Что значит антигены в крови

Что значит антигены в крови

В организме при проявлении иммунного ответа взаимодействуют антитела и антигены. Однако в определенных условиях последние могут вызвать состояние так называемой специфической безответности – толерантности. Антитела и антигены способствуют формированию иммунологической памяти. Далее рассмотрим второй тип веществ. В статье выясним, что такое антиген.

Общие сведения

Что такое антиген? Проще говоря, это, как правило, чужеродные соединения. К ним относят нуклеиновые кислоты, полисахариды, белки и их комплексы. При изменении посредством химической модификации природных полимеров можно получить "конъюгированные" вещества. Такие соединения могут быть сформированы на основе белков, которые принадлежат непосредственно самому реципиенту. Аутологичное вещество, денатурированное химическим либо физическим способом, также может превращаться в антиген.

Определение

В организм могут проникнуть биополимеры либо синтетические их аналоги, способные вызвать иммунный ответ. Эти соединения и называются антигенами. Они способствуют выработке клеток-эффекторов тимической природы. Появляющиеся на фоне иммунной реакции антитела начинают специфическим образом взаимодействовать с антигенами или химическими соединениями, имеющими сходное строение. Если последние не провоцируют защитного ответа, то их называют гаптенами. Именно они провоцируют иммунологическую толерантность. Способность вызывать защитную реакцию имеют синтетические полипептиды, выступая в качестве белковых антигенов. Однако необязательно их первичная и пространственная структура должна быть подобна таковой какому-либо конкретному белковому соединению. Существенным фактором проявления антигенных свойств у этих веществ заключается в образовании стойкой пространственной структуры. В связи с этим полимеры, сформированные из одной аминокислоты (гомополимеры) не обладают свойствами вызывать иммунный ответ. Антигенные способности появляются у полипептидов, при образовании которых задействованы 2 аминокислоты.

Вопросы исследования

Что такое антиген? Классическая иммунология называет таким веществом целую клетку животного либо бактериального происхождения. Однако это неверно с химической точки зрения. Выше сказано, что такое антиген по сути. Это не клетка, в которой присутствует большое количество нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов. Антигены человека, полученные в очищенном виде, могут использоваться для индукции иммунной реакции. При этом она будет специфична для того или иного биополимера. Рассматривая очищенную структуру в качестве индивидуального антигена, любое их сочетание необходимо описывать как семейство отдельных соединений. Данный термин может применяться при обозначении спонтанно агрегирующего определенного биополимера. Примером могут служить некоторые антигены вирусов или бактерий. Так, сократительный белок жгутиков грамотрицательных микроорганизмов рода Сальмонелл, флагеллин может обнаруживаться как в полимеризованном, так и мономерном виде. И в том, и другом случае данный антиген может индуцировать формирование антител, при том, что условия для этого разные. В частности, полимер феллагелина тимусонезависим, а мономер – тимусозависим.

Связь с молекулярной массой

Установить ее можно только при сравнении веществ одного класса. Например, это касается различных белков с однотипной третичной и вторичной структурами: фибриллярных и глобулярных. В подобных случаях можно устанавливать прямую зависимость между способностью полимера индуцировать формирование антител и его молекулярной массой. Данная закономерность, тем не менее, не является абсолютной. Кроме прочего, она зависит от иных свойств соединения, как химических, так и биологических.

Степень проявления свойств

Выраженность антигенных характеристик белков, выступающих в качестве наиболее обширного и значимого класса, будет зависеть от степени удаленности в эволюционном отношении донора, от которого получено соединение, и реципиента, которому оно вводится. Корректным сравнительный анализ будет лишь в том случае, если при оценке использованы однотипные вещества. К примеру, если альбумином сыворотки крысы и человека иммунизировать мышей, то на первый ответ будет более выражен. Если биополимер отличается повышенной чувствительностью к расщеплению, то его свойства будут менее выражены, чем у вещества, проявляющего большую стойкость к ферментативному гидролизу. Так, в случае использования синтетических полипептидов либо белковых конъюгатов в качестве антигенов, более выраженным будет ответ на то вещество, в составе которого присутствуют неприродные D–аминокислоты. Решающая роль в проявлении иммунного ответа отводится генотипу реципиента.

Детерминантные группы

Ими обозначают молекулярные участки биополимера, синтетического его аналога либо конъюгированного антигена, которые распознаются антигенсвязывающими В-лимфоцитными рецепторами и антителами. В молекуле обычно присутствует несколько детерминантных групп, различных по своему строению. Каждая из них может по нескольку раз повторяться. Если в молекуле соединения присутствует только одна группа с определенным строением, формирования против нее антител происходить не будет. В процессе увеличения идентичных комплексов будет возрастать и иммунный ответ на них. Однако этот процесс будет идти до определенного момента, после чего будет снижаться и может совершенно не наблюдаться впоследствии. Данное явление было исследовано в процессе использования конъюгированных антигенов с разным количеством заместителей, выполнявших задачу детерминантной группы. Отсутствие иммунной реакции на биополимеры с повышенной эпитопной плотностью обусловлено механизмом активации лимфоцитов В-группы.

Он представляет собой одну из разновидностей белков нормальной ткани, которая у здоровых людей вырабатывается в незначительном объеме клетками некоторых органов. РЭА по своей химической структуре является соединением углеводов и белка. Назначение его у взрослых неизвестно. Однако в период внутриутробного формирования он достаточно интенсивно синтезируется органами системы пищеварения, выполняя при этом достаточно важные задачи. Они связаны со стимуляцией клеточного размножения. Раково-эмбриональный антиген выявляется в тканях пищеварительных органов, но в достаточно малом количестве. Название данного онкомаркера отчасти характеризует его биологическую природу, но по большей части все же свойства, являющиеся ценными при лабораторном исследовании. Термин "эмбриональный" имеет связь с физиологическими задачами во время развития в дородовой период, "антиген" свидетельствует о возможности идентификации его в биологических средах при помощи иммунохимического метода связывания. При этом непосредственно в организме он не проявляет каких-либо свойств. В норме у здорового организма концентрация РЭА достаточно низкая. На фоне же онкологического процесса его уровень возрастает достаточно резко, достигая довольно больших показателей. В этой связи его характеризуют как тканевый маркер онкологических патологий, или онкомаркер.

Читайте также:  При месячных вес увеличивается на сколько

Уровень РЭА

Анализ на антиген применяется в диагностике разных злокачественных новообразований, главным образом рака прямой и толстой кишки. Исследование осуществляется на ранних стадиях патологий, в процессе наблюдения за течением заболевания и контроля над эффективностью терапевтических мероприятий. На фоне рака толстой и прямой кишки тест отличается наивысшей чувствительностью. Именно это позволяет применять его при первичной диагностике. После успешного выполнения операции по удалению всей опухолевой ткани концентрация РЭА приходит в норму максимум спустя два месяца. Регулярные анализы впоследствии позволяют оценивать состояние пациента после получения им лечения. Обнаружение высокого уровня РЭА позволяет своевременно выявить рецидив патологии. При снижении содержания антигена на фоне терапии специалисты делают вывод о результативности лечебного воздействия.

Повышение концентрации РЭА: диапазон патологий

Однако тест не считается для опухолей абсолютно специфичным. Повышение уровня РЭА может отмечаться на фоне разных заболеваний внутренних органов, имеющих воспалительную и другую природу. У 20-50 % пациентов с доброкачественными патологиями поджелудочной железы, кишечника, легких и печени концентрация антигена немного увеличивается. То же самое наблюдается на фоне циррозов, хронических гепатитов, язвенных колитов, муковисцидоза, эмфиземы, бронхитов, болезни Крона, панкреатитов, пневмонии, аутоиммунных болезней, туберкулеза. Кроме этого, повышение уровня может обуславливаться не заболеванием, а, к примеру, регулярным приемом спиртного либо курением.

Особенности переливания крови

Основной из них является специфичность и индивидуальность, которыми обладают антигены эритроцитов. При несовместимости биополимеров реципиента и донора переливание крови категорически запрещено. В противном случае неизбежны патологические процессы и даже смерть больного. В иммуногенетике для тестирования и исследования эритроцитарных антигенов используются методы серологических реакций. К ним, в частности, относят реакции гемолиза, преципитации, агглютинации. Эритроцитарные гены представлены в виде сложных биополимерных макромолекул. Они накапливаются на строме (оболочке) и соединяются с прочими молекулами соединений. Для каждой особи характерен индивидуальный химический состав и собственная структура.

Антиген (англ. antigen [1] от antibody-generator — «производитель антител») — любое вещество, которое организм рассматривает как чужеродное или потенциально опасное и против которого организм обычно начинает вырабатывать собственные антитела (иммунный ответ). Обычно в качестве антигенов выступают белки, однако простые вещества, даже металлы, также могут становиться антигенами в сочетании с собственными белками организма и их модификациями (гаптены) [2]

С точки зрения биохимии, антиген — любая молекула, специфично связывающаяся с антителом. По отношению к организму антигены могут быть как внешнего, так и внутреннего происхождения. Хотя все антигены могут связываться с антителами, не все они могут вызвать массовую выработку этих антител организмом, то есть иммунный ответ. Антиген, способный вызывать иммунный ответ организма, называют иммуногеном [3] .

Антигены, как правило, являются белками или полисахаридами и представляют собой части бактериальных клеток, вирусов и других микроорганизмов. Липиды и нуклеиновые кислоты, как правило, проявляют иммуногенные свойства только в комплексе с белками. Простые вещества, даже металлы, также могут вызывать выработку специфичных антител, если они находятся в комплексе c белком-носителем. Такие вещества называют гаптенами.

К антигенам немикробного происхождения относятся пыльца, яичный белок и белки трансплантатов тканей и органов, а также поверхностные белки клеток крови при гемотрансфузии.

Вещество оказывается в роли антигена, когда объединяется в комплекс с белками главного комплекса гистосовместимости (англ. MHC ) внутри антигенпрезентирующих клеток, и располагается на их поверхности для презентации в качестве антигена другим имунным клеткам. В зависимости от предъявляемого антