Антигенные свойства бактерий. Антигены, определение, основные свойства. Антигены бактерий. Клинические стадии инфекционного заболевания

Для характеристики микроорганизмов выделяют родовую, видовую, групповую и типовую специфичность антигенов. Наиболее точная дифференциация осуществляется с использованием моноклональных антител (МКА), распознающих только одну антигенную детерминанту.

Обладая сложным химическим строением, бактериальная клетка представляет целый комплекс антигенов. Антигенными свойствами обладают жгутики, капсула, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, рибосомы и другие компоненты цитоплазмы, токсины, ферменты. Основными видами бактериальных антигенов являются:

Соматические или О- антигены (у грамотрицательных бактерий специфичность определяется дезоксисахарами полисахаридов ЛПС);

Жгутиковые или Н- антигены (белковые);

Поверхностные или капсульные К- антигены.

Выделяют протективные антигены, обеспечивающие защиту (протекцию) против соответствующих инфекций, что используется для создания вакцин.

Любой микроорганизм (бактерии, грибы, вирусы) представляет собой комплекс антигенов.

По специфичности микробные антигены делятся на:

· перекрестно-реагирующие (гетероантигены ) - это антигены общие с антигенами тканей и органов человека. Они имеются у многих микроорганизмов и рассматриваются как важный фактор вирулентности и пусковой механизм развития аутоиммунных процессов;

· группоспецифические - общие у микроорганизмов одного рода или семейства;

· видоспецифические - общие у разных штаммов одного вида микроорганизмов;

· вариантспецифические (типоспецифические) - встречаются у отдельных штаммов внутри вида микроорганизмов. По наличию тех или иных вариантспецифических антигенов микроорганизмы внутри вида делят на варианты по антигенному строению - серовары.

По локализации антигены бактерий делятся на:

· целлюлярные (связанные с клеткой),

· экстрацеллюлярные (не связанные с клеткой).

Среди целлюлярных антигенов основными являются: соматический - О-антиген (глюцидо-липоидо-полипепдидный комплекс), жгутиковый - Н-антиген (белок), поверхностные - капсульные - К-антиген, Vi-антиген. Экстрацеллюлярные антигены - это продукты, секретируемые бактериями во внешнюю среду, в том числе антигены экзотоксинов, ферментов агрессии и защиты, и другие.

Антигены вирусов

В структуре вирусной частицы различают несколько групп антигенов:

· ядерные (или ко ровые)

· капсидные (или оболочечные)

· суперкапсидные.

На поверхности некоторых вирусных частиц встречаются особые V-антигены- гемагглютинин и фермент нейраминидаза.

Антигены вирусов различаются по происхождению. Часть из них – вирусоспецифические . Информация об их строении картирована в нуклеиновой кислоте вируса. Другие антигены вирусов являются компонентами клетки хозяина (углеводы, липиды), они захватываются во внешнюю оболочку вируса при его рождении путем почкования.

Антигенный состав вириона зависит от строения самой вирусной частицы. Антигенная специфичность простоорганизованных вирусов связана с рибо- и дезоксирибонуклеопротеинами. Эти вещества хорошо растворяются в воде и поэтому обозначаются как S-антигены (от лат. Solution- раствор). У сложноорганизованных вирусов часть антигена связана с нуклеокапсидом, а другая – локализуется во внешней оболочке – суперкапсиде. Антигены многих вирусов отличаются высокой степенью изменчивости. Это связано с постоянным мутационным процессом, который претерпевает генетический аппарат вирусной частицы. Примером могут служить вирус гриппа, вирысы иммунодефицитов человека.

14. Антигены гистосовместимости. Н а цитоплазматических мембранах практически всех клеток макроорганизма обнаруживаются антигены гистосовместимости. Большая часть из них относится к системе главного комплекса гистосовместимости, или МНС (аббр. от англ. Major histocompatibility complex).

По химической природе антигены гистосовместимости представляют собой гликопротеиды, прочно связанные с цитоплазматической мембраной клеток. Их отдельные фрагменты имеют структурную гомологию с молекулами иммуноглобулинов и поэтому относятся к единому суперсемейству.

Различают два основных класса молекул МНС. Условно принято, что МНС I класса индуцирует преимущественно клеточный иммунный ответ, а МНС II класса – гуморальный.

МНС I класса состоит из двух нековалентно связанных полипептидных цепей с разной молекулярной массой: тяжелой альфа-цепи и легкой бета-цепи. Альфа-цепь имеет внеклеточный участок с доменным строением (альфа1,альфа2,альфа3-домены), трансмембранный и цитоплазматический.

Бета-цепь представляет собой бета-2-микроглобулин, который «налипает» на альфа3-домен после экспрессии альфа-цепи на цитоплазматической мембране клетки.

Для МНС I класса характерна высокая скорость биосинтеза – процесс завершается за 6 часов. Этот комплекс экспрессируется на поверхности практически всех клеток, кроме эритроцитов и клеток ворсинчатого трофобласта. Плотность МНС I класса достигает 7000 молекул на клетку, и они покрывают около 1% ее поверхности.

У человека МНС обозначили как HLA (аббр. от англ. Human Leukocyte Antigen), так как он ассоциирован с лейкоцитами.

В настоящее время у человека различают более 200 различных вариантов HLA I класса. Они кодируются генами, картированными в трех основных сублокусах 6-й хромосомы и наследуются и проявляются независимо: HLA-A, HLA-B, HLA-C. Локус А объединяет более 60 вариантов, В-130, а С- около 40.

