Posebne supstance, nama genetski strane, koje izazivaju imunološki odgovor organizma aktivacijom specifičnih B- i/ili T-limfocita, nazivaju se antigeni. Osobine antigena impliciraju njihovu interakciju sa antitijelima. Gotovo svaka molekularna struktura može izazvati ovu reakciju, na primjer: proteini, ugljikohidrati, lipidi, itd.
Najčešće su to bakterije i virusi, koji svake sekunde našeg života pokušavaju da uđu u ćelije kako bi prenijeli i umnožili svoj DNK.
Struktura
Strane strukture su obično polipeptidi ili polisaharidi visoke molekularne težine, ali druge molekule kao što su lipidi ili nukleinske kiseline također mogu obavljati svoje funkcije. Manje formacije postaju ova supstanca ako se kombinuju sa većim proteinom.
Antigeni se poklapaju sa antitelom. Kombinacija je vrlo slična analogiji brave i ključa. Svaki molekul antitijela u obliku slova Y ima najmanjenajmanje dva vezujuća područja koja se mogu vezati za određeno mjesto na antigenu. Antitijelo je u stanju da se veže za iste dijelove dvije različite ćelije u isto vrijeme, što može dovesti do agregacije susjednih elemenata.
Struktura antigena sastoji se od dva dela: informacionog i nosioca. Prvi određuje specifičnost gena. Za to su odgovorni određeni dijelovi proteina, koji se nazivaju epitopi (antigenske determinante). To su fragmenti molekula koji provociraju imunološki sistem da odgovori, prisiljavajući ga da se brani i proizvodi antitijela sličnih karakteristika.
Nosivi dio pomaže tvari da prodre u tijelo.
Hemijsko porijeklo
- Proteini. Antigeni su obično velike organske molekule koje su proteini ili veliki polisaharidi. Oni rade odličan posao zbog svoje velike molekularne težine i strukturne složenosti.
- Lipidi. Smatraju se inferiornim zbog njihove relativne jednostavnosti i nedostatka strukturalne stabilnosti. Međutim, kada su vezani za proteine ili polisaharide, oni mogu djelovati kao potpune supstance.
- Nukleinske kiseline. Slabo odgovara ulozi antigena. Svojstva antigena u njima su odsutna zbog relativne jednostavnosti, molekularne fleksibilnosti i brzog propadanja. Antitijela na njih mogu se proizvesti umjetnom stabilizacijom i vezivanjem za imunogeni nosač.
- Ugljikohidrati (polisaharidi). Sami po sebi premali da bi funkcionisalisami, ali u slučaju antigena eritrocitne krvne grupe, proteinski ili lipidni nosači mogu doprinijeti potrebnoj veličini, a polisaharidi prisutni kao bočni lanci daju imunološku specifičnost.
Ključne karakteristike
Da bi se nazvala antigenom, supstanca mora imati određena svojstva.
Pre svega, mora biti strano organizmu u koji želi da uđe. Na primjer, ako primatelj transplantacije primi organ donora s nekoliko velikih razlika HLA (humani leukocitni antigen), organ se percipira kao stran i primatelj ga kasnije odbija.
Druga funkcija antigena je imunogenost. Odnosno, stranu supstancu imuni sistem treba da percipira kao agresora kada prodre, izazove odgovor i prisili je da proizvede specifična antitijela koja mogu uništiti napadača.
Mnogi faktori su odgovorni za ovaj kvalitet: struktura, težina molekula, njegova brzina, itd. Važnu ulogu igra koliko je strano pojedincu.
Treći kvalitet je antigenost - sposobnost izazivanja reakcije u određenim antitijelima i povezivanja s njima. Za to su zaslužni epitopi, a od njih zavisi i vrsta kojoj neprijateljski mikroorganizam pripada. Ovo svojstvo mu omogućava da se veže za T-limfocite i druge ćelije koje napadaju, ali ne može sam izazvati imuni odgovor.
Na primjer, čestice niže molekularne težine(hapteni) su u stanju da se vežu za antitijelo, ali za to moraju biti vezani za makromolekulu kao nosač da započnu samu reakciju.
Kada se ćelije koje nose antigen (kao što su crvena krvna zrnca) od donora transfuzuju u primaoca, one mogu biti imunogene na isti način kao i vanjske površine bakterija (kapsula ili ćelijski zid) i površinske strukture drugih mikroorganizama.
Koloidno stanje i rastvorljivost su bitna svojstva antigena.
Kompletni i nekompletni antigeni
U zavisnosti od toga koliko dobro obavljaju svoje funkcije, ove supstance su dvije vrste: potpune (sastoje se od proteina) i nepotpune (hapteni).
