Antygen to specjalna substancja, która jest obca pod względem genetycznym, wywołuje odpowiedź immunologiczną organizmu poprzez aktywację specyficznych limfocytów B i / lub T. Właściwości antygenów powodują ich interakcję z przeciwciałami. Praktycznie każda struktura cząsteczkowa może powodować tę reakcję, na przykład: białka, węglowodany, lipidy itp. Najczęściej stają się one bakteriami i wirusami. Które w każdej sekundzie ludzkiego życia próbują dostać się do wnętrza komórek w celu przekazania i pomnożenia ich DNA.
Struktura antygenu
Struktury obce to zwykle polipeptydy o wysokiej masie cząsteczkowej lub polisacharydy. Inne ich cząsteczki, takie jak lipidy lub kwasy nukleinowe, mogą również pełnić swoje funkcje. Mniejsze formacje stają się tą substancją, jeśli łączą się z większym białkiem. Antygeny są łączone z przeciwciałem. Połączenie jest bardzo podobne do analogu zamka i klucza.
Każda cząsteczka przeciwciała w kształcie litery Y ma, co najmniej dwa regiony wiążące, które mogą przyłączać się do określonego miejsca na antygenie. Przeciwciało może łączyć się z tymi samymi częściami dwóch różnych komórek w tym samym czasie, co może prowadzić do połączenia sąsiednich elementów.
Struktura antygenu składa się z dwóch części: informacyjnej i nośnej. Pierwszy określa specyficzność genu. Pewne części białka, zwane epitopami (determinanty antygenowe), są za to odpowiedzialne. Są to fragmenty cząsteczek, które wywołują odporność na reakcję, zmuszając do obrony i wytwarzania przeciwciał o podobnych właściwościach. Część nośna pomaga substancji wniknąć do organizmu.
Antygen – pochodzenie chemiczne
- Białka. Antygeny są zazwyczaj dużymi cząsteczkami organicznymi, które są białkami lub dużymi polisacharydami. Wykonują doskonałą pracę ze względu na wysoką masę cząsteczkową i złożoność strukturalną.
- Lipidy. Są uważane za gorsze ze względu na ich względną prostotę i brak stabilności strukturalnej. Jednakże, gdy są przyłączone do białek lub polisacharydów, mogą działać, jako pełne substancje.
- Kwasy nukleinowe. Słabo dopasowane do roli antygenów. Właściwości antygenów są w nich nieobecne ze względu na względną prostotę, elastyczność molekularną i szybki zanik. Przeciwciała mogą być wytwarzane przez ich sztuczną stabilizację i wiązanie z nośnikiem immunogennym.
- Węglowodany (polisacharydy). Są zbyt małe, aby mogły funkcjonować samodzielnie, ale w przypadku antygenów erytrocytów z krwi, nośniki białkowe lub lipidowe mogą przyczyniać się do pożądanej wielkości, a polisacharydy obecne, jako łańcuchy boczne nadają specyficzność immunologiczną.
Najważniejsze funkcje antygenów
Aby substancję nazwać antygenem, musi ona posiadać określone właściwości. Przede wszystkim musi być obca organizmowi, do którego dąży. Na przykład, jeśli biorca przeszczepu otrzymuje organ dawcy z kilkoma zasadniczymi różnicami w HLA (ludzki antygen leukocytowy). Narząd jest postrzegany, jako obcy, a następnie odrzucany przez biorcę. Drugą funkcją antygenów jest immunogenność. Oznacza to, że po przyjęciu obca substancja powinna być postrzegana przez układ odpornościowy, jako agresor, wywołać reakcję i zmusić ją do wytworzenia swoistych przeciwciał, które mogą zniszczyć najeźdźcę.
Za tę, jakość odpowiada wiele czynników: struktura, waga cząsteczki, jej prędkość itp. Ważną rolę odgrywa to, jak obcy jest dla jednostki. Trzecią cechą jest antygenowość, czyli zdolność do wywoływania reakcji w niektórych przeciwciałach i blokowania się z nimi. Epitopy (fragment antygenu łączący się bezpośrednio z wolnym przeciwciałem,) są odpowiedzialne za to, a rodzaj, do którego należy wrogi mikroorganizm, zależy od nich. Ta właściwość umożliwia wiązanie się z limfocytami T i innymi atakującymi komórkami, ale nie może wywoływać samej odpowiedzi immunologicznej.
Na przykład, cząstki o niższej masie cząsteczkowej (hapteny) są zdolne do łączenia się z przeciwciałem, ale aby do tego doszło, muszą być przyłączone do makrocząsteczki, jako nośnik, aby wywołać samą reakcję. Gdy komórki niosące antygen (takie jak krwinki czerwone) są przenoszone od dawcy do biorcy, mogą być immunogenne (zdolność substancji do wywołania przeciwko sobie swoistej odpowiedzi odpornościowej). Jak również zewnętrzne powierzchnie bakterii (otoczka lub ściana komórkowa), jak również struktury powierzchniowe innych mikroorganizmów. Stan skupienia materii i rozpuszczalność są zasadniczymi właściwościami antygenów.
