Αντιγόνα. Ιδιότητες αντιγόνων, δομή και κύριες λειτουργίες

Πίνακας περιεχομένων:

Αντιγόνα. Ιδιότητες αντιγόνων, δομή και κύριες λειτουργίες
Αντιγόνα. Ιδιότητες αντιγόνων, δομή και κύριες λειτουργίες

Βίντεο: Αντιγόνα. Ιδιότητες αντιγόνων, δομή και κύριες λειτουργίες

Βίντεο: Αντιγόνα. Ιδιότητες αντιγόνων, δομή και κύριες λειτουργίες
Βίντεο: Τί να κάνετε για να σας περάσει γρήγορα ο πονόδοντος 2024, Νοέμβριος
Anonim

Ειδικές ουσίες, γενετικά ξένες σε εμάς, που προκαλούν την ανοσολογική απόκριση του οργανισμού μέσω της ενεργοποίησης συγκεκριμένων Β- και/ή Τ-λεμφοκυττάρων, ονομάζονται αντιγόνα. Οι ιδιότητες των αντιγόνων συνεπάγονται την αλληλεπίδρασή τους με τα αντισώματα. Σχεδόν οποιαδήποτε μοριακή δομή μπορεί να προκαλέσει αυτήν την αντίδραση, για παράδειγμα: πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, λιπίδια κ.λπ.

Πιο συχνά είναι βακτήρια και ιοί, που κάθε δευτερόλεπτο της ζωής μας προσπαθούμε να εισχωρήσουμε μέσα στα κύτταρα για να μεταφέρουμε και να πολλαπλασιάσουμε το DNA τους.

Δομή

Οι ξένες δομές είναι συνήθως πολυπεπτίδια ή πολυσακχαρίτες υψηλού μοριακού βάρους, αλλά και άλλα μόρια όπως λιπίδια ή νουκλεϊκά οξέα μπορούν επίσης να εκτελέσουν τις λειτουργίες τους. Μικρότεροι σχηματισμοί γίνονται αυτή η ουσία εάν συνδυαστούν με μεγαλύτερη πρωτεΐνη.

Τα αντιγόνα ταιριάζουν με ένα αντίσωμα. Ο συνδυασμός μοιάζει πολύ με την αναλογία κλειδαριάς και κλειδιού. Κάθε μόριο αντισώματος σχήματος Υ έχει τουλάχιστοντουλάχιστον δύο περιοχές δέσμευσης που μπορούν να προσκολληθούν σε μια συγκεκριμένη θέση σε ένα αντιγόνο. Το αντίσωμα είναι σε θέση να συνδέεται με τα ίδια μέρη δύο διαφορετικών κυττάρων ταυτόχρονα, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε συσσώρευση γειτονικών στοιχείων.

Η δομή των αντιγόνων αποτελείται από δύο μέρη: πληροφοριακό και φορέα. Το πρώτο καθορίζει την ειδικότητα του γονιδίου. Ορισμένα τμήματα της πρωτεΐνης, που ονομάζονται επίτοποι (αντιγονικοί καθοριστικοί παράγοντες), είναι υπεύθυνα για αυτήν. Αυτά είναι θραύσματα μορίων που προκαλούν το ανοσοποιητικό σύστημα να ανταποκριθεί, αναγκάζοντάς το να αμυνθεί και να παράγει αντισώματα με παρόμοια χαρακτηριστικά.

Το μέρος φορέας βοηθά την ουσία να διεισδύσει στο σώμα.

Δομή ιών
Δομή ιών

Χημική προέλευση

  • Πρωτεΐνες. Τα αντιγόνα είναι συνήθως μεγάλα οργανικά μόρια που είναι πρωτεΐνες ή μεγάλοι πολυσακχαρίτες. Κάνουν εξαιρετική δουλειά λόγω του υψηλού μοριακού τους βάρους και της δομικής τους πολυπλοκότητας.
  • Λιπίδια. Θεωρούνται κατώτερα λόγω της σχετικής απλότητάς τους και της έλλειψης δομικής σταθερότητας. Ωστόσο, όταν συνδέονται με πρωτεΐνες ή πολυσακχαρίτες, μπορούν να λειτουργήσουν ως πλήρεις ουσίες.
  • Νουκλεϊκά οξέα. Κακή προσαρμογή στο ρόλο των αντιγόνων. Οι ιδιότητες των αντιγόνων απουσιάζουν σε αυτά λόγω της σχετικής απλότητας, της μοριακής ευελιξίας και της ταχείας αποσύνθεσης. Τα αντισώματα σε αυτά μπορούν να παραχθούν με τεχνητή σταθεροποίηση και δέσμευση σε έναν ανοσογόνο φορέα.
  • Υδατάνθρακες (πολυσακχαρίτες). Από μόνα τους πολύ μικρό για να λειτουργήσειαπό μόνα τους, αλλά στην περίπτωση των αντιγόνων της ερυθροκυτταρικής ομάδας αίματος, οι φορείς πρωτεΐνης ή λιπιδίων μπορεί να συμβάλλουν στο απαιτούμενο μέγεθος και οι πολυσακχαρίτες που υπάρχουν ως πλευρικές αλυσίδες προσδίδουν ανοσολογική εξειδίκευση.
Σύνδεση αντιγόνων με αντισώματα
Σύνδεση αντιγόνων με αντισώματα

Βασικά χαρακτηριστικά

Για να ονομαστεί αντιγόνο, μια ουσία πρέπει να έχει ορισμένες ιδιότητες.

Πρώτα απ' όλα, πρέπει να είναι ξένο στον οργανισμό στον οποίο θέλει να εισέλθει. Για παράδειγμα, εάν ένας λήπτης μεταμόσχευσης λάβει ένα όργανο δότη με πολλές σημαντικές διαφορές HLA (ανθρώπινο αντιγόνο λευκοκυττάρων), το όργανο γίνεται αντιληπτό ως ξένο και στη συνέχεια απορρίπτεται από τον λήπτη.

Η δεύτερη λειτουργία των αντιγόνων είναι η ανοσογονικότητα. Δηλαδή, μια ξένη ουσία πρέπει να γίνεται αντιληπτή από το ανοσοποιητικό σύστημα ως επιθετικός όταν διεισδύει, προκαλεί απόκριση και την αναγκάζει να παράγει συγκεκριμένα αντισώματα που μπορούν να καταστρέψουν τον εισβολέα.

Πολλοί παράγοντες ευθύνονται για αυτήν την ποιότητα: η δομή, το βάρος του μορίου, η ταχύτητά του κ.λπ. Σημαντικό ρόλο παίζει το πόσο ξένο είναι για το άτομο.

Η τρίτη ποιότητα είναι η αντιγονικότητα - η ικανότητα να προκαλείται αντίδραση σε ορισμένα αντισώματα και να συνδέεται με αυτά. Οι επίτοποι είναι υπεύθυνοι για αυτό και από αυτούς εξαρτάται ο τύπος στον οποίο ανήκει ο εχθρικός μικροοργανισμός. Αυτή η ιδιότητα του επιτρέπει να συνδέεται με Τ-λεμφοκύτταρα και άλλα επιτιθέμενα κύτταρα, αλλά δεν μπορεί να προκαλέσει από μόνη της μια ανοσολογική απόκριση.

Για παράδειγμα, σωματίδια χαμηλότερου μοριακού βάρους(απτένια) μπορούν να συνδεθούν με ένα αντίσωμα, αλλά για αυτό πρέπει να συνδεθούν με το μακρομόριο ως φορέας για να ξεκινήσει η ίδια η αντίδραση.

Όταν κύτταρα που φέρουν αντιγόνο (όπως ερυθρά αιμοσφαίρια) από έναν δότη μεταγγίζονται σε έναν δέκτη, μπορεί να είναι ανοσογόνα με τον ίδιο τρόπο όπως οι εξωτερικές επιφάνειες των βακτηρίων (κάψουλα ή κυτταρικό τοίχωμα) και οι επιφανειακές δομές άλλων μικροοργανισμών.

Κολλοειδής κατάσταση και διαλυτότητα είναι βασικές ιδιότητες των αντιγόνων.

Ανθρώπινη ανοσία στην εργασία
Ανθρώπινη ανοσία στην εργασία

Πλήρη και ελλιπή αντιγόνα

Ανάλογα με το πόσο καλά εκτελούν τις λειτουργίες τους, αυτές οι ουσίες είναι δύο τύπων: πλήρεις (αποτελούμενες από πρωτεΐνη) και ελλιπείς (απτένια).

Ένα πλήρες αντιγόνο μπορεί να είναι ανοσογόνο και αντιγονικό ταυτόχρονα, να προκαλεί το σχηματισμό αντισωμάτων και να εισέρχεται σε συγκεκριμένες και παρατηρήσιμες αντιδράσεις μαζί τους.

Τα χάπτεν είναι ουσίες που, λόγω του μικροσκοπικού τους μεγέθους, δεν μπορούν να επηρεάσουν το ανοσοποιητικό σύστημα και ως εκ τούτου πρέπει να συγχωνευθούν με μεγάλα μόρια ώστε να μπορούν να παραδοθούν στον «τόπο του εγκλήματος». Σε αυτή την περίπτωση, γίνονται πλήρη και το τμήμα απτενίου είναι υπεύθυνο για την ειδικότητα. Προσδιορίστηκε με αντιδράσεις in vitro (έρευνα που έγινε σε εργαστήριο).

Τέτοιες ουσίες είναι γνωστές ως ξένες ή μη εαυτές και αυτές που υπάρχουν στα κύτταρα του ίδιου του σώματος ονομάζονται αυτο- ή αυτο-αντιγόνα.

Ποικιλία βακτηρίων (αντιγόνα)
Ποικιλία βακτηρίων (αντιγόνα)

Ειδικότητα

  • Είδος - παρόν σε ζωντανούς οργανισμούς,που ανήκουν στο ίδιο είδος και έχουν κοινούς επίτοπους.
  • Τυπικό - συμβαίνει σε εντελώς ανόμοια πλάσματα. Για παράδειγμα, αυτή είναι η ταυτότητα μεταξύ του σταφυλόκοκκου και των ανθρώπινων συνδετικών ιστών ή των ερυθρών αιμοσφαιρίων και του βακίλλου πανώλης.
  • Παθολογική - πιθανή με μη αναστρέψιμες αλλαγές σε κυτταρικό επίπεδο (για παράδειγμα, από ακτινοβολία ή φάρμακα).
  • Ειδικό για το στάδιο - παράγεται μόνο σε κάποιο στάδιο της ύπαρξης (στο έμβρυο κατά την ανάπτυξη του εμβρύου).

Αυτοαντιγόνα αρχίζουν να παράγονται σε περίπτωση αποτυχίας, όταν το ανοσοποιητικό σύστημα αναγνωρίζει ορισμένα μέρη του σώματός του ως ξένα και προσπαθεί να τα καταστρέψει συνθέτοντας με αντισώματα. Η φύση τέτοιων αντιδράσεων δεν έχει ακόμη εξακριβωθεί ακριβώς, αλλά οδηγεί σε τέτοιες τρομερές ανίατες ασθένειες όπως η αγγειίτιδα, ο ΣΕΛ, η σκλήρυνση κατά πλάκας και πολλές άλλες. Στη διάγνωση αυτών των περιπτώσεων χρειάζονται in vitro μελέτες, οι οποίες βρίσκουν αχαλίνωτα αντισώματα.

Σύνδεση όγκου σε καρκινικό αντιγόνο
Σύνδεση όγκου σε καρκινικό αντιγόνο

Τύποι αίματος

Στην επιφάνεια όλων των αιμοσφαιρίων υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός διαφορετικών αντιγόνων. Όλα είναι ενωμένα χάρη σε ειδικά συστήματα. Υπάρχουν περισσότερα από 40 συνολικά.

Η ομάδα των ερυθροκυττάρων είναι υπεύθυνη για τη συμβατότητα του αίματος κατά τη μετάγγιση. Περιλαμβάνει, για παράδειγμα, το ορολογικό σύστημα ABO. Όλες οι ομάδες αίματος έχουν ένα κοινό αντιγόνο - H, το οποίο είναι ο πρόδρομος σχηματισμός των ουσιών Α και Β.

Το 1952, αναφέρθηκε ένα πολύ σπάνιο παράδειγμα από τη Βομβάη στο οποίο τα αντιγόνα Α, Β και Ηαπουσιάζει από τα ερυθρά αιμοσφαίρια. Αυτή η ομάδα αίματος ονομαζόταν «Βομβάη» ή «πέμπτη». Τέτοιοι άνθρωποι μπορούν να δεχτούν αίμα μόνο από τη δική τους ομάδα.

Ένα άλλο σύστημα είναι ο παράγοντας Rh. Ορισμένα αντιγόνα Rh αντιπροσωπεύουν δομικά συστατικά της μεμβράνης των ερυθροκυττάρων (RBC). Εάν απουσιάζουν, τότε το κέλυφος παραμορφώνεται και οδηγεί σε αιμολυτική αναιμία. Επιπλέον, η Rh είναι πολύ σημαντική κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης και η ασυμβατότητά της μεταξύ μητέρας και παιδιού μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλα προβλήματα.

Όταν τα αντιγόνα δεν αποτελούν μέρος της δομής της μεμβράνης (όπως Α, Β και Η), η απουσία τους δεν επηρεάζει την ακεραιότητα των ερυθρών αιμοσφαιρίων.

Αλληλεπίδραση με αντισώματα

Μόνο εάν τα μόρια και των δύο είναι αρκετά κοντά ώστε μερικά από τα μεμονωμένα άτομα να χωρούν σε συμπληρωματικές κοιλότητες.

Ένας επίτοπος είναι η αντίστοιχη περιοχή των αντιγόνων. Οι ιδιότητες των αντιγόνων επιτρέπουν στα περισσότερα από αυτά να έχουν πολλαπλούς καθοριστικούς παράγοντες. εάν δύο ή περισσότερα από αυτά είναι πανομοιότυπα, τότε μια τέτοια ουσία θεωρείται πολυσθενής.

Ένας άλλος τρόπος μέτρησης της αλληλεπίδρασης είναι η απληστία δέσμευσης, η οποία αντανακλά τη συνολική σταθερότητα του συμπλέγματος αντισώματος/αντιγόνου. Ορίζεται ως η συνολική δύναμη σύνδεσης όλων των θέσεων του.

Μοντέλο αντισωμάτων
Μοντέλο αντισωμάτων

Κύτταρα που παρουσιάζουν αντιγόνο (APC)

Αυτοί που μπορούν να απορροφήσουν το αντιγόνο και να το παραδώσουν στο σωστό μέρος. Υπάρχουν τρεις τύποι αυτών των εκπροσώπων στο σώμα μας.

  • Μακροφάγα. Συνήθως είναι σε ηρεμία. Οι φαγοκυτταρικές τους ικανότητεςαυξάνονται σημαντικά όταν διεγείρονται να γίνουν ενεργά. Παρουσιάζεται μαζί με λεμφοκύτταρα σε όλους σχεδόν τους λεμφικούς ιστούς.
  • Δενδριτικά κύτταρα. Χαρακτηρίζεται από μακροχρόνιες κυτταροπλασματικές διεργασίες. Ο πρωταρχικός τους ρόλος είναι να δρουν ως σαρωτές αντιγόνων. Είναι μη φαγοκυτταρικής φύσης και βρίσκονται στους λεμφαδένες, στον θύμο, στον σπλήνα και στο δέρμα.
Τα αντιγόνα προσπαθούν να μπουν στο σώμα μας κάθε δευτερόλεπτο
Τα αντιγόνα προσπαθούν να μπουν στο σώμα μας κάθε δευτερόλεπτο

Β-λεμφοκύτταρα. Εκκρίνουν μόρια ενδομεμβρανικής ανοσοσφαιρίνης (Ig) στην επιφάνειά τους, τα οποία λειτουργούν ως υποδοχείς για τα κυτταρικά αντιγόνα. Οι ιδιότητες των αντιγόνων τους επιτρέπουν να δεσμεύουν μόνο έναν τύπο ξένης ουσίας. Αυτό τα καθιστά πολύ πιο αποτελεσματικά από τα μακροφάγα, τα οποία πρέπει να καταβροχθίσουν οποιοδήποτε ξένο υλικό μπει στο δρόμο τους

Οι απόγονοι των Β κυττάρων (πλασματοκύτταρα) παράγουν αντισώματα.

Συνιστάται: