Антигены: общая характеристика
Антигены (греч. anti - приставка, обозначающая противоположность, genos - род, происхождение) - это вещества, которые несут признаки генетической чужеродности. При их введении в организм развиваются специфические иммунологические реакции, в нем образуются нейтрализующие их защитные вещества - антитела, являющиеся иммуноглобулинами ( гуморальный иммунитет ), или специфически реагирующими лимфоцитами ( клеточный иммунитет ). Таким образом, антиген (начальные слоги двух слов: "АНТИтела ГЕНерация") - это любая молекула, которая вызывает синтез специфических антител в организме. Структурно чужеродные для данного конкретного организма вещества, способные вызвать иммунный ответ. Носителями таких чужеродных веществ будут бактерии, вирусы, грибки, трансплантаты, опухолевые клетки.
В иммунологии термин "антиген" несет двойную смысловую нагрузку: как индуктор иммунного ответа и как биологический маркер.
В определении антигена как индуктора иммунного ответа скрыты две его основные характеристики: антигенная специфичность (антигенность) , определяемая его структурными особенностями, и иммуногенность - способность инициировать иммунную систему к формированию эффекторов, нейтрализующих антигенную чужеродность.
В то же время высокомолекулярные соединения (белки, полисахариды) обладают как антигенной специфичностью, так и иммуногенностью ( рис. 1.1 ).
В качестве биологических маркеров антигены широко используются в сравнительных исследованиях при решении вопросов филогении, систематики, популяционной генетики, морфо- и тканегенеза, клеточной дифференцировки.
Антигены состоят из крупной неспецифической молекулы - переносчика (полисахарида, белка или липида с молекулярным весом более 10000) и расположенных на поверхности этой молекулы детерминантных групп ( антигенных детерминант ), обусловливающих серологическую специфичность антигена. Детерминантные группы, отделенные от макромолекулы - переносчика, называются гаптенами. Это простые химические группировки, которые не в состоянии обеспечить развитие иммунного ответа, демонстрируя тем самым отсутствие свойства иммуногенности. Гаптены приобретают иммуногенность лишь после соединения с высокомолекулярным белком-носителем. Гаптены не могут стимулировать выработку антител, но, обладая вполне конкретной специфичностью, могут вступать в реакции взаимодействия с предсуществующими к ним антителами. Следует подчеркнуть, что иммуногенность - комплексная характеристика, которая зависит от свойств самого антигена, пути его введения и способа иммунизации.
Термин антиген используется в двух случаях.
Во-первых, так называют молекулы, которые индуцируют иммунный ответ. Эти молекулы еще называют иммуногенами .
Во-вторых, антигенами называют молекулы, которые реагируют с антителами или примированными T-лимфоцитами . При этом не имеет значения, способны ли эти молекулы сами по себе индуцировать образование таких антител или T-лимфоцитов.
Два значения слова "антиген" не всегда совпадают.
Гаптены имеют по одному эпитопу, тогда как полисахариды и гомополимеры имеют множественное число эпитопов одной и той же специфичности. Белки несут на своей поверхности множество эпитопов, но уже разной специфичности.
Если антиген - линейный пептид или полисахарид, то во взаимодействии с антителом принимают участие около 5-6 аминокислотных остатков или молекул гексозы, соответственно. Если же антиген - глобулярный белок, то с антителом может контактировать до 16 аминокислотных остатков.
Если схематически изобразить поверхность белкового антигена и отметить на ней центры эпитопов, выявлямых с помощью индивидуальных антител, входящих в данную сыворотку, то на этой карте можно будет выявить кластеры доминантных эпитопов. Именно эти кластеры можно определить как антигенные детерминанты . Важно иметь в виду, что на поверхности антигена может находиться несколько антигенных детерминант различной структуры.
Основные классы антигенов - это углеводы ( полисахариды ), липиды , нуклеиновые кислоты и белки .
