свои свойства
О-антиген – соматический.Этот антиген связан с клеточной стенкой бактерий. Термостабилен, сохраняется при кипячении 1-2 часа.
К-антиген – капсульный.Располагается более поверхностно, чем О-антиген и часто его маскирует. Для выявления О-антигена, необходимо кипячением разрушить К-антиген. К-антигены полисахаридной природы выявлены у пневмококков. У сибиреязвенных бацилл К-антиген – полипептид. К К-антигену относится Vi-антиген брюшнотифозных бактерий, обладающих высокой вирулентностью.
Протективный антиген – термолабильный белок, обладающий сильно выраженными иммуногенными свойствами. Такой антиген выделен из отечной жидкости сибиреязвенного карбункула. Протективные антигены образуют возбудители чумы, бруцеллеза, туляремии, коклюша.
Антигены возбудителей используются для получения вакцин и диагностических препаратов, которые используются для идентификации микроорганизмов по антигенной структуре.
Антигенная структура микробов в процессе эволюции может изменяться. Особенно большой изменчивостью антигенной структуры обладают вирусы.
Антитела.
Антитела – это белки g-глобулиновой фракции крови, которые специфически соединяются с антигенами, вызвавшими их образование. Они называются иммуноглобулинами и обозначаются Ig. По химическому составу они являются гликопротеидами (белок + углевод).
Различают 5 классов иммуноглобулинов: Ig G, Ig M, Ig A, Ig E, Ig D.
Молекула Ig G состоит из 4-х цепей: 2-х тяжелых Н-цепей и двух легких L-цепей. Цепи соединяются друг с другом дисульфидными связями. На Н- и L-цепях имеются вариабельная (непостоянная) V-часть и постоянная С-часть. Молекула может распадаться на 3 фрагмента (3 части): 2 Fab-фрагмента и один Fc-фрагмент. Они соединяются между собой гибкими участками Н-цепей ("шарнирами"). В этом месте молекула может изгибаться (имеет гибкую структуру).
V-части легкой и тяжелой цепей образуют активный центр. Активный центр формируется 2-мя цепями. Отдельные цепи не могут образовать активный центр. Активный центр связывает антигены. Он представляет собой полость на молекуле антигена, которая "как ключ к замку" подходит к детерминанте антигена, поэтому антитела связывают только свои антигены, т.е. те антигены, которые вызвали образование данных антител. Это свойство антител называется специфичностью.
Молекула Ig G имеет 2 активных центра, т.е. эти иммуноглобулины двухвалентны (валентность определяется количеством активных центров). Ig G образуются после Ig M при первичном попадании антигена в организм. Они могут проникать через плаценту.
Ig M состоит из 5-ти структур, подобных Ig G (такие структуры называют мономерами). Мономеры соединены между собой J-цепью. Ig M десятивалентны. Эти антитела образуются первыми при первичном попадании антигена в организм. При повторном попадании антигена они уже не образуются, а сразу же образуются Ig G.
Ig A бывают трех форм:
1) мономеры (похожи на Ig G);
2) димеры (состоят из 2-х мономеров);
3) тримеры (состоят из 3-х мономеров).
Мономеры связаны между собой J-цепью.
Мономеры Ig A находятся в крови в небольшом количестве. Больше всего Ig A находится в слизистых оболочках в форме димеров и тримеров. Такие формы обеспечивают местный иммунитет слизистых оболочек, поэтому такие формы называются секреторными. Они содержат секреторный компонент (SC), который защищает их от разрушения.
Ig E участвуют в аллергических реакциях. Они обладают цитотропностью, т.е. находятся в крови не в свободном виде, а прикреплены к базофилам и тучным клеткам.
Ig D изучены мало, их роль до конца не выяснена.
Виды антител.
Полные антитела - это антитела, которые имеют 2 и более активных центра. После их соединения с антигеном образуется видимый осадок (агглютинат, преципитат).
Неполные антитела - это антитела, которые имеют один активный центр. Они способны связываться с антигенами, но это не сопровождается видимыми изменениями.
Нормальные антитела - это антитела, которые постоянно имеются у человека и животных без попадания в организм антигена (без иммунизации). К ним относятся, например, антитела плазмы крови (агглютинины), которые определяют деление крови человека на 4 группы.
ЛЕКЦИЯ№15
Иммунная система организма человека. Антителообразование. Аллергия.
Иммунная система – это система органов и клеток, которые осуществляют защиту от генетически чужеродных агентов (антигенов), в том числе микробных.
Иммунная система состоит из лимфоидной ткани. Основные клетки этой ткани называются лимфоцитами. Общая масса лимфоидной ткани в организме взрослого человека – 1,5 – 2кг, а количество лимфоцитов – 1013. Иммунная система включает лимфоидные органы, которые имеют определенную внутреннюю структуру и клетки, которые циркулируют в крови и лимфе.
Лимфоидные ткани делят на центральные и периферические.
Центральные органы: тимус (вилочковая железа) и костный мозг. У птиц центральный орган – сумка (бурса) Фабрициуса. В центральных органах происходит образование, созревание и "обучение" лимфоцитов, которые после этого (после приобретения иммунной компетентности) поступают в циркуляцию (в кровь и лимфу) и заселяют периферические органы. В тимусе образуются Т-лимфоциты, а в костном мозге и в сумке Фабрициуса – В-лимфоциты.
Периферические органы: селезенка, лимфатические узлы, небные миндалины, аденоиды, апендикс, пейеровы бляшки кишечника, групповые лимфатические фолликулы мочеполового, дыхательного трактов и др. органов, кровь и лимфа.Клетки этих органов под влиянием антигенов непосредственно осуществляют все реакции клеточного и гуморального иммунитета (образование антител, сенсибилизированных Т-лимфоцитов), поэтому эти клетки называются иммунокомпетентными или иммуноцитами.
К иммунокомпетентным клеткам относятся 3 вида клеток: макрофаги, Т-лимфоциты и В-лимфоциты.
Эти клетки образуются из общей стволовой клетки костного мозга, которая дает начало предшественнику макрофага и лимфоидной стволовой клетке. Предшественник макрофага затем превращается в макрофаг-моноцит, а лимфоидная стволовая клетка дает начало предшественнику Т-лимфоцитов и предшественнику В-лимфоцитов. Предшественники Т-лимфоцитов мигрируют в тимус, где они "созревают" и образуются все разновидности Т-лимфоцитов. "Созревание" В-лимфоцитов происходит в костном мозге, где они становятся зрелыми костномозговыми В-лимфоцитами. Под влиянием антигена они превращаются в плазматические клетки, которые синтезируют специфические антитела против этих антигенов.
На поверхности Т- и В-лимфоцитов находятся различные рецепторы (белковые структуры), которые являются антигенами этих лимфоцитов и по которым различные разновидности лимфоцитов отличаются друг от друга. По этим антигенам можно распознать различные разновидности лимфоцитов, поэтому их называют маркерами или СД-антигенами (международное название).
По функциям и СД-антигенам лимфоциты разделяют на следующие разновидности или субпопуляции.
Т-хелперы (СД4) – распознают антиген, затем стимулируют образование плазматических клеток и выработку ими антител, активируют макрофаги (участвуют в гуморальном иммунном ответе).
Т-киллеры или цитотоксические Т-лимфоциты - ЦТЛ (СД8 и СД3) – распознают антигены и уничтожают клетки - мишени, несущие антигены, опухолевые клетки, клетки, пораженные вирусами, без участия антител и комплемента при помощи выделяемых ими ферментов-токсинов(лимфотоксинов) (участвуют в клеточном иммунном ответе).
Т-супрессоры (СД8) –снижают активность иммунокомпетентных клеток, тем самым, регулируя интенсивность иммунного ответа, участвуют в формировании иммунологической толерантности.
Т-индукторы (СД4) – распознают антиген и увеличивают активность иммунокомпетентных клеток (хелперов, супрессоров, киллеров, макрофагов), регулируя интенсивность иммунного ответа.
Т-эффекторы ГЗТ(гиперчувствительности замедленного типа) (СД8) – участвуют в аллергических реакциях замедленного (клеточного) типа, в отличие от ЦТЛ не обладают прямой цитотоксичностью, а разрушают клетки-мишени опосредованно (через другие клетки).
Т-клетки памяти– долго сохраняют "память" об антигене, при повторном попадании в организм этого антигена способствуют более быстрому и сильному иммунному ответу.
В-лимфоциты – участвуют в образовании антител (гуморальном иммунитете), под влиянием антигена превращаются в плазматические клетки, которые образуют антитела против этого антигена (их маркерами – СД-антигенами - являются эти антитела).
В-клетки памяти – как и Т-клетки памяти.
NK- клетки (естественные киллеры) (их антигены отличаются от Т- и В-лимфоцитов) – "убивают" опухолевые и чужеродные клетки, участвуют в отторжении пересаженных органов, не обладают специфичностью.
Нулевые клетки(не имеют антигенов Т- и В-клеток) – незрелые формы лимфоцитов, обладающие цитотоксичностью (способны "убивать"клетки-мишени).
При любой форме иммунного ответа происходит взаимодействие 3-х типов клеток: макрофагов, Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов.
Гуморальный иммунный ответ – это выработка иммуноглобулинов (специфических антител).В немучаствуют макрофаги, Т-хелперы и В-лимфоциты.