Основные понятия иммунологии. Антигены и антитела иммунология


Основы молекулярной иммунологии

1. Характеристика антигенов

Антигены – это субстанции, несущие признаки генетической чужеродности для организма-реципиента, в который они попадают. Для антигенов характерны следующиедва главных свойства:

  • специфичность, проявляющаяся в определенных особенностях строения антигена, отличающих его от собственных макромолекул и структур организма

  • иммуногенность– способность индуцировать иммунный ответ после попадания в чужой организм.

Специфичностьобусловлена определенными особенностями строения антигена, отличающими его от собственного антигенного состава организма-реципиента и делающими возможным распознание этого антигена иммунной системой организма-реципиента как генетически "чужеродного". Специфичность антигенов, как правило, обусловлена какими-тоопределенными, зачастую очень короткими их участками, которыесобственно и связываются с антигенраспознающими рецепторами лимфоцитовиспецифическими антителами, циркулирующими в крови. Такие участки антигена, определяющие его специфичность и вступающие во взаимодействие с антигенраспознающими рецепторами лимфоцитов, носят названиеэпитопов (или антигенных детерминант) и порой представляют собойкороткий участок, включающий 6-8, а иногда и того меньше мономерных остатков.

Рис. Схема строения миоглобина спермы кита(по данным рентгеноструктурного анализа). Затушеванные участки – полипептидные последовательности, выступающие в качестве эпитопов для В-лимфоцитов. Цифры указывают на порядковый номер аминокислотных остатков в первичной структуре полипептидной цепочки миоглобина спермы кита

Таким образом, молекулярный антиген, как правило, взаимодействует с антигенраспознающими рецепторами иммунокомпетентных клеток не всей своей поверхностью, а только эпитопными участками. Чем крупнее антиген, тем больше эпитопных участков он содержит в своем составе, тем с большим количеством антигенраспознающих рецепторов клеток организма-реципиента он связывается, и тем более сильный иммунный ответ вызывает. Не все эпитопные участки антигена обладают равной иммуногенностью (т.е. способностью индуцировать иммунный ответ), скорее всего у антигена имеется всего несколько доминантных эпитопов, способных вызывать наиболее сильный иммунный ответ, тогда как иммуногенность всех других эпитопов гораздо более слабая. Эпитопы антигенов, распознаваемые рецепторами В- и Т-лимфоцитов, отличаются друг от друга рядом свойств:

  • Так, эпитопы для иммуноглобулиновых рецепторов В-лимфоцитовпредставляют собойповерхностно расположенные участки антигенов, которые относятся кконформационному типу(т.е. представляют собой совокупность каких-то мономерных остатков, выступающих на поверхность антигенной молекулы (а, следовательно,обладающих гидрофильностью) и пространственно расположенных друг возле друга, хотя в первичной структуре антигенной молекулы эти мономерные остатки могут находиться на больших расстояниях друг от друга).

  • Т-лимфоцитыс помощью своих антигенраспознающих рецепторов распознают не самостоятельные участки нативных антигенов, акомплекс антигенной детерминанты с собственной молекулой-рецептором, представленный на поверхности антигенпредставляющих клеток организма-реципиента. Иными словами, антиген первоначально подвергается частичному расщеплению в антигенпредставляющей клетке, после чего антигеннаядетерминантасвоими определенными участками связывается с рецептором и экспрессируется на поверхность антигенпредставляющих клеток (макрофагов, моноцитов, ретикулярных дендритных клеток, В-лимфоцитов). Этот рецептор антигенпредставляющих клеток является продуктом собственных генов организма (т.е. белком, кодируемымглавным комплексом гистосовместимости – МНС). Затем такой комплекс "антиген-рецептор антигенпредставляющей клетки организма-реципиента" способен связываться с антигенраспознающим рецептором Т-лимфоцита и активировать его. Следовательно, для антигенов, способных активировать Т-лимфоциты, должно быть характерно наличиедвух типов участков – во-первых, участка, взаимодействующего с рецептором антигенпредставляющей клетки (белком главного комплекса гистосовместимости) и называемогоагретопом, и, во-вторых, участка, взаимодействующего с антигенраспознающим рецептором самого Т-лимфоцита (т.н.эпитопнымучастком). Эпитопные участки антигенов, способные вступать в контакт с антигенраспознающими рецепторами Т-лимфоцитов, отличаются от эпитопов, взаимодействующих с иммуноглобулиновыми распознающими рецепторами В-лимфоцитов, большими размерами. Так, минимальный эпитоп миоглобина спермы кита, способный активировать Т-лимфоциты, включает не менее 11 аминокислотных остатков. В опытах с конъюгатами гаптена (низкомолеклярного органического антигена, не обладающего иммуногенностью) с каким-нибудь белком-носителем было показано, что В-лимфоциты развивают ответ на гаптен, а Т-лимфоциты на белок-носитель (определенные его эпитопные участки). Если эпитопные участки антигенов для иммуноглобулиновых рецепторов В-лимфоцитов относятся к "конформационному" типу, то эпитопы антигенов, распознаваемых рецепторами Т-лимфоцитов, относятся к "линейному" типу (для их распознавания не требуется сохранения пространственной структуры антигена, более того антиген легче распознается рецепторами Т-лимфоцитов после предварительного расщепления ферментами антигенпредставляющих клеток (макрофагов, дендритных клеток, В-лимфоцитов)).

Рис. Схема строения миоглобина кашалота. Аминокислотные остатки 34, 53 и 113 образуют эпитоп, распознаваемый одним клоном В-лимфоцитов, а аминокислотные остатки 83, 144 и 145 составляют эпитоп, распознаваемый другим клоном В-лимфоцитов. Это примеры прерывистых эпитопов антигена. На основании реакции с изолированными пептидами был сделан вывод о том, что аминокислотные остатки 18-22 являются частью непрерывного эпитопа. Значительная часть цепи миоглобина образует-спираль. Остаток 109 важен для распознавания миоглобина Т-лимфоцитами (до сих пор не обнаружены антитела, реагирующие с этим участком молекулы миоглобина).

Таким образом, В-лимфоциты распознают свободные антигены, попадающие во внутреннюю среду организма и ведущиевнеклеточный способ жизни, а Т-лимфоциты, распознавая антигены, связанные с определенными рецепторами на поверхности антигенпредставляющих клеток, обеспечивают эффективную борьбу преимущественно свнутриклеточными паразитами, проникшими в макрофаг и возможно продолжающими в нем жить. Выделение же на поверхность макрофага антигенных компонентов таких живых паразитов или умерших в макрофаге и частично преобразованных, ассоциированных с молекулами МНС (главного комплекса гистосовместимости), приводит к последующей активации Т-лимфоцитов. Появляющиеся в результате активации Т-лимфоцитовцитотоксические Т-лимфоциты(Т-киллеры) обеспечивают уничтожение клеток, зараженных внутриклеточным паразитом, аТ-клетки воспалениястимулируют зараженные внутриклеточными паразитами макрофаги и другие клетки к активизации процессов внутриклеточного уничтожения паразитов.

Рис. Схема гипотетического белкового антигена, несущего на своей поверхности целый набор различных эпитопов (выявляются с помощью гетерогенных антител, содержащихся в антисывортке).

а – гипотетическая "контурная карта" поверхности глобулярного белка, на которой показано, что антигенные детерминанты представляют собой кластеры перекрывающихся эпитопов для разных клонов В-лимфоцитов. На карту "нанесены" центры участков контакта антигена с антителами.

б – "срез" гипотетического антигена, имеющего ось симметрии. Показаны шесть антигенных детерминант (эпитопов), в том числе две пары идентичных (одна пара идентичных эпитопов обозначена на срезе гипотетического антигена буквой а, другая – буквой б). Антисыворотка содержит антитела к каждому эпитопу (на рисунке схематически показано по антителу к каждому эпитопу). Причем антитела к определенному эпитопу не взаимодействуют со структурно неродственными эпитопами.

Иммуногенность– это способность антигена после попадания в организм реципиента не просто распознаваться как генетически "чужое", но ивызывать иммунный ответ, активируя определенные наивные иммунокомпетентные клетки и способствуя их превращению в эффекторные клетки, которые могут уничтожить антиген. Следовательно, иммуногенность – это функциональная характеристика антигенного материала, включающая определенные требования как к антигену, так и к иммунизируемому организму-реципиенту. В частности, иммуногенность антигена зависит от ряда свойств:

  • филогенетической удаленности донора антигена от организма-реципиента(чем эта удаленность больше, тем выше иммуногенность антигена)

  • молекулярной массы антигена(например, крупные антигены, такие как бактерии, вирусы, гетерологичные эритроциты обладают всегда высокой иммуногенностью; иммуногенность белков будет тем больше, чем выше их молекулярная масса). Вместе с тем простые низкомолекулярные органические вещества преимущественно ароматического ряда, названныегаптенами, распознаются организмом реципиента как генетически чужеродные (т.е.обладают специфичностью), но в силу низкой молекулярной массы сами по себе иммунных реакций не вызывают (не проявляют иммуногенности), тогда как в комплексе с чужеродными белками они могут вызывать иммунный ответ

  • химического строения антигена. Так, не все высокомолекулярные синтетические полимеры, хотя и являются чужеродными для организма реципиента, могут проявлять иммуногенность. В частности, синтетический поли-L-лизин с высокой молекулярной массой после попадания в организм не вызывает иммунных реакций, тогда как синтетические сополимеры, включающие несколько разных аминокислот, приобретают свойство иммуногенности. Наконец, корпускулярные антигены, прежде чем начнут активировать иммунокомпетентные клетки, фагоцитируются макрофагами (антигенпредставляющими клетками) и под действием ферментов лизосом макрофагов подвергаются частичному расщеплению, после чего в комплексе с собственными молекулами МНС поступают на поверхность макрофагов и могут распознаваться лимфоцитами (наивными предшественниками Т-киллеров, Т-хелперов, Т-клеток воспаления). В случае если антигенные молекулы не способны подвергаться частичному гидролизу под действием лизосомальных ферментов макрофагов реципиента, то они поступают на поверхность макрофага после фагоцитоза в неизмененном виде и проявляют очень низкую иммуногенность или вообще оказываются неиммуногенными. Так, синтетические крупномолекулярные белки, состоящие изD-аминокислот, не расщепляются лизосомальными ферментами макрофагов и в связи с этим проявляют очень низкую иммуногенность. Следовательно, для проявления иммуногенности антигена он должен быть доступен действию ферментативных систем антигенпредставляющих клеток.

Все антигены, в зависимости от их происхождения,особенностей строенияи некоторых других признаков, условно можно разделить на следующиегруппы:

    • корпускулярные антигены(различные клетки и крупные частицы: бактерии, вирусы, грибы, простейшие, чужие эритроциты и т.д.)

    • растворимые антигены(белки различной степени сложности, полисахариды, липополисахариды)

    • ксеноантигены(антигены тканей и клеток, отличающиеся от организма реципиента на видовом уровне, т.е. принадлежащие представителям других видов)

    • аллоантигены(антигены тканей и клеток, отличающиеся от реципиента на индивидуальном уровне, т.е. принадлежащие другим представителям того же, что и реципиент, вида)

    • трансплантационные антигены(антигены клеточной поверхности трансплантируемых клеток, контролируемые главным комплексом гистосовместимости МНС I класса)

    • аутоантигены(антигены собственных клеток организма, полимерных молекул, образующихся в собственном организме, например, тепловая или химическая денатурация собственных белков делает их антигенными для собственного организма и запускает иммунные реакции)

    • аллергены(антигены пищи, пыли, пыльцы растений, ядов насекомых и другого происхождения, вызывающие повышенную иммунологическую реактивность (гиперчувствительность))

    • толергены (антигены клеток, белков, вызывающие ареактивность, т.е. отсутствие иммунных реакций или толерантность)

    • синтетические антигены(искусственно синтезированные полимерные антигены, например, полимеры ароматических аминокислот, некоторые полимерные углеводы)

    • гаптены(низкомолекулярные органические вещества, преимущественно ароматического ряда, обладающие специфичностью, но не являющиеся иммуногенными).

Большинство природных антигенов являются тимусзависимыми, т.е.способны активировать В-лимфоцитытолько после предварительного подключения Т-хелперов. Подобные представления сложились на основании наблюдений за неонатально тимэктомированными мышами, которые либо вообще не могли отвечать на большинство антигенов продукцией иммуноглобулинаG, либо развивали очень слабый ответ. Трансплантация же тимуса таким животным нормализовала специфический гуморальный иммунитет. В опытахin vitroпоказано, что чистая популяция В-лимфоцитов, выделенная в культуру, отвечает на антиген только пролиферацией, но в большинстве случаев не способна без участия Т-хелперов пройти весь путь развития до зрелых антителопродуцирующих плазматических клеток. Внесение в культуру В-лимфоцитов макрофагов (антигенпредставляющих клеток для Т-лимфоцитов) и Т-хелперов нормализует гуморальный иммунный ответ.

Наряду с тимусзависимыми антигенами, составляющими большинство, в природе гораздо реже встречаются и тимуснезависмые антигены, способные инициировать специфический гуморальный иммунный ответбез участия Т-хелперов. В химическом плане тимуснезависимые антигены являются, как правило,полисахаридами, в молекулах которыхмногократно повторяются структурно идентичные эпитопы. Подобное однообразие и многократное повторение эпитопных участков в молекуле тимуснезависимых антигенов приводит к многоточечному взаимодействию такого антигена с иммуноглобулиновыми рецепторами наивного В-лимфоцита, что и обеспечивает полноценную активацию и развитие В-лимфоцитов до стадии зрелых антителопродуцирующих плазматических клеток.

Рис. Условный образ антигена.На рисунке представлены антигенные детерминанты – участки полипептида, характеризующиеся особенностями включения иммунной системы в работу. Отмечены:

  • разные по специфичности эпитопыдля В-лимфоцитов(В-клеточные эпитопы), которые инициируют иммунный ответ только при участии Т-хелперов

  • участки, называемые "несущей частью" антигена(эпитопы для Т-лимфоцитов)

  • в процессе презентации антигена в иммуногенной форме в комплексе с молекулами МНС включены участки антигена, называемые агретопами

  • ряд антигенов, имеющих повторяющиеся однотипные эпитопы и митогенные участки, инициируют иммунный ответ без участия Т-хелперов.

studfiles.net

Основные понятия иммунологии

В процессе длительной эволюции, насчитывающей миллионы лет, организм человека приобрел достаточно эффективную спо­собность защищаться от многих патогенных организмов и небла­гоприятных факторов внешней среды. Природа предусмотрела три степени, или уровня, защиты ор­ганизма от проникновения в его внутреннюю среду веществ, не­сущих в себе признаки чужеродной генетической информации: одну специфическую, т. е. собственно иммунитет (связанный с антигенами и антителами), и две неспецифические - фа­гоцитоз и резистентность. Степень их готовности зависит от со­стояния организма и внешней среды, в которой протекает жизнедеятельность человека, и взаимодействия между собой этих систем.

Иммунология — это наука, изучающая способность орга­низма человека противостоять деятельности патогенных мик­роорганизмов и бороться с ними.

Иммуни­тет — невосприимчивость организма к заразному началу или какому-либо чужеродному для организма веществу.

Иммунитет обусловлен совокупностью всех наследствен­но полученных и индивидуально приобретенных организмом приспособлений, которые препятствуют проникновению и размножению микробов, вирусов и других патогенных аген­тов и действию выделяемых ими вредных продуктов, т. е. всего чужого. Основное предназначение иммунной системы - определить, что есть свое, а что чужое. Свое надо оставить в покое, а чужое - истребить, и как можно быстрее.

Антигены – чужеродные вещества, отличающиеся от собственных другими (иммунными) свойствами. Большинство антигенов представляют собой высокомолекуляр­ные соединения - белки, углеводы и нуклеиновые кислоты. Низко­молекулярные соединения приобретают антигенные свойства в мо­мент соединения с белками крови.

Природа антигенов достаточно разнообразна. Это сами возбудители или продукты их жизнедея­тельности (эндотоксины), продукты распада бактерий (экзоток­сины). Антигенами являются также такие средства иммунизации, как вакцины и анатоксины. Вакцины представляют собой антигенные препараты, состоящие из уби­тых или ослабленных возбудителей инфекционных заболеваний (убитые или живые вакцины). Анатоксины - продукты жизнедеятельнос­ти микробов — токсины, которые применяются в обез­вреженном состоянии.

Антигены находятся на поверхностях клеточных мембран, либо как отдельные белки, их фрагменты, или комплексы, обладающие антигенными свойствами по отношению к чужому организму. Все вещества (микробы, вирусы, пылевые частички, пыльца растений и т. д.), которые попадают в организм извне, являются антигенами. Все вещества различной природы, вызывающие аллергическую ре­акцию, действуют как антиген.

Клетки одного организма по отно­шению к любому другому, если они попадают в его внутреннюю среду, выступают как антиген. По этой причине при пересадке ор­ганов (сердца, почек, печени, легких) от одного человека другому возникает иммунная реакция отторжения. Вот почему люди с пере­саженными органами постоянно принимают специальные препара­ты, препятствующие отторжению. Достаточно редкой формой им­мунной реакции являются аутоиммунные заболевания. Они возни­кают, когда собственные клетки организма по каким-то неведомым причинам приобретают свойства антигенности.

Антитела — это белки, вырабатываемые в организме специальными лимфоцитами в ответ на попадание антигенов (различные возбудители инфекции) при инфекци­онных заболеваниях, а также при иммунизации вакцинами или анатоксинами. Антителами являются также такие средства иммунизации, как сыворотки. Сыворотка – плазма крови человека или животных, содержащая специфические против различных инфекционных заболеваний антитела.

Антитела обладают строгой специфичностью. При взаимодействии с антигеном (иммунологическая реакция) они обезвреживают последние, поэтому их назы­вают защитными иммунными телами.

Антитела появляются в организме не сразу. Нарастание их происходит постепенно, достигая максимума к 16—20-му дню, затем через некоторое время уровень антител начинает сни­жаться и через 2—3 месяца падает до исходного. При повтор­ном введении антигена образование антител происходит быст­рее и они сохраняются более длительное время.

Иммунитет, как иммунная реакция организма на проникновение чужеродного начала, представ­ляет собой ответную реакцию особых клеток белой крови - лимфоцитов. Лимфоциты образуются из незрелых стволовых клеток костного мозга, не обладающих способностью самим формиро­вать иммунный ответ.

Дальнейшие пути стволовых клеток разделяются по двум на­правлениям. Одни направляются в тимус (вилочковую железу), который находится на задней поверхности грудины. В нем проис­ходит дифференцировка стволовых клеток в Т-лимфоциты (Т-клетки). Все иммунные реакции с участием Т-клеток называются клеточной реакцией иммунитета. Другие стволовые клетки на­правляются в костный мозг, где дифференцируются в В-лимфоциты (В-клетки). Их участие в иммунном ответе определяет гуморальный иммунитет.

В основе клеточного иммунитета лежит способность Т-лимфоцитов реагировать на определенные антигены. Ими могут быть клетки патогенных возбудителей, или трансформированные клетки собственного организма (опухолевые клетки), или же клетки, «на­фаршированные» вирусом. Известно несколько типологических разновидностей Т-лимфоцитов:

Т-хелперы (помощники), или Т4-лимфоциты, которые активизируют В-клетки. Именно эти клетки поражаются ВИЧ-инфекцией. Снижение количества Т-хелперов на­рушает деятельность всей системы гуморального иммунитета;

Т-супрессоры, напротив, подавляют активность В-клеток, когда воз­можен нежелательный иммунный ответ;

Т-киллеры-цитотоксические, уничтожают измененные клетки собственного организма (опухолевые клетки) и клетки, начиненные вирусом.

Антигенное воздействие на иммунную систему сопро­вождается выделением из сенсибилизированных лимфоцитов определенных химических веществ - лимфокинов воспаления.

Название «гуморальный (жидкостный) иммунитет» связа­но с тем, что в ответ на воздействие антигена В-лимфоциты обра­зуют антитела (или иммуноглобулины) в плазме крови. Обра­зующиеся в ответ на антиген антитела представляют собой веще­ства белковой породы и напоминают по своей конфигурации бук­ву Y латинского алфавита. В результате взаимодействия антиге­нов-антител первые разрушаются или теряют свою активность.

По происхождению раз­личают врожденный и приобретенный иммунитет.

Врожденный иммунитет обусловлен биологическими осо­бенностями вида и передается по наследству, благодаря чему животные или человек становятся невосприимчивыми к опре­деленным инфекциям. К врожденным ви­дам иммунитета относится иммунитет против куриной холеры, чумы рогатого скота, других болезней.

Приобретенный иммунитет не является врожденным, он приобретается организмом в течение его индивидуальной жиз­ни.

Различают несколько ти­пов приобретенного иммунитета.

Естественный иммунитет приобретается после перенесенного заболевания, когда болезнетворные бактерии – антигены вызывают образование в организме защитных антител против них. Таким образовм, антитела из вне не вводятся, образуются в организме больного человека. В результате перенесен­ных заболеваний у человека появляется иммунитет против кори, натуральной оспы и др.

Искусственный иммунитет приобретается пу­тем вакцинации (прививок), когда в организм человека вводятся антигены в виде вакцин или анатоксинов. Такой иммунитет называют актив­ным.

Активный иммунитет (антигенный) возникает через 2—3 недели после заболевания (естественный) или вакцинации (искусственный) и держится 1—2 года и больше.

Пассивный иммунитет (антительный) иммунитет может быть приобретен (искусственный) при иммунизации сыворотками со специфическими антителами, или возникает (естественный) при пере­дачи антител плацентарным путем от матери к плоду (к диф­терии, скарлатине и др.), через материнское молоко, т. е. пассивным путем. Длительность такого естественного пассивного иммунитета невелика (обыч­но несколько месяцев).

Иммунизация – введение в организм человека для образования искусственного иммунитета (невосприимчивости) к различным инфекционным заболеваниям антигенов (вакцины и анатоксины – активная иммунизация) или антител (сыворотки – пассивная иммунизация). Вызываемый при этом искусственный пассивный иммунитет бывает непродолжительным (3-4 недели), в связи с чем метод пассивной иммунизации чаще применяется тогда, когда заражение наступило или по­дозревается.

valeologija.ru

Иммунология. Ярилин

3.2. Антигены

 

 

 

 

 

 

 

 

 

263

 

 

Локус IGM человека

 

 

 

 

 

 

ДНК

 

L

 

Сμ1

Сμ2

Сμ3

Сμ4

S pAsM

pAm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Транскрипция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

процессинг РНК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процес:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сирован:

 

 

 

 

 

– ААА

 

 

 

 

– ААА

ная РНК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Трансляция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Белок

V

C

C

C

C

 

V

C

C

C

C

 

М:цепь секретируемого IgM

 

М:цепь мембранного IgM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мембрана

Рис. 3.20. Переключение синтеза иммуноглобулинов с мембранного на секреторный тип (на примереμ-цепи)

кодирующая растворимый белок (антитело), лишенный гидрофобной последовательности. При этом как специфичность, так и свойства С-доменову растворимой и мембранной форм антитела совпадают. Процесс переключения проиллюстрирован на рис. 3.20. Как правило, при переходе к образованию секретируемой формы иммуноглобулинов повышается интенсивность их синтеза. Это связано с дифференцировкойВ-лимфоцитовв плазматические клетки с развитым аппаратом синтеза белка.

3.2. АНТИГЕНЫ

Антигенами называют молекулы, способные вызывать иммунный ответ, т.е. комплекс реакций, направленных на их удаление из внутренней среды организма. Антигены — это не особый класс соединений: ими могут быть белки и некоторые другие макромолекулы (например, полисахариды), в том числе комплексированные с любыми химическими структурами. Антигенность молекулы определяется ее способностью вызывать реакцию иммунной системы организма (подобно пахучим веществам — любым соединениям, воспринимаемым органами обоняния). Таким образом, отнесение вещества к антигенам определяется не на основании его объективных характеристик, а исходя из его способности вызывать реакцию иммунной системы данного конкретного организма (т.е. как бы «с точки зрения» иммунной системы). Более того, комплексы признаков, которыми должен обладать антиген «с точки зрения» В- и Т-лимфоцитов,существенно различаются. Все это осложняет изучение антигенов, в том числе и в практическом аспекте.

3.2.1. Антигены, распознаваемые В-клетками,

иих взаимодействие с антителами

Вэтой главе вначале будут рассмотрены базовые представления о природе антигенов, сложившиеся на основе изучения их способности индуцировать выработку антител и взаимодействовать с ними. Эти представления

264

Глава 3. Адаптивный иммунитет

 

 

лежат в основе учения об антигенах, распознаваемых В-лимфоцитами,поскольку антигенраспознающие структуры этих клеток — мембранные иммуноглобулины. Наиболее важные свойства, которыми должен обладать антиген, распознаваемыйВ-лимфоцитами,— чужеродность, иммуногенность и специфичность.

3.2.1.1. Чужеродность антигенов

Основная функция иммунной системы состоит в защите организма от биологической агрессии, исходящей, как правило, извне от патогенов и их продуктов, чужеродных для макроорганизма. Эндогенная агрессия в виде развития опухолей тоже часто связана с приобретением собственными клетками организма определенных черт чужеродности.

Ранее в качестве маркеров чужеродности рассматривали именно антигены. В настоящее время более значимыми носителями признаков чужеродности считают PAMP, поскольку именно они ответственны за включение процессов, составляющих основу иммунной защиты. Соответствие между PAMP (отвечают за активацию врожденного иммунитета) и антигенами (отвечают за запуск адаптивного иммунитета) не до конца выяснено. В ряде случаев одна и та же молекула сочетает в себе свойства PAMP и антигена, в других случаях в роли PAMP и антигена выступают разные молекулы патогенов.

В любом случае чужеродные молекулы можно рассматривать как маркеры клеток, потенциально опасных для организма. Эти молекулы служат наиболее ранним сигналом опасности, распознаваемым задолго до проявления патогеном своих вредоносных качеств. Таким образом, эволюция избрала косвенный путь выявления потенциально опасных агентов по их чужеродности для данного организма. Это послужило основанием для определения антигенов, данного Р.В. Петровым: антигены — это биологические тела и молекулы, несущие признаки чужеродной генетической информации. Поскольку чужеродность проявляется относительно конкретного организма, молекула, воспринимаемая как антиген одним организмом, может не восприниматься в качестве такового другим организмом.

Связь антигенности с чужеродностью макромолекулы для данного организма наглядно проявляется при оценке иммуногенности гомологичных белков. Иммуногенность возрастает по мере увеличения «эволюционного расстояния» между донором и реципиентом белка. В основе повышения иммуногенности лежит увеличение различий в первичной структуре белков. Эти закономерности используют при серологической оценке степени эволюционного родства видов.

Даже единичные замены аминокислот, лежащие в основе внутривидового антигенного полиморфизма (в частности, в системе гистосовместимости), эффективно распознаются с помощью антител, особенно при аллоиммунизации (т.е. иммунизации материалом от генетически неидентичных особей того же вида). Комбинация достаточно большого числа полиморфных генов (особенно высокополиморфных генов гистосовместимости) обеспечивает биологическую индивидуальность, которая проявляется, в частности, в отторжении тканей при аллотрансплантации. По этой же причине, хотя и не во всех случаях, организм распознает неоантигены, возникающие вследствие мутаций.

3.2. Антигены

265

 

 

Однако чужеродность — не абсолютная характеристика антигена. Об этом свидетельствует возможность образования аутоантител, т.е. антител к собственным молекулам организма (см. раздел 4.4.1). В тех случаях, когда в качестве аутоантигенов выступают компоненты тканей, в норме изолированных от иммунной системы («забарьерные ткани»), нарушения общего принципа чужеродности не происходит, поскольку для иммунной системы эти ткани «чужие». В других случаях аутоантитела образуются в ответ на действие чужеродных молекул, имеющих структурное сходство с аутологичными компонентами. Эти антитела взаимодействуют как с чужеродным иммуногеном, так и с аутоантигеном. Так бывает, например, при стрептококковой инфекции, при которой образуются антитела к микробным полисахаридам, реагирующие также с антигенами собственной соединительной

иэпителиальной тканей. Однако выявляют также истинную реакцию иммунной системы на собственные антигены. Это происходит не только при патологии (нарушение условий презентации антигена лимфоцитам, дефекты селекции лимфоцитарных клонов, дефицит регуляторных клеток

ит.д.), но и в норме.

Ворганизме всегда присутствуют многочисленные аутоантитела, взаимодействующие с собственными молекулами организма. Такие антитела продуцируются в основном В1-клетками(см. раздел 3.3.1.3). Эти антитела обладают низким сродством к антигенам, часто полиспецифичны; они не способны активировать некоторые эффекторные механизмы врожденного иммунитета (например, разрушение носителя антигена фагоцитом). В связи с этим такие аутоантитела не повреждают ткани, а напротив, выполняют ряд важных функций (транспорт макромолекул, элиминацию отработавших молекул и другие гомеостатические функции). Функционально важную группу аутоантител образуют антитела к идиотопам иммуноглобулинов(анти-антитела).Они копируют конфигурации антигенных эпитопов, служа их «внутренними образами» и играют определенную роль в регуляции иммунного ответа (см. разделы 3.1.1.3 и 3.6.6.3).

3.2.1.2. Иммуногенность антигенов

Иммуногенность определяет способность антигена вызывать иммунный ответ независимо от его специфичности. Биологической основой для проявления этого свойства антигенов служат те механизмы развития иммунного ответа, которые предполагают участие, помимо лимфоцитов, определяющих специфическую компоненту реакции, некоторых вспомогательных клеток, а также кооперацию различных типов лимфоцитов. Способность чужеродных веществ запускать весь необходимый клеточный ансамбль и составляет основу их иммуногенности. Иммуногенность антигенов зависит не только от свойств молекул, но и от пути и режима их введения в организм, а также дополнительных воздействий (например, использования адъювантов).

Структурно-химическиеосновы иммуногенности

Антигенами могут быть белки и углеводы. Липиды, нуклеиновые кислоты и другие органические вещества (в некоторых случаях — также неорганические, например, некоторые металлы) эффективны лишь в составе комплексных соединений (например, в комплексе с белками), определяя при этом не иммуногенность, а специфичность антигена (т.е. выполняя

266

Глава 3. Адаптивный иммунитет

 

 

Гаптен (Н)

Белок,носитель

Гаптен (Н)

Рис. 3.21. Схема строения комплекса гаптенов сбелком-носителем(по К. Ландштейнеру)

роль эпитопа). Использование конъюгатов низкомолекулярных соединений (гаптенов) с белками-носителями(рис. 3.21), введенное в научную практику К. Ландштейнером, сыграло ключевую роль в изучении свойств антигенов и индуцируемых ими антител. В частности, с помощью конъюгатов было показано, что специфичность антигена определяется преимущественно гаптеном, а иммуногенность — носителем. С позиций современной иммунологии, предполагающей необходимость кооперации вовлекаемых в тимусзависимый иммунный ответВ-лимфоцитовсТ-хелперами,иммуногенность обусловлена преимущественно способностью антигена активироватьТ-хелперы.Важным условием развития иммунного ответа служит предварительная активация дендритных клеток в результате распознавания ими PAMP. Именно поэтому следует признать, что иммуногенность молекул антигена во многом определяется наличием в их составе PAMP, т.е. их способностью сформировать при поступлении в организм «провоспалительный фон».

Важнейшее качество, определяющее иммуногенность антигенов, — размер молекулы. С повышением молекулярной массы полимерных молекул увеличивается их иммуногенность. Для полисахаридов это правило срабатывает только в ограниченной степени. Универсальной шкалы зависимости иммуногенности от молекулярной массы не существует. Для углеводов минимальный размер молекулы, обладающей иммуногенностью, больше, чем для белков. Минимальный размер белковой молкулы, вероятно, определяется появлением α-спиральнойструктуры(7–10аминокислотных остатков), однако он варьирует в зависимости от конкретного состава молекулы. Минимальная описанная молекулярная масса иммуногенной молекулы составляет 450 Да(арсанил-N-ацетил-DL-тирозин).При переходе от мономерной формы флагеллина (40 кДа) к полимерной (20 000 кДа) титры антител возрастают на 2 порядка. Для углеводов граница между низкой и высокой иммуногенностью расположена на уровне молекулярной массы в десятки килодальтон: полимер декстрана массой 52,3 кДа — слабо иммуногенен, а массой 90,7 кДа вызывает достаточно сильный ответ. Число

3.2. Антигены

267

 

 

антителообразующих клеток в селезенке при иммунизации полимерами пневмококкового полисахарида массой 220, 121 и 40 кДа различается примерно на порядок (со снижением молекулярной массы уровень ответа убывает).

Помимо формирования структур, определяющих иммуногенность (например, α-спиралидля белков), размер молекулы важен и для увеличения числа групп (эпитопов), распознаваемых рецепторами лимфоцитов, т.е. для повышения валентности антигена. Значение этого фактора наиболее четко проявляется при использовании конъюгатов, содержащих различное число гаптенных групп. С повышением числа идентичных групп иммуногенность конъюгата растет, даже если его размеры не увеличиваются. После достижения определенной эпитопной плотности дальнейшее возрастание иммуногенности с увеличением числа эпитопов прекращается и может наблюдаться даже снижение иммуногенности вследствие стерических помех, создаваемых расположением эпитопов, их взаимной маскировки и блокады факторов, определяющих иммуногенность.

Влияние валентности на иммуногенность связано также с разнообразием эпитопов, присутствующих на молекуле. Установлено, что молекула приобретает иммуногенность только при достаточном разнообразии ее структуры. Так, поли-L-лизиниммуногенен только для ограниченного числа животных, например, для некоторых линий морских свинок. Однако введение в состав этой молекулы боковых цепей или чередование лизина с другими остатками в составе основной цепи делает полимер иммуногенным практически для любых животных.

Наконец, роль размера молекулы в проявлении ее иммуногенности можно проиллюстрировать на примере молекулярных агрегатов. Их высокая иммуногенность в значительной степени обусловлена тем, что они активно фагоцитируются, что важно для процесса обработки антигена и его представления (презентации) Т-хелперам.

Иммуногенность антигенов зависит от жесткости их структуры, т.е. способности сохранять определенную конфигурацию. Стабилизации конформации способствует наличие ароматических заряженных полярных аминокислотных остатков. Так, молекула желатина, утратившая жесткость конформации в результате обработки, практически не иммуногенна, но приобретает иммуногенность после введения в ее состав ароматических аминокислот. Наоборот, гидрофобные остатки в большом количестве препятствуют формированию α-спиралии стабилизации конформации молекул. Чрезмерную гибкость придают полимерам остатки пролина, особенно повторяющиеся. В обоих случаях снижение жесткости молекул сопровождается ослаблением их иммуногенности. Однако при распознавании антигенов достаточно высокая гибкость полимера позволяет эпитопу «подстроиться» под структуру активного центра рецептораВ-клеток.

Существует еще одно свойство антигенов, от которого зависит их иммуногенность: они должны принадлежать к классам полимеров, из которых построены организмы высших животных. Полагают, что это обусловлено необходимостью деградации молекулы антигена для формирования на его основе лиганда для рецепторов Т-клеток(см. раздел 3.2.2.2). Осуществление деградации требует наличия соответствующих ферментов. Ферменты в

268

Глава 3. Адаптивный иммунитет

 

 

организме обычно участвуют в расщеплении продуктов питания и собственных макромолекул. Отсутствие ферментов, способных расщеплять некоторые полимеры, служит основой слабой иммуногенности таких веществ. Считают, что с повышением резистентности к расщеплению ферментами связано ослабление иммуногенности белков после их рацемизации щелочами. Таким образом, хотя антигены по определению должны быть чужеродны для организма, эта чужеродность не должна переходить определенные границы. Вышесказанное относится преимущественно к антигенам, вызывающим тимусзависимый ответ.

Генетические аспекты иммуногенности

Поскольку иммуногенность антигена зависит от эффективности процессов обработки, которой он подвергается в организме, следует ожидать, что она зависит и от генотипа реципиента. Существование генетического контроля иммунного ответа на конкретные антигены показано в разнообразных экспериментах. Так, при иммунизации инбредных (генетически «чистых» линий) морских свинок полимером (Glu–Lys)n или конъюгатом динитрофе-нил-полиL-лизиномживотные одной линии отвечали образованием антител на оба конъюгата, а морские свинки другой линии не отвечали ни на один из них. Гибридологический анализ показал, что способность отвечать на антиген детерминируется одним доминантным геном.

Аналогичные результаты получены в экспериментах на мышах с использованием других синтетических полипептидов. Если мышей иммунизировать разветвленными полипептидами (T, G)–A-Lи (His,G)–A-L(эти полипептиды содержат основную полипептидную цепь, образованнуюполи-L-лизиномс боковыми полиаланиновыми цепями, заканчивающимися остатками тирозина и глутаминовой кислоты или гистидина и глутаминовой кислоты соответственно), то мыши линии C57BL/6 дают высокий иммунный ответ на1-й,но не на2-йпептид. Мыши линии СВА, наоборот, сильно отвечают на2-йи слабо — на1-йпептид. И в этом случае сильный ответ детерминируется одним доминантным геном.

Иу морских свинок, и у мышей показана связь уровня иммунного ответа

скомплексом MHC. Связь иммуногенности с MHC обусловлена различиями в сродстве аллельных вариантов молекул MHC к различным пептидным фрагментам антигенов, выступающих в качестве эпитопов для Т-клеток.Уровень иммунного ответа в значительной степени определяется эффективностью презентации антигенного пептида, а она зависит от способности пептидов встраиваться в молекулы MHC. Таким образом, генетическая детерминация структуры MHC (точнее, участка, связывающего пептид) одновременно распространяется на контроль уровня иммунного ответа.

В такой четкой форме генетическая детерминация иммуногенности проявляется только в отношении некоторых достаточно простых по структуре антигенов. Способность отвечать на сложные антигены подвержена комплексному генетическому контролю (см. раздел 3.6.6.1). Данные генетических исследований подчеркивают относительность понятия «иммуногенность» и зависимость иммуногенности от свойств организма, в который введен антиген. Оказывается, что иммуногенность антигена может зависеть от особенностей реакции организма в не меньшей степени, чем от структуры антигена.

3.2. Антигены

269

 

 

Тимусзависмость антигенов

Гуморальный иммунный ответ на белковые антигены обычно требует участия не только В-,но иТ-клетоки ослабляется в отсутствие тимуса (у генетически бестимусных или тимэктомированных вскоре после рождения животных). При этомВ-клеткираспознают нативный антиген, тогда какТ-клетки— его фрагменты (эпитопы), встроенные в состав молекул MHC (см. далее).Т-клеткимогут выступать в качествеклеток-помощни-ков при иммунном ответе только на те молекулы, чьи фрагменты могут встраиваться в состав молекул MHC (например, на белковые антигены). Ответ на другие антигены (например, полисахаридные) осуществляетсяВ-клеткамибез участияТ-лимфоцитов.Именно поэтому они могут вызывать ответ у бестимусныхnude-мышей.Иногда исключениеТ-клетокиз ответа на антигены обусловлено другими механизмами. Антигены, способные индуцировать иммунный ответ без участияТ-лимфоцитов,называют тимуснезависимыми, илиТ-независимыми(ТН).

ТН-антигены,как правило, крупные молекулы (с молекулярной массой порядка 103 кДа). По химической природе это могут быть полисахариды, ЛПС или белки. Они поливалентны, содержат повторяющиеся эпитопы. Полимеризация и агрегирование тимусзависимых антигенов нередко делает их ТН, а конъюгирование полисахаридов с белками, наоборот, переводит полисахаридные антигены из разряда ТН в тимусзависимые. Многие изТН-антигеновмедленно деградируют и длительно персистируют в организме. Для ответа на эти антигены не требуются их обработка и презентация АПК. По этой причине иммунный ответ на такие антигены не контролируется генами МНС. Однако это не означает, что в иммунном ответе на тимуснезависимые антигены участвуют толькоВ-лимфоциты.Вспомогательные клетки (макрофаги, дендритные клетки, Т- иNK-лимфоциты)в той или иной степени вносят вклад в иммунный ответ на эти антигены (см. раздел 3.6.4.2). Например, они могут служить источником цитокинов, способствующих пролиферацииВ-лимфоцитов,например, BAFF — цитокина семейства TNF, играющего ключевую роль в гомеостазеВ-лимфоцитов(см. далее).

Важные сведения были получены при изучении ответа на ТН-антигенымышей с мутациейхid, затрагивающей тирозинкиназу btk и блокирующей дифференцировкуВ-лимфоцитовдо стадии, на которой экспрессируется мембранная молекулаLyb-5.Эти мыши, а также новорожденные особи других линий, у которых не успели созретьLyb-5+ В-клетки,отвечают не на всеТН-антигены.Антигены, на которые способны отвечать мыши с мутациейxid, обозначают как тимуснезависимые антигены 1 типа(ТН-1;Thymus-inde- pendent I), а антигены, ответ на которые у этих мышей отсутствует — как тимуснезависимые антигены II типа(ТН-2).В настоящее время установлено, что уХid-мышейпрактически отсутствует одна из субпопуляцийВ-лимфоцитов— CD5+ B1a-клеткии специфический ответ наТН-2антигены связывают преимущественно с этими клетками. В качестве примераТН-1антигенов можно привести большинство бактериальных ЛПС, полифлагеллин, полисахарид бордетелл, а также их конъюгаты с гаптенами. Важно отметить, чтоТН-1антигены обладают митогенными свойствами в отношенииВ-клеток.КТН-2антигенам относят полисахаридные антигены (в том числе бактериальные), конъюгаты гаптенов с фиколлом, лева-

270

Глава 3. Адаптивный иммунитет

 

 

ном, некоторые разновидности ЛПС, некоторые синтетические антигены (например, поливинилпирролидон).

Основной изотип антител, специфичных к тимуснезависимым антигенам, — IgM; при этом переключения изотипа обычно не происходит, отсутствует «созревание аффинитета» и практически не формируется иммунологическая память и, как следствие, не развивается вторичный иммунный ответ. Известны, однако, исключения из этих правил (например, переключение на IgA в слизистых оболочках).

ТН-антигеныне презентируютсяТ-хелперамв составе MHC. Именно поэтомуТ-хелперыне участвуют в ответе на эти антигены. АктивациюВ-клетокТН-антигенамилучше рассмотреть на примереТН-2антигенов. Способность активироватьB-клеткибез помощиТ-лимфоцитовобусловлена особенностями структурыТН-2антигенов. Важнейшие их свойства, как уже отмечалось, — наличие большого числа повторяющихся эпитопов и достаточно крупный размер молекулы. При связыванииТН-2антигена происходит кластеризация BCR на поверхности лимфоцита. Это способствует активации киназ, ассоциированных с BCR, и индукции сигнала, достаточного для преодоления порога активацииВ-лимфоцитов.Вероятно, определенный вклад в активациюТН-2специфических клеток вносит распознавание ими PAMP, входящих в состав большинстваТН-антигенов.

ТН-1антигены активируютВ-лимфоцитынесколько иначе. Механизм этой активации в настоящее время до конца не известен. Известно, чтоТН-1антигены способны активировать клетки через митогенные и паттернраспознающие рецепторы. Однако при низких концентрациях антигена такая активация возможна только при его концентрировании наВ-клеткахпри помощи BCR (поэтому в этих условиях наТН-1антигены отвечают только клетки специфичных клонов). Не вполне ясно, поступают ли при этом в клетку активационные сигналы от BCR, связавших антиген. МитогенностьТН-1антигенов проявляется при повышении их концентрации до уровня, при котором для активацииВ-клетокдополнительное концентрирование антигена при помощи BCR не требуется. Таким образом, в митогенных концентрацияхТН-1антигены способны активировать всеВ-клетки,независимо от специфичности их BCR. В настоящее время лучше всего изучен ответ наТН-1антиген — ЛПС, который связывается с LBP и CD14 и в составе этого комплекса активирует клетку черезTLR-4.Тем не менее, в ответеВ-клетокнаТН-1антигены остается много неясного.

Считают, что степень участия Т-хелперовили иных вспомогательных клеток (например, естественных киллеров) в ответе наТН-2антигены выше, чем при ответе наТН-1антигены. Показана роль в развитии ответа на эти антигены ряда цитокинов(IL-3,GM-CSF,IFNγ, BAFF).

Толерогенность

Альтернатива индукции иммунного ответа при ответе на антигены — развитие неотвечаемости. Это не просто отсутствие ответа, а активное и избирательное его подавление в отношении данного конкретного антигена. На уровне клетки эту реакцию называют анергией, а на уровне организма —иммунологической толерантностью (см. раздел 4.3). Толерантность индуцируется при введении высоких доз белков и полисахаридов при отсутствии

3.2. Антигены

271

 

 

молекулярных агрегатов. Для белков может развиться также низкодозная толерантность.

Одно из важных свойств антигенов, способствующих индукции толерантности, — способность избегать поглощения АПК (например, отсутствие молекулярных агрегатов). Проявлению толерогенности способствует также относительно низкая молекулярная масса и высокая эпитопная плотность. Таким образом, одни и те же молекулы могут выступать в качестве иммуногенов и толерогенов или не оказывать действия на иммунную систему в зависимости от их физического состояния (степени агрегированности). Имеет значение также присутствие в микроокружении цитокинов, регулирующих активность дендритных клеток, обрабатывающих и презентирующих антиген Т-лимфо-цитам:IL-12и IFNγ способствуют проявлению иммуногенности, аIL-10— толерогенности молекул антигенов. Очень важную роль играет степень экспрессии на поверхности дендритных клеток костимулирующих молекул (что, в свою очередь, зависит от наличия PAMP в молекуле антигена) — анергия развивается при слабой экспрессии этих молекул.

3.2.1.3. Специфичность антигенов

В иммунологии под специфичностью понимают избирательность взаимодействия индукторов и продуктов иммунных процессов, в частности, антигенов и антител. Выше, при рассмотрении структуры антигенраспознающих рецепторов и антител (см. раздел 3.1.1.2) упоминалось, что их сродство к антигенам и способность взаимодействовать с ними связана с четко ограниченным участком — активным центром или антигенсвязывающим участком.

Антигенные детерминанты

Специфическое взаимодействие антител с молекулой антигена связано

сотносительно небольшим участком ее поверхности, соответствующим по размеру антигенсвязывающему участку рецепторов и антител. Как уже упоминалось, при изучении иммунного ответа на конъюгаты гаптенов

сбелками-носителямибыло установлено, что специфичность конъюгата определяют молекулы гаптена, к которым направлены образующиеся антитела. Связь специфичности антигенов с относительно небольшими участками ее поверхности подтвердилась при анализе специфичности природных молекул белков и полисахаридов, а также при изучении ответа на синтетические полипептиды.

Вэтих работах было установлено, что практически в любой молекуле антигена есть несколько детерминант, или эпитопов — участков, ответственных за взаимодействие с активными центрами антигенраспознающих молекул. Для антигенов с повторяющейся структурой (например, полисахаридов) характерны повторяющиеся однотипные эпитопы. Белкам свойственны разнообразные по своей структуре эпитопы, к каждому из которых могут вырабатываться специфические антитела. В молекуле устанавливается иерархия эпитопов, когда один из них является доминирующим, что проявляется в преимущественном образовании антител против этого эпитопа (явление иммунодоминантности). После искусственного удаления этого эпитопа свойство иммунодоминантности переходит к другому эпитопу.

272

Глава 3. Адаптивный иммунитет

 

 

Связь специфичности антигенов с относительно небольшими фрагментами их молекул объясняется самой природой этой специфичности. Она служит отражением пространственного соответствия (комплементарности) эпитопа и активного центра рецептора. Чем больше это пространственное соответствие, тем выше сродство эпитопа к активному центру рецептора. Распознавание эпитопа рецептором — пусковой момент иммунного ответа. Антитела, продуцируемые в результате такого ответа, соответствуют по своей специфичности рецептору и, следовательно, специфичны к упомянутому выше эпитопу.

Эпитоп представляет собой выпуклость на поверхности макромолекулярной глобулы, соответствующая по величине и конфигурации полости активного центра антитела. Для того, чтобы эпитоп мог проникнуть в полость, размер эпитопа должен быть несколько меньше размеров полости активного центра. Если протяженность активного центра составляет 6 нм, то длина эпитопа — до 4 нм, а его объем — 2–3нм3. Эпитоп белковой молекулы может содержать7–15аминокислотных остатков (это соответствует массе0,6–1кДа), а эпитоп углеводной молекулы — 6 моносахаридных остатков. Наибольшую роль в обеспечении специфичности взаимодействия с активным центром играют концевые остатки в составе эпитопа (на долю концевого сахара приходится 39% энергии взаимодействия с антителом, а на долю6-гоостатка — только 6%). Учитывая постепенное убывание вклада мономеров во взаимодействие с активным центром, можно заключить, что суждения о границах эпитопа и его размерности весьма относительны.

Анализ специфичности антител, образуемых одним организмом, а также моноклональных антител, получаемых при иммунизации одного животного, показывает, что против одного эпитопа образуется широкий спектр разных антител. Это еще раз подчеркивает относительность представлений об эпитопной структуре антигенов и невозможность однозначной локализации эпитопов. Эпитопная структура представится еще более размытой, если учесть различия в индивидуальной реакции на антиген различных представителей одного или разных видов животных. Это отсутствие жесткого соответствия между структурами эпитопов и активных центров становится более понятным, если учесть, что в основе механизма формирования антигенраспознающего репертуара рецепторов лимфоцитов лежат случайные процессы (см. раздел 3.1.3). При вторичном иммунном ответе специфичность образующихся антител и их сродство к антигену становится выше за счет особого отбора, которому подвергаются предшественники антителообразующих клеток в ходе иммунного ответа (см. раздел 3.6.2.2).

Специфичность и разрешающая способность распознавания гаптенов антителами первоначально была изучена с помощью реакции задержки. Ее суть состоит в том, что исследуемый свободный гаптен, взаимодействуя с антителом, не вызывает видимых реакций, но препятствует взаимодействию с ними конъюгатов гаптен–белок,способных вызвать такие реакции (образование осадков — преципитатов или агглютинатов клеток). Степень ослабления этих реакций отражает количество гаптена, вступившего во взаимодействие с антителами. Реакция антител и конъюгата гаптена с белком может быть полностью блокирована идентичным свободным гаптеном, частично — родственным, но не идентичным гаптеном и совсем не блоки-

studfiles.net


Смотрите также