Kompletan antigen može biti imunogen i antigen u isto vrijeme, inducirati stvaranje antitijela i ulaziti u specifične i vidljive reakcije s njima.
Hapteni su supstance koje, zbog svoje male veličine, ne mogu uticati na imunološki sistem i stoga se moraju spojiti sa velikim molekulima kako bi se mogle isporučiti na “mesto zločina”. U tom slučaju oni postaju potpuni, a haptenski dio je odgovoran za specifičnost. Određeno in vitro reakcijama (istraživanje obavljeno u laboratoriji).
Takve supstance su poznate kao strane ili ne-sebe, a one prisutne na sopstvenim ćelijama tela nazivaju se auto- ili auto-antigeni.
Specifičnost
- Vrste - prisutne u živim organizmima,koji pripadaju istoj vrsti i imaju zajedničke epitope.
- Tipično - dešava se potpuno različitim stvorenjima. Na primjer, ovo je identitet između stafilokoka i ljudskog vezivnog tkiva ili crvenih krvnih zrnaca i bacila kuge.
- Patološki - moguće sa ireverzibilnim promjenama na ćelijskom nivou (na primjer, od zračenja ili lijekova).
- Stadijski specifičan - proizvodi se samo u nekoj fazi postojanja (u fetusu tokom fetalnog razvoja).
Autoantigeni počinju da se proizvode u slučaju kvarova, kada imuni sistem prepoznaje određene delove sopstvenog tela kao strane i pokušava da ih uništi sintezom sa antitelima. Priroda takvih reakcija još uvijek nije točno utvrđena, ali dovodi do tako strašnih neizlječivih bolesti kao što su vaskulitis, SLE, multipla skleroza i mnoge druge. U dijagnozi ovih slučajeva potrebne su in vitro studije koje otkrivaju rasprostranjena antitijela.
Krvne grupe
Na površini svih krvnih zrnaca nalazi se ogroman broj različitih antigena. Svi su ujedinjeni zahvaljujući posebnim sistemima. Ima ih više od 40 ukupno.
Grupa eritrocita je odgovorna za kompatibilnost krvi tokom transfuzije. Uključuje, na primjer, ABO serološki sistem. Sve krvne grupe imaju zajednički antigen - H, koji je prekursor stvaranja supstanci A i B.
Godine 1952. iz Mumbaija je prijavljen vrlo rijedak primjer u kojem su antigeni A, B i Hnema u crvenim krvnim zrncima. Ova krvna grupa se zvala "Bombaj" ili "peta". Takvi ljudi mogu prihvatiti samo krv iz svoje grupe.
Drugi sistem je Rh faktor. Neki Rh antigeni predstavljaju strukturne komponente membrane eritrocita (RBC). Ako ih nema, onda je ljuska deformirana i dovodi do hemolitičke anemije. Osim toga, Rh je veoma važan tokom trudnoće i njegova nekompatibilnost između majke i djeteta može dovesti do velikih problema.
Kada antigeni nisu dio strukture membrane (kao što su A, B i H), njihovo odsustvo ne utiče na integritet crvenih krvnih zrnaca.
Interakcija sa antitelima
Moguće samo ako su molekuli oba dovoljno blizu da se neki od pojedinačnih atoma uklope u komplementarne šupljine.
Epitop je odgovarajući region antigena. Svojstva antigena omogućavaju većini njih da imaju više determinanti; ako su dva ili više njih identična, tada se takva supstanca smatra multivalentnom.
Drugi način mjerenja interakcije je avidnost vezivanja, koja odražava ukupnu stabilnost kompleksa antitijelo/antigen. Definira se kao ukupna snaga vezivanja svih njegovih mjesta.
Ćelije koje predstavljaju antigen (APC)
One koje mogu apsorbirati antigen i dostaviti ga na pravo mjesto. U našem tijelu postoje tri vrste ovih predstavnika.
- Makrofagi. Obično su u mirovanju. Njihove fagocitne sposobnostiznačajno se povećavaju kada se stimulišu da postanu aktivni. Prisutan zajedno sa limfocitima u skoro svim limfoidnim tkivima.
- Dendritske ćelije. Karakteriziraju ga dugotrajni citoplazmatski procesi. Njihova primarna uloga je da djeluju kao čistači antigena. Oni su po prirodi nefagocitni i nalaze se u limfnim čvorovima, timusu, slezeni i koži.
B-limfociti. Oni luče intramembranske molekule imunoglobulina (Ig) na svojoj površini, koji funkcionišu kao receptori za ćelijske antigene. Svojstva antigena omogućavaju im da vežu samo jednu vrstu strane tvari. To ih čini mnogo efikasnijim od makrofaga, koji moraju proždirati svaki strani materijal koji im se nađe na putu
Potomci B ćelija (plazma ćelije) proizvode antitela.