Kompletne i niekompletne antygeny
W zależności od tego, jak dobrze spełnia swoje funkcje, antygen jest dwojakiego rodzaju: kompletne (składające się z białka) i niekompletne (hapteny). Pełny antygen jest zdolny do jednoczesnego posiadania immunogenności i antygenowości, do powodowania tworzenia przeciwciał i do wchodzenia z nimi w specyficzne reakcje.
Hapteny są substancjami, które ze względu na swój niewielki rozmiar nie mogą wpływać na odporność i dlatego muszą łączyć się z dużymi cząsteczkami. Określane są na podstawie reakcji in vitro (badania wykonane w laboratorium). Takie substancje są znane, jako obce lub niezależne. Te, które są obecne w komórkach własnych organizmu są nazywane antygenami lub autoantygenami.
Specyfika antygenów
- Postaciowe – występują w organizmach żywych należących do tego samego gatunku i mających wspólne epitopy.
- Typowe – na przykład, jest to tożsamość między gronkowcem a ludzką tkanką łączną lub komórkami krwi i bakterią.
- Patologiczne – możliwe z nieodwracalnymi zmianami na poziomie komórkowym (na przykład z promieniowania lub leków). Specyficzne dla danego etapu są wytwarzane tylko na pewnym etapie istnienia (płód w trakcie rozwoju płodu).
Auto-antygeny zaczynają być produkowane w przypadku nieprawidłowego działania, kiedy układ odpornościowy rozpoznaje niektóre części swojego organizmu, jako obce i próbuje je zniszczyć za pomocą syntezy z przeciwciałami. Charakter takich reakcji nie został jeszcze dokładnie ustalony. Prowadzi do tak strasznych nieuleczalnych chorób, jak zapalenie naczyń, toczeń rumieniowaty układowy, stwardnienie rozsiane i wiele innych. W rozpoznawaniu tych przypadków konieczne są badania in vitro, które wykrywają groźne przeciwciała.
Rodzaje krwi
Na powierzchni wszystkich komórek krwi znajduje się ogromna liczba różnych antygenów. Wszystkie są zintegrowane dzięki specjalnym systemom. Jest ich ponad 40. Grupa erytrocytów odpowiada za zgodność krwi podczas transfuzji. Obejmuje to na przykład układ serologiczny ABO. Wszystkie grupy krwi mają wspólny antygen – H, który jest prekursorem tworzenia substancji A i B.
Kolejnym systemem jest czynnik Rh. Niektóre antygeny Rh są strukturalnymi składnikami błony erytrocytów (RBC). Jeśli są nieobecne, błona jest zdeformowana i prowadzi do niedokrwistości hemolitycznej. Ponadto, Rh jest bardzo ważny w czasie ciąży, a jego niezgodność u matki i dziecka może prowadzić do dużych problemów. Gdy antygeny nie są częścią struktury błony (na przykład A, B i H), ich nieobecność nie wpływa na integralność czerwonych krwinek.
Komórki prezentujące antygen (APC)
Komórki prezentujące antygen (APC) to te, które mogą wchłonąć antygen i dostarczyć go we właściwe miejsce. W organizmie są trzy rodzaje przedstawicieli:
- Makrofagi zwykle są w spoczynku. Ich zdolności fagocytarne (zdolność pochłaniania mikroskopijnych ciał stałych) znacznie wzrastają, gdy są pobudzane do aktywności. Obecne wraz z limfocytami w prawie wszystkich tkankach limfoidalnych.
- Komórki dendrytyczne (są wyspecjalizowanymi komórkami prezentującymi antygen, biorącymi udział w odpowiedzi immunologicznej na infekcje). Charakteryzują się długotrwałymi procesami cytoplazmatycznymi. Ich główną rolą jest działanie, jako myśliwi antygenów. Nie mają one charakteru fagocytującego i znajdują się w węzłach chłonnych, grasicy, śledzionie i skórze.
- Limfocyty B. Cząsteczki wewnątrzbłonowej immunoglobuliny (Ig), które działają, jako receptory antygenów komórkowych, są izolowane na ich powierzchni. Właściwości antygenów pozwalają im wiązać tylko jeden rodzaj obcej substancji. To sprawia, że są znacznie wydajniejsze niż makrofagi, które powinny wchłonąć wszelkie inne obce materiały, na które natrafiają. Potomkowie komórek B (komórki plazmatyczne) wytwarzają przeciwciała.