Основная биологическая роль HLA I класса состоит в том, что они определяют биологическую индивидуальность («биологический паспорт») и являются маркерами «своего» для иммунокомпетентных клеток. Заражение клетки вирусом или мутация изменяют структуру HLA I класса.Содержащая чужеродные или модифицированные пептиды молекула МНС I класса имеет нетипичную для данного организма структуру и является сигналом для активации Т-киллеров (CD8 + - лимфоциты). Клетки, отличающиеся по I классу, уничтожаются как чужеродные.

В структуре и функции МНС II класса есть ряд принципиальных отличий. Во-первых , они имеют более сложное строение. Комплекс образован двумя нековалентно связанными полипептидными цепочками (альфа-цепь и бета-цепь), имеющими сходное доменное строение. Альфа-цепь имеет один глобулярный участок, а бета-цепь – два. Обе цепи как трансмембранные пептиды состоят из трех участков – внеклеточного, трансмембранного и цитоплазматического. Во-вторых , «щель Бьоркмана» в МНС II класса образована одновременно обеими цепочками. Она вмещает больший по размеру олигопептид (12-25 аминокислотных остатков), причем последний полностью «скрывается» внутри этой щели и в таком состоянии не обнаруживается специфическими антителами.В-третьих , МНС II класса включает в себя пептид, захваченный из внеклеточной среды путем эндоцитоза, а не синтезированный самой клеткой. В-четвертых , МНС II класса экспрессируется на поверхности ограниченного числа клеток: дендритных, В-лимфоцитах, Т-хелперах, активированных макрофагах, тучных, эпителиальных и эндотелиальных клетках. Обнаружение МНС II класса на нетипичных клетках расценивается в настоящее время как иммунопатология. Биосинтез МНС II класса протекает в эндоплазматическом ретикулуме, образующийся димерный комплекс затем встраивается в цитоплазматическую мембрану. До включения в него пептида комплекс стабилизируется шапероном (калнексином). МНС II класса экспрессируется на мембране клетки в течение часа после эндоцитоза антигена. У человека антиген гистосовместимости получил название HLA II класса. По имеющимся данным, человеческому организму свойственен чрезвычайно высокий полиморфизм HLA II класса, который в большей степени определяется особенностями строения бета-цепи. В состав комплекса входят продукты трех основных локусов: HLA DR, DQ, DP. При этом локус DR объединяет около 300 аллельных форм, DQ – около 400, а DP – около 500. Биологическая роль МНС II класса чрезвычайно велика. Фактически этот комплекс участвует в индукции приобретенного иммунного ответа. Фрагменты молекулы антигена экспрессируются на цитоплазматической мембране особой группы клеток, которая получила название антигенпрезентирующих клеток (АПК ). Это еще более узкий круг среди клеток, способных синтезировать МНС II класса. Наиболее активной АПК считается дендритная клетка, затем – В-лимфоцит и макрофаг. Структура МНС II класса с включенным в него пептидом в комплексе с ко-факторными молекулами CD-антигенов воспринимается и анализируется Т-хелперами (CD4+-лимфоциты). В случае принятия решения о чужеродности включенного в МНС II класса пептида Т-хелпер начинает синтез соответствующих иммуноцитокинов, и включается механизм специфического иммунного реагирования. В итоге активируется пролиферация и окончательная дифференцировка антигенспецифичных клонов лимфоцитов и формирование иммунной памяти. Помимо описанных выше антигенов гистосовместимости, идентифицирован III класс молекул МНС. Локус, содержащий кодирующие их гены, вклинивается между I и II классом и разделяет их. К МНС III класса относятся некоторые компоненты (С2, С4), белки теплового шока, факторы некроза опухоли и др.

Животный мир живет в окружении массы микробов, однако только их небольшая часть вызывает заболевания. Такие микробы именуют патогенами . Степень болезнетворности патогенов, т.е. их способности вызывать заболевание, называется вирулентностью . Высоковирулентные микробы обладают большей способностью индуцировать болезнь по сравнению с маловирулентными микроорганизмами. Среди патогенных микробов выделяют первичные патогены, т.е. микробы, которые, попадая в здоровый организм даже в низких количествах, вызывают заболевание вне условий подавления его иммунной защиты. К первичным патогенам относят вирус собачьей чумы (Distemper virus), вирус иммунодефицита человека (HIV - Human immunodeficiency virus), вызывающий заболевание, которое называется синдромом первичного иммунодефицита - СПИДом, бруцеллы (Brucella abortus), индуцирующие контагиозный аборт и др. Другие микробы, населяя ткани здорового организма, не вызывают его заболевания. Болезнь развивается только при иммунодефиците, т.е. в условиях нарушения функций системы иммунитета. Такие микробы называют оппортунистическими, а болезни ими вызываемые - оппортунистическими инфекциями. К ним относят, например, заболевания, вызываемые бактериями Pasteurella hemolytica; пневмонию, вызываемую простейшими (одноклеточные грибы?) Pneumocystis carnii; токсоплазмоз, индуцируемый токсоплазмами Toxoplasma gondii; желудочно-кишечные инфекции, вызываемые Isospora, Giardia, Entamoeba, в т.ч. криптоспороз, вызываемый Cryptosporidium; грибковые оппортунистические инфекции , в частности кандидоз полости рта и/или пищевода, вызываемый грибками Candida albicans, криптококкоз, вызываемый грибками Cryptococcus neoformans, гистоплазмоз, вызываемый грибками Histoplasma capsulatum, и др.
В силу множественности микробных форм, окружающих организм и проникающих в его ткани, защита особи системой иммунитета от болезнетворного влияния патогенов предполагает прежде всего распознавание особенностей антигенной структуры этих микроформ и затем формирование эффекторных механизмов, направленных на их разрушение и выведение образованных фрагментов из организма.

1.1. ПОНЯТИЯ ИНФЕКЦИИ И ИНФЕКЦИОННОЙ БОЛЕЗНИ

Инфекция – сумма биологических реакций, которыми макроорганизм отвечает на внедрение микробного (инфекционного) агента, вызывающего нарушение постоянства внутренней среды (гомеостаза).

Аналогичные процессы, вызванные простейшими, называются инвазиями.

Сложный процесс взаимодействия между микроорганизмами и их продуктами, с одной стороны, клетками, тканями и органами человека и животных – с другой, характеризуется чрезвычайно широким разнообразием своего проявления. Патогенетические и клинические проявления этого взаимодействия между микроорганизмами и макроорганизмом обозначаются термином инфекционная болезнь (заболевание).

Другими словами, понятия «инфекционная болезнь» и «инфекция» абсолютно не равнозначны, заболевание – это только одно из проявлений инфекции. Хотя даже в специальной литературе в настоящее время термин «инфекция» достаточно широко употребляется для обозначения соответствующих инфекционных болезней. Например, в выражениях «кишечные инфекции», «воздушно–капельные инфекции. Инфекционные болезни по–прежнему наносят огромный ущерб различным биологическим видам.

За последние годы зарегистрировано 38 новых инфекций – так называемых эмерджентных болезней, в том числе ВИЧ, геморрагические лихорадки, «болезнь легионеров», вирусные гепатиты, прионные болезни; причем в 40% случаев это нозологические формы, ранее считавшиеся неинфекционными.

Особенности инфекционных болезней состоят в следующем:

1. их этиологическим фактором является микробный агент;
2. они передаются от больного к здоровому;
3. оставляют после себя ту или иную степень невосприимчивости;
4. характеризуются цикличностью течения;
5. имеют ряд общих синдромов.

1.2. КЛИНИЧЕСКИЕ СТАДИИ ИНФЕКЦИОННОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ

В соответствии с этими особенностями любое инфекционное заболевание имеет определенные клинические стадии (периоды) своего течения, выраженные в той или иной степени:

• инкубационный период – период от момента проникновения инфекционного агента в организм человека до появления первых предвестников заболевания. Возбудитель в этот период обычно не выделяется в окружающую среду, и больной не представляет эпидемиологической опасности для окружающих;
• продромальный период – проявление первых неспецифических симптомов заболевания, характерных для общей интоксикации макроорганизма продуктами жизнедеятельности микроорганизмов и возможным действием бактериальных эндотоксинов, освобождающихся при гибели возбудителя; они также не выделяются в окружающую среду;

  Период разгара заболевания – проявление специфических симптомов заболевания. При наличии в этом периоде развития заболевания характерного симптомокомплекса клиницисты называют такое проявление заболевания манифестной инфекцией, а в тех случаях, когда заболевание в этот период протекает без выраженных симптомов, – бессимптомной инфекцией. Этот период развития инфекционного заболевания, как правило, сопровождается выделением возбудителя из организма, вследствие чего больной представляет эпидемиологическую опасность для окружающих; данные состояния характеризуются периодом исходов. В этот период возможны:

• рецидив заболевания – возврат клинических проявлений болезни без повторного заражения за счет оставшихся в организме возбудителей;
• суперинфекция – инфицирование макроорганизма тем же возбудителем до выздоровления. Если это происходит после выздоровления, то будет называться реинфекцией, так как возникает в результате нового заражения тем же возбудителем (как это часто бывает при гриппе, дизентерии, гонорее);
• бактерионосительство, или, вернее, микробоносительство, – носительство возбудителя какого–либо инфекционного заболевания без клинических проявлений;
• полное выздоровление (реконвалесценция) – в этот период возбудители также выделяются из организма человека в больших количествах, причем пути выделения зависят от локализации инфекционного процесса. Например, при респираторной инфекции – из носоглотки и ротовой полости со слюной и слизью; при кишечных инфекциях – с фекалиями и мочой, при гнойно–воспалительных заболеваниях – с гноем;
• летальный исход. При этом необходимо помнить, что трупы инфекционных больных подлежат обязательной дезинфекции, так как представляют собой определенную эпидемиологическую опасность из–за высокого содержания в них микробного агента.

В учении об инфекции существует также понятие персистентности (инфицированности): микроорганизмы попадают в организм животного и могут существовать в нем, не проявляя себя достаточно долгое время.

Это происходит очень часто с возбудителем туберкулеза.

Отличие бактерионосительства от персистениии:

• при носительстве животное выделяет возбудителя в окружающую среду и является опасным для окружающих;
• при персистенции инфицированные животные в окружающую среду микроорганизм не выделяет, следовательно, не опасны для окружающих в эпидемиологическом отношении.

Кроме перечисленных терминов, существует еще понятие «инфекционный процесс» – это ответная реакция организма на проникновение и циркуляцию в нем микробного агента.

Из определения понятия «инфекция» становятся очевидными и факторы, необходимые для ее возникновения и развития:

– микроорганизм–возбудитель;

– восприимчивый макроорганизм;

– внешняя среда, в которой они взаимодействуют.

