Posebne tvari, genetski nam strane, koje izazivaju imunološki odgovor tijela aktivacijom specifičnih B- i/ili T-limfocita, nazivaju se antigeni. Svojstva antigena podrazumijevaju njihovu interakciju s antitijelima. Gotovo svaka molekularna struktura može izazvati ovu reakciju, na primjer: proteini, ugljikohidrati, lipidi, itd.
Najčešće su to bakterije i virusi, koji svake sekunde našeg života pokušavaju ući u stanice kako bi prenijeli i umnožili svoju DNK.
Struktura
Strane strukture su obično polipeptidi ili polisaharidi visoke molekularne težine, ali druge molekule kao što su lipidi ili nukleinske kiseline također mogu obavljati svoje funkcije. Manje formacije postaju ova tvar ako se kombiniraju s većim proteinom.
Antigeni se podudaraju s antitijelom. Kombinacija je vrlo slična analogiji brave i ključa. Svaka molekula antitijela u obliku slova Y ima najmanjenajmanje dvije vezne regije koje se mogu vezati na specifično mjesto na antigenu. Antitijelo se može vezati na iste dijelove dvije različite stanice u isto vrijeme, što može dovesti do agregacije susjednih elemenata.
Struktura antigena sastoji se od dva dijela: informacijskog i nositelja. Prvi određuje specifičnost gena. Za to su odgovorni određeni dijelovi proteina, koji se nazivaju epitopi (antigenske determinante). To su fragmenti molekula koji izazivaju imunološki sustav da reagira, prisiljavajući ga da se brani i proizvodi antitijela sličnih karakteristika.
Nosivi dio pomaže tvari da prodre u tijelo.
Kemijsko podrijetlo
- Proteini. Antigeni su obično velike organske molekule koje su proteini ili veliki polisaharidi. Rade izvrstan posao zbog svoje visoke molekularne težine i strukturne složenosti.
- Lipidi. Smatraju se inferiornim zbog njihove relativne jednostavnosti i nedostatka strukturne stabilnosti. Međutim, kada se vežu na proteine ili polisaharide, mogu djelovati kao cjelovite tvari.
- Nukleinske kiseline. Slabo odgovara ulozi antigena. Svojstva antigena u njima su odsutna zbog relativne jednostavnosti, molekularne fleksibilnosti i brzog propadanja. Protutijela na njih mogu se proizvesti umjetnom stabilizacijom i vezanjem na imunogeni nosač.
- Ugljikohidrati (polisaharidi). Sami po sebi premali da bi funkcioniralisami po sebi, ali u slučaju antigena eritrocitne krvne grupe, nosači proteina ili lipida mogu doprinijeti potrebnoj veličini, a polisaharidi prisutni kao bočni lanci daju imunološku specifičnost.
Ključne značajke
Da bi se tvar nazvala antigenom, mora imati određena svojstva.
Prije svega, mora biti strano organizmu u koji želi ući. Na primjer, ako primatelj transplantacije primi donorski organ s nekoliko velikih razlika HLA (humani leukocitni antigen), organ se percipira kao strani i primatelj ga kasnije odbija.
Druga funkcija antigena je imunogenost. Odnosno, strana tvar bi trebala biti percipirana od strane imunološkog sustava kao agresora kada prodre, izazove odgovor i prisili je da proizvede specifična antitijela koja mogu uništiti napadača.
Mnogi čimbenici su odgovorni za ovu kvalitetu: struktura, težina molekule, njezina brzina itd. Važnu ulogu igra koliko je strano pojedincu.
Treća kvaliteta je antigenost - sposobnost izazivanja reakcije u određenim antitijelima i povezivanja s njima. Za to su zaslužni epitopi i upravo o njima ovisi vrsta kojoj neprijateljski mikroorganizam pripada. Ovo svojstvo omogućuje mu da se veže na T-limfocite i druge napadajuće stanice, ali ne može sam izazvati imunološki odgovor.
Na primjer, čestice niže molekularne težine(hapteni) se mogu vezati za antitijelo, ali za to moraju biti vezani za makromolekulu kao nosač da započnu samu reakciju.
Kada se stanice koje nose antigen (kao što su crvena krvna zrnca) od davatelja transfundiraju u primatelja, one mogu biti imunogene na isti način kao i vanjske površine bakterija (kapsula ili stanična stijenka) i površinske strukture drugih mikroorganizama.
Koloidno stanje i topljivost bitna su svojstva antigena.
Potpuni i nepotpuni antigeni
Ovisno o tome koliko dobro obavljaju svoje funkcije, ove tvari su dvije vrste: potpune (sastoje se od proteina) i nepotpune (hapteni).
Potpuni antigen može biti imunogen i antigen u isto vrijeme, inducirati stvaranje antitijela i ulaziti u specifične i vidljive reakcije s njima.
Hapteni su tvari koje zbog svoje male veličine ne mogu utjecati na imunološki sustav i stoga se moraju spojiti s velikim molekulama kako bi se mogle isporučiti na “mjesto zločina”. U tom slučaju oni postaju potpuni, a haptenski dio je odgovoran za specifičnost. Određeno in vitro reakcijama (istraživanje obavljeno u laboratoriju).
Takve tvari su poznate kao strane ili ne-ja, a one prisutne na vlastitim stanicama tijela nazivaju se auto- ili auto-antigeni.
Specifičnost
- Vrste - prisutne u živim organizmima,koji pripadaju istoj vrsti i imaju zajedničke epitope.
- Tipično - događa se potpuno različitim bićima. Na primjer, ovo je identitet između stafilokoka i ljudskog vezivnog tkiva ili crvenih krvnih stanica i bacila kuge.
- Patološki - moguće s nepovratnim promjenama na staničnoj razini (na primjer, zbog zračenja ili lijekova).
- Stadij specifičan - proizvodi se samo u nekom stadiju postojanja (u fetusu tijekom fetalnog razvoja).
Autoantigeni se počinju proizvoditi u slučaju kvarova, kada imunološki sustav prepoznaje određene dijelove vlastitog tijela kao strane i pokušava ih uništiti sintezom s antitijelima. Priroda takvih reakcija još uvijek nije točno utvrđena, ali dovodi do tako strašnih neizlječivih bolesti kao što su vaskulitis, SLE, multipla skleroza i mnoge druge. U dijagnozi ovih slučajeva potrebne su in vitro studije, koje otkrivaju naglašena antitijela.
Krvne grupe
Na površini svih krvnih stanica nalazi se ogroman broj različitih antigena. Svi su ujedinjeni zahvaljujući posebnim sustavima. Ima ih više od 40 ukupno.
Skupina eritrocita je odgovorna za kompatibilnost krvi tijekom transfuzije. Uključuje, na primjer, ABO serološki sustav. Sve krvne grupe imaju zajednički antigen - H, koji je preteča stvaranja tvari A i B.
Godine 1952. prijavljen je vrlo rijedak primjer iz Mumbaija u kojem su antigeni A, B i Hnema u crvenim krvnim stanicama. Ova krvna grupa zvala se "Bombay" ili "peta". Takvi ljudi mogu prihvatiti samo krv iz svoje grupe.
Drugi sustav je Rh faktor. Neki Rh antigeni predstavljaju strukturne komponente membrane eritrocita (RBC). Ako ih nema, tada je ljuska deformirana i dovodi do hemolitičke anemije. Osim toga, Rh je vrlo važan tijekom trudnoće i njegova nekompatibilnost između majke i djeteta može dovesti do velikih problema.
Kada antigeni nisu dio strukture membrane (kao što su A, B i H), njihova odsutnost ne utječe na integritet crvenih krvnih stanica.
Interakcija s antitijelima
Moguće samo ako su molekule obje dovoljno blizu da neki od pojedinačnih atoma stanu u komplementarne šupljine.
Epitop je odgovarajuća regija antigena. Svojstva antigena omogućuju većini njih da imaju više determinanti; ako su dva ili više njih identična, tada se takva tvar smatra multivalentnom.
Drugi način mjerenja interakcije je avidnost vezanja, koja odražava ukupnu stabilnost kompleksa antitijelo/antigen. Definira se kao ukupna snaga vezivanja svih njegovih mjesta.
Antigen prezentirajuće stanice (APC)
One koje mogu apsorbirati antigen i dostaviti ga na pravo mjesto. U našem tijelu postoje tri vrste ovih predstavnika.
- Makrofagi. Obično su u mirovanju. Njihove fagocitne sposobnostiznačajno se povećavaju kada su stimulirani da postanu aktivni. Prisutan zajedno s limfocitima u gotovo svim limfoidnim tkivima.
- Dendritske stanice. Karakteriziraju ga dugotrajni citoplazmatski procesi. Njihova primarna uloga je da djeluju kao čistači antigena. Oni su nefagocitne prirode i nalaze se u limfnim čvorovima, timusu, slezeni i koži.
B-limfociti. Na svojoj površini luče intramembranske molekule imunoglobulina (Ig), koje djeluju kao receptori za stanične antigene. Svojstva antigena omogućuju im da vežu samo jednu vrstu strane tvari. To ih čini mnogo učinkovitijima od makrofaga, koji moraju proždirati svaki strani materijal koji im se nađe na putu
Potomci B stanica (plazma stanice) proizvode antitijela.