1.3. СВОЙСТВА АНТИГЕНОВ

Иммунный ответ – это сложная многокомпонентная, кооперативная реакция иммунной системы организма, индуцированная антигеном и направленная на его элиминацию. Явление иммунного ответа лежит в основе иммунитета.

Иммунный ответ зависит от:

1. антигена – свойства, состав, молекулярная масса, доза, кратность попадания, длительность контакта);
2. состояния организма (иммунологическая реактивность);
3. условий внешней среды.

Антигены

Первоначально термин антиген (от англ. Antibodi generator) применяли для обозначения любой молекулы, индуцирующей образование В–клетками специфических антител. Однако теперь этот термин имеет более широкий смысл, обозначая любую молекулу, которую могут специфически распознавать элементы системы приобретенного иммунитета, т.е. В–клетки или Т–клетки, либо и те и другие.

Антиген – это инициатор и движущая сила всех реакций приобретенного иммунитета. Иммунная система возникла для распознавания и разрушения чужеродных агентов, а также устранения источника их образования – бактерий, инфицированных вирусом клеток и т.п. Когда антиген элиминирован, иммунный ответ прекращается.

Антигены – вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунных реакций (гуморальных, клеточных, состояние иммунной толерантности, индуцирование иммунной памяти).

Свойства антигена определяются комплексом признаков: иммуногенность, антигенность, специфичность.

Иммуногенность – способность антигена индуцировать в организме иммунный ответ.

Антигенность – способность антигена взаимодействовать только с гомологичными антителами и лимфоцитами определенного клона.

Специфичность – структурные особенности, отличающие один антиген от другого.

Способность вызывать развитие иммунного ответа и определять его специфичность обладает фрагмент молекулы антигена – антигенная детерминанта (эпитоп), избирательно реагирующая с антигенраспознающими рецепторами и антителами. Молекула антигена может иметь несколько эпитопов, то есть быть поливалентной. Чем сложнее молекула антигена и чем больше у нее эпитопов, тем больше вероятность развития иммунной ответа.

Иммуногены или полные антигены – это вещества, вызывающие полноценный иммунный ответ и обладающие свойствами: иммуногенностью, антигенностью и специфичностью. Иммуногенами являются биополимеры – белки, их комплексы с углеводами (гликопротеиды), а также сложные полисахариды, липополисахариды с высокой молекулярной массой. Чем дальше от человека в эволюционном отношении отстоят организмы, тем большую иммуногенность проявляют их белки.

Гаптены – неполные антигены, относительно простые вещества, способные участвовать в иммунологических взаимодействиях, но не способные самостоятельно индуцировать иммунный ответ. Гаптены обладают свойствами антигенностью и специфичностью, но не обладают иммуногенностью.

Гаптены после присоединения к крупным, обычно белковым молекулам (носителям), могут приобретать свойства полного антигена.

Толерогены – антигены, способные подавлять иммунные реакции с развитием специфической неспособности отвечать на них.

Антигены – химические вещества, свободные, либо входящие в состав клеток, способные индуцировать иммунный ответ организма.

Полноценный антиген состоит из двух частей:

• носитель (стабилизирующая часть) – 97 – 99% молекулы антигена; это, как правило, макромолекулы, инертные корпускулярные частицы;
• детерминантная группа (эпитоп) – олигосахариды или олигопептиды, располагаются как правило на поверхности молекулы (эпи–); на одном носителе может быть несколько эпитопов, в связи с этим вводят понятие эпитопная плотность; детерминантная группа определяет специфичность антигена.

Свойства антигенов:

• способны вызывать иммунный ответ;
• способны к специфическому взаимодействию с различными молекулами и клетками (эритроцитами и т.д.).

Если реализованы оба указанных свойства, то такой антиген называют полноценным, если реализовано только второе свойство, то такой антиген называют неполноценным или гаптеном.

Гаптен может быть фиксирован на специальные носители – адьюванты. Механизм действия адьювантов:

• создают депо антигенов;
• укрупняют молекулу;
• активируют лимфоидную ткань.

Классификация антигенов:

1. по чужеродности
   • ксеноантигены (гетеро–) – не принадлежат особям данного вида;
   • аллоантигены (гомо–) – принадлежат особям данного вида;
   • аутоантигены – собственные антигены, например «забарьерные» клетки – сперматозоиды, клетки мозга; vсобственные клетки с иммунной активностью;
2. по типу вызываемого иммунного ответа
   • иммуногены;
   • аллергены;
   • толерогены;
   • трансплантационные антигены;
3. по связи с вилочковой железой (тимусом)
   • Т– зависимые;
   • Т– независимые.
4. по локализации в микроорганизме
   • О – антигены – липополисахариды (ЛПС) клеточной стенки, термостабильные, высокоактивные, многообразны у разных микроорганизмов и даже у одного и того же;
   • Н – антиген – жгутиковый белок, термолабильный, достаточно активный, также разнообразен;
   • К – антигены – капсульные гликопротеиды, иммуногенность зависит от химической природы;
   • фимбриальные антигены;
   • протоплазматические антигены;
   • экзоаллергены;
5. по специфичности для микроорганизма – носителя
   • видовые – у всех особей вида;
   • типовые – вариантные, у варов;
   • групповые – общие для микроорганизмов разных видов и родов;
   • стадийные – появляются на определенных стадиях развития;
   • штаммоспецифичные.

АНТИГЕНЫ МИКРООРГАНИЗМОВ

Большинство возбудителей инфекционных заболеваний человека, их структуры и токсины – полноценные антигены, вызывающие развитие иммунных реакций.

АНТИГЕНЫ БАКТЕРИЙ

По расположению в бактериальной клетке выделяют антигены:

Капсульный антиген – К Ag

Жгутиковый антиген – H Ag

Соматический антиген – O Ag

О–Аг большинства бактерий представлены термостабильным липополисахаридно–полипептидным комплексом; у грамотрицательных бактерий О–Аг представляет эндотоксин.

Н–Аг представлен термолабильным белком флагеллином.

К–Аг большинства бактерий имеют полисахаридную природу. По чувствительности к темпратуре К–Аг подразделяются на А–, В– и L–антигены. Наиболее термостабильными являются А–Аг, выдерживающие кипячение более 2 часов. В–Аг выдерживают нагревание при температуре 60°С в течение часа, а L–Аг разрушаются при нагревании до 60°С.

Для идентификации выделенных микроорганизмов в лаборатории применяют внутривидовую или внутриродовую дифференциацию микроорганизмов, основанную на различиях в антигенной структуре. При этом символически отображают антигенную структуру бактерий в виде антигенной формулы. Например, антигенную формулу одного из сероваров E. coli, вызывающую колиэнтериты у молодняка раннего возраста обозначают как О55:К5:Н21 (серовар, относящийся к серогруппе О55).

Рис. 1. Антигены бактерий: О–антиген (3 – клеточная стенка); Н–антиген (7 – жгутик); К–антиген (2 – капсула).

АНТИГЕНЫ ВИРУСОВ

В каждом вирионе любого вируса содержатся различные антигены. Одни из них являются вирусспецифическими. В состав других антигенов входят компоненты клетки хозяина (липиды, углеводы), которые включаются в его внешнюю оболочку. Антигены простых вирионов связаны с их нуклеокапсидами. По своему химическому составу они принадлежат к рибонуклеопротеидам или дезоксирибонуклеопротеидам, которые являются растворимыми соединениями и поэтому обозначаются как S–антигены (solutio – раствор). У сложноорганизованных вирионов одни антигенные компоненты связаны с нуклеокапсидами, другие – с гликопротеидами внешней оболочки. Многие простые и сложные вирионы содержат особые поверхностные V–антигены – гемагглютинин и фермент нейраминидазу.

Рис. 2. Антигены вирусов гриппа (поверхностные (V–антигены) и серцевинные (S–антигены)).

Рис. 3. Антигены вирусов гепатита В (поверхностные (V–антигены) и серцевинные (S–антигены)).

АНТИГЕНЫ ОРГАНИЗМА

Все ткани и клетки организма обладают антигенными свойствами. Одни антигены специфичны для всех млекопитающих, другие видоспецифичны для человека, третьи – для отдельных групп, их называют изоантигенами (например, антигены групп крови). К антигенам, свойственным только данному организму относятся антигены тканевой совместимости.

Изоантигены

Изоантигены или групповые антигены – это антигены, по которым отдельные индивидуумы или группы особей одного вида различаются между собой.

В эритроцитах, лейкоцитах, тромбоцитах, а также в плазме крови людей открыто несколько десятков изоантигенов.

Изоантигены, генетически связаны, объединены в группы, получившие название: система АВО, резус и др. В основе деления людей на группы по системе АВО лежит наличие или отсутствие на эритроцитах антигенов, обозначенных А и В. В соответствии с этим все люди подразделены на 4 группы. Группа I (О) – антигены отсутствуют, группа II (А) – в эритроцитах содержится антиген А, группа III (В) – эритроциты обладают антигеном В, группа IV (АВ) – эритроциты обладают обоими антигенами. Поскольку в окружающей среде имеются микроорганизмы, обладающие такими же антигенами (их называют перекресно–реагирующими), у человека имеются антитела к этим антигенам, но только к тем, которые у него отсутствуют. К собственным антигенам организм толерантен. При переливании крови или эритроцитов реципиенту, в крови которых содержатся антитела к соответствующему антигену, в сосудах происходит агглютинация перелитых несовместимых эритроцитов, что может вызвать шок и гибель реципиента.

У части людей эритроциты содержат еще особый антиген, получивший название резус–антигена (Rh). По наличию или отсутствию Rh–антигена люди разделяются на две группы – резус (Rh)–положительных и резус (Rh)–отрицательных. При переливании крови Rh–отрицательному реципиенту, если эритроциты донора содержат Rh–антиген, может развиваться гемолитическая желтуха.

Рис. 4. Рецепторы, встроенные в мембрану эритроцита, являются антигенами организма (изоантигены) в том числе антигены А и В системы АВО и резус фактор.

Антигены главного комплекса тканевой (гисто) совместимости.

Помимо антигенов, свойственных всем людям и групповых антигенов, каждый организм обладает уникальным набором антигенов, свойственных только ему самому. Эти антигены кодируются группой генов, находящихся у человека на 6 хромосоме, и называются антигенами главного комплекса тканевой совместимости и обозначаются МНС–антигены (англ. Major histocompatibility complex). МНС–антигены человека впервые были обнаружены на лейкоцитах и поэтому имеют другое название – HLA (Human leucocyte antigens). МНС–антигены относятся к гликопротеинам и содержатся на мембранах клеток организма, определяя его индивидуальные свойства и индуцируют трансплантационные реакции, за что они получили третье название – трансплантационные антигены. Кроме того, МНС–антигены играют обязательную роль в индукции иммунного ответа на любой антиген.

Белки I класса находятся на поверхности практически всех клеток организма. Антигены I класса обеспечивают представление антигенов цитотоксическим CD8+–лимфоцитам, а распознавание этого антигена антигенпредставляющим клеткам другого организма при трансплантации приводит к развитию трансплантационного иммунитета.

МНС–антигены II класса находятся преимущественно на антигенпредставляющих клетках – дендритных, макрофагах, В–лимфоцитах. Основная роль в иммуногенезе антигенов II класса – участие в представлении чужеродных антигенов Т–хелперным лимфоцитам.

Антигены микроорганизмов Антигены микроорганизмов

входящие в состав тела микробов или выделяемые ими в окружающую среду вещества (простые и сложные белки, липополисахариды, полисахариды), обладающие св-вом антигенности (см.). Количество и качество Аг, т.н. антигенная структура микробов, зависят от сложности их строения и активности собственных метаболических процессов. Вирионы простых вирусов имеют один или несколько Аг, к-рые могут по антигенной специфичности сильно варьировать, что определяет существование у таких видов множества серотипов. Вирионы сложных вирусов состоят из нескольких нуклеокапсидных (С, S) и поверхностных(V) Аг. Поверхностные Аг обычно обладают большей протективной активностью и вариабельностью, чем нуклеокапсидные. В состав суперкапсида некоторых вирусов входят мембранные белки хозяина, что снижает или извращает иммунный ответ организма хозяина (см. Антигены гетерофильные). В инфицированных вирусом клетках обнаруживаются дополнительные Аг, к-рых нет ни у вириона, ни у нормальной клетки хозяина. Это т.н. ранние или функциональные белки вируса. Антигенная структура бактерий состоит из десятков Аг. В зависимости от локализации у бактерий выделяют несколько групп Аг. Антигенные вещества капсулы или микрокапсулы называют капсульными или оболочечными Аг (К-Аг). Они имеют полисахаридную, белковую, полипептидную или реже комплексную хим. природу. Антигенная активность их ниже остальных Аг, а протективная, как правило, выше. Антигенная активность К-Аг многих бактерий вариабельна, что широко используют для целей систематики. При росте на питательных средах бактерии часто теряют способность к синтезу К-Аг, а при попадании в восприимчивый организм синтез К-Аг включается или активируется. Молекулы капсульного вещества обычно непрочно фиксированы к клеточной стенке, поэтому К-Аг обнаруживаются не только в месте локализации микроба, но и широко диффундируют по организму. Выраженными антигенными св-вами обладает белок, из к-poro построены жгутики бактерий, - Н-Аг. Для Н-Аг характерны термолабильность, выраженная типовая вариабельность, относительно невысокая протективная активность. Белок, из к-рого построены реснички, также обладает антигенными св-вами, отличными от белка жгутиков. Клеточная стенка бактерий содержит несколько типов макромолекул с антигенной активностью. Наиболее изучен и известен О-Аг , обладающий выраженными антигенными, протективными, а также токсическими св-вами. О-Аг состоит из липополисахарида, к последнему присоединены олигосахаридные цепочки, определяющие специфичность молекулы. Утрата синтеза олигосахаридов ведет к потере видовой и типовой специфичности бактерий. Многочисленны цитоплазматические Аг, к-рые характеризуются белковым и нуклеопротеидным составом. Обычно они антигенно родственны у филогенетически близких видов. Их антигенная активность иногда сочетается с аллергенной и толерогенной. Антигенными св-вами обладают липопротеиды мембранных структур. Некоторые группы бактерий, кроме того, продуцируют внеклеточные Аг, к к-рым относят эктоферменты и экзотоксины. Еще более сложны и многообразны Аг грибов и простейших. По специфичности Аг м. разделяют на: видоспецифические - обнаруживаются у всех штаммов того или иного вида и не встречаются у штаммов др. видов; типоспецифические - встречаются у отдельных вариантов того или иного вида; гетерофильные - общие для штаммов разных видов; стадиоспецифические - свойственны определенным стадиям развития вида; штаммоспецифические - выявляемые только у отдельных штаммов. Аг м. функционально активны как в свободном состоянии, так и в составе микробных клеток, поэтому термин Аг нередко распространяется и на целые особи микробов. Иммунный ответ животного организма на такие корпускулярные Аг сложный и проявляется развитием разных иммунол. феноменов: клеточного и гуморального иммунного ответа, ГНТ и ГЗТ, иммунол. толерантности.

(Источник: «Словарь терминов микробиологии»)

Смотреть что такое "Антигены микроорганизмов" в других словарях:

Продукты жизнедеятельности, выделяемые клетками микроорганизмов в среду и обладающие свойствами антигена (слизь, экзотоксины, напр., дифтерийный токсин и др.). (Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.) … Словарь микробиологии

АНТИГЕНЫ - (от греч. anti — приставка, означающая противоположность или враждебность, и genes — рождающий, рожденный), высокомолекулярные соединения, которые при парентеральном введении в организм вызывают иммунологическую реакцию,… …

- (от греч. anti приставка, означающая противодействие, и genes рождающий, рожденный), орг. в ва, способные реагировать с рецепторами лимфоцитов иммунной системы и стимулировать тем самым иммунный ответ организма. Характер такого ответа (напр.,… … Химическая энциклопедия

I Иммунология (иммун[итет] (Иммунитет) + греч. logos учение) медико биологическая наука о защитных свойствах организма, его иммунитете. Изучает молекулярные, клеточные и физиологические реакции организма на Антигены микроорганизмов и продукты… … Медицинская энциклопедия

ИММУНОЭЛЕКТРОФОРЕЗ - иммуноэлектрофорез, метод электрофоретического разделения смеси антигенов (антител) в геле с последующим их проявлением по реакции в этом же геле с соответствующими антителами (антигенами). После завершения электрофореза вырезают в 1% ном… … Ветеринарный энциклопедический словарь

- (лат. vaccinus коровий) препараты, получаемые из микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности; применяются для активной иммунизации людей и животных с профилактической и лечебной целями. Вакцины состоят из действующего начала специфического … Медицинская энциклопедия

Лимфоцит, компонент иммунной системы человека. Изображение сделано сканирующим электронным микроскопом Иммунная система подсистема, существующая у большинства животных и объединяющая органы и ткани, которые защищают организм от заболеваний,… … Википедия

Лимфоцит, компонент иммунной системы человека. Изображение сделано сканирующим электронным микроскопом Иммунная система подсистема, существующая у позвоночных животных и объединяющая органы и ткани, которые … Википедия

I Иммунитет (лат. immunitas освобождение, избавление от чего либо) невосприимчивость организма к различным инфекционным агентам (вирусам, бактериям, грибкам, простейшим, гельминтам) и продуктам их жизнедеятельности, а также к тканям и веществам… … Медицинская энциклопедия

I Медицина Медицина система научных знаний и практической деятельности, целями которой являются укрепление и сохранение здоровья, продление жизни людей, предупреждение и лечение болезней человека. Для выполнения этих задач М. изучает строение и… … Медицинская энциклопедия

Книги

• Ветеринарная микробиология и микология. Учебник , Колычев Николай Матвеевич, Госманов Рауис Госманович. Учебник состоит из шести разделов: `Общая микробиология`, `Основы учения об инфекции`, `Основы иммунологии`, `Методы диагностики инфекционных болезней`, `Частная микробиология и микология`,…

Каждый микроорганизм, как бы примитивно он ни был устроен, содержит несколько антигенов. Чем сложнее его структура, тем больше антигенов можно обнаружить в его составе. У различных микроорганизмов, принадлежащих к одним и тем же систематическим категориям, различают

группопецифические антигены - встречаются у разных видов одного и того же рода или семейства, видоспецифические - у различных представителей одного вида и типоспецифические (вариантные) антигены - у разных вариантов в пределах одного и того же вида. Последние подразделяют на серологические варианты, или серовары. Среди бактериальных антигенов различают Н, О, К и др. Антигены разных видов микроорганизмов по структуре составу резко отличаются друг от друга. Лучше всего изучен, антигенная мозаика бактерий, в составе которых различаю соматические О- и Vi-антигены, оболочечные, капсульные (К), жгутиковые (Н), протективные и рибосомальные. Как правило, все они являются сложными белковыми соединениями. Так, соматические О- и Vi-антигены содержатся в поверхностных структурах бактериальных клеток и тесно связаны с липополисахаридами. Оболочечные антигены образуются за счет О-антигенов, но в отличие от последних состоят из термолабильных и термостабильных фракций. Капсульные К-антигены представлены протеиновыми субстанциями (сибиреязвенная палочка) или сложными полисахаридами (стрептококк, клебсиеллы). Жгутиковые Н-антигены являются белками, рибосомальные и протективные - комплексными соединениями белков и нуклеиновых кислот. Антигенами являются также эндо- и экзотоксины бактерий.

Знание антигенной структуры бактерий дало возможность получить ряд диагностических и лечебных сывороток, применяемых соответственно для определения видовой принадлежности микробов и терапии инфекционных

болезней.

Жгутиковые Н- антигены . Эти антигены входят в состав бактериальных жгутиков. Н-антиген представляет собой белок флагеллин. Он разрушается при нагревании, а после обработки фенолом сохраняет свои антигенные свойства.

Соматический О- антиген . Ранее полагали, что О- антиген заключен в содержимом клетки, ее соме, поэтому и назвали его соматическим антиге-ном. Впоследствии оказалось, что этот антиген связан с бактериальной клеточной стенкой. О- антиген грамотрицательных бактерий связан с ЛПС клеточной стенки. Детерминантными группами этого сложного комплек-сного антигена являются концевые повторяющиеся звенья полисахаридных цепей, присоединенные к ее основной части. Состав сахаров в детерминан-тных группах, так же как и их число, у разных бактерий неодинаковы. Чаше всего в них содержатся гексозы (галактоза, глюкоза, рамноза и др.), амино-сахар (N-ацетилглюкозамин). О-антиген термостабилен : он сохраняется при кипячении в течение 1-2 ч, не разрушается после обработки формалином и этанолом. При иммунизации животных живыми культурами, имеющими жгутики, образуются антитела к О- и Н-антигенам, а при иммунизации кипяченой культурой образуются антитела только к О-антигену.

К-антигены (капсульные). Эти антигены хорошо изучены у эшерихий и сальмонелл. Они, так же как О- антигены, тесно связаны с ЛПС клеточной стенки и капсулой, но в отличие от О- антигена содержат главным образом кислые полисахариды: глюкуроновую, галактуроновую и другие уроновые кислоты. По чувствительности к температуре К-антигены подразделяют на А-, В- и L-антигены. Наиболее термостабильными являются А-антигены, выдерживающие кипячение более 2 ч, В -антигены выдерживают нагревание при температуре 60 °С в течение часа, а L-антигены разрушаются при нагревании до 60°С. К-антигены располагаются более поверхностно, чем О- антигены, и часто маскируют последние. Поэтому для выявления О- антигенов необходимо предварительно разрушить К-антигены, что достигается кипячением культур. К капсульным антигенам относится так называемый Vi - антиген. Он обнаружен у брюшнотифозных и некоторых других энтеробактерий, обладающих высокой вирулентностью, в связи с чем данный антиген получил название антигена вирулентности. Капсульные антигены полисахаридной природы выявлены у пневмококков, клебсиелл и других бактерий, образующих выраженную капсулу. В отличие от группоспецифических О- антигенов они часто характеризуют антигенные особенности определенных штаммов (вариантов) данного вида, которые на этом основании подразделяются на серовары. У сибиреязвенных бацилл капсульный антиген состоит из полипептидов.

Антигены бактериальных токсинов . Токсины бактерий обладают полно-ценными антигенными свойствами в том случае, если они являются растворимыми соединениями белковой природы. Ферменты, продуцируемые бактериями, в том числе факторы патогенности, обладают свойствами полноценных антигенов. Серьезного внимания заслуживают протективные антигены, обладающие малой токсичностью и обеспечивающие выработку многочисленных блокирующих антител. Хорошими антигенами являются анатоксины, полученные из экзотоксинов путем обезвреживания их формалином.

Протективные антигены . Впервые обнаружены в экссудате пораженной ткани при сибирской язве. Они обладают сильно выраженными антигенными свойствами, обеспечивающими иммунитет к соответствующему инфекци-онному агенту. Протективные антигены образуют и некоторые другие микро-организмы при попадании в организм хозяина, хотя эти антигены не являют-ся их постоянными компонентами.

Антигены вирусов . В каждом вирионе любого вируса содержатся различ-ные антигены. Одни из них являются вирусспецифическими. В состав других антигенов входят компоненты клетки хозяина (липиды, углеводы), которые включаются в его внешнюю оболочку. Антигены простых вирионов связаны с их нуклеокапсидами. По своему химическому составу они принадлежат к рибонуклеопротеидам или дезоксирибонуклеопротеидам, которые являются растворимыми соединениями и поэтому обозначаются как S-антнгены (solutio-раствор). У сложноорганизованных вирионов одни антигенные компоненты связаны с нуклеокапсидами, другие - с гликопротеидами внешней оболочки. Многие простые и сложные вирионы содержат особые поверхностные V-антигены - гемагглютиннн и фермент нейраминидазу. Антигенная специфичность гемагглютинина у разных вирусов неодинакова. Данный антиген выявляется в реакции гемагглютинации или ее разновид-ности - реакции гемадсорбции. Другая особенность гемагглютинина проявляется в антигенной функции вызывать образование антител - антигемагглютининов и вступать с ними в реакцию торможения гемагглютинации (РТГА).

Вирусные антигены могут быть группоспецифическими, если они обнаружи-ваются у разных видов одного и того же рода или семейства, и типоспеци-фическими, присущими отдельным штаммам одного и того же вида. Эти различия учитываются при идентификации вирусов. Наряду с перечисленными антигенами в составе вирусных частиц могут присутствовать антигены клетки хозяина. Так, например, вирус гриппа, выращенный на аллантоисной оболочке куриного эмбриона, реагирует с антисывороткой, полученной к аллантоисной жидкости. Этот же вирус, взятый из легких инфицированных мышей, реагирует с антисывороткой к легким данных животных и не реагирует с антисывороткой к аллантоисной жидкости.

Гетерогенные антигены (гетероантигены). Это общие или межвидовые (сходные по специфичности) антигены. Впервые их открыл Дж. Форссман. Иммунизируя кролика водной вытяжкой из почек морской свинки, он вызвал образование в его сыворотке групповых антител, реагировавших с эритроцитами барана. Далее выяснилось, что форссмановский антиген является липополисахаридом и встречается в органах лошадей, кошек, собак, черепах. Общие антигены обнаружены у эритроцитов человека и гноеродных кокков, энтеробактерий, вирусов оспы, гриппа и других микроорганизмов. Групповая общность антигенной структуры у различных видов клеток получила название антигенной мимикрии . В случаях антигенной мимикрии иммунная система человека утрачивает способность быстро распознавать чужеродную метку и вырабатывать иммунитет, в результате чего патогенные микробы некоторое время могут беспрепятственно размножаться в организме. Антигенной мимикрией пытаются обосновать длительное выживание патогенных микробов в организме больного, или персистенцию, резидентное (устойчивое) микробоносительство и даже поствакцинальные осложнения.Общие антигены, обнаруженные у представителей различных видов микроорганизмов, животных и растений, называют гетерогенными. Например, гетерогенный антиген Форсмана содержится в белковых структурах органов морской свинки, в эритроцитах барана и сальмонеллах.

По специфичности антигены бактерий подразделяют на гомологичные - видо- и типоспецифические и гетерогенные - групповые, межвидовые.

Видовые и особенно типовые антигены отличаются высокой специфич­ностью. В ответ на их введение в организме животных вырабатываются только такие антитела, которые реагируют с антигенами определенного вида или разновидности микроба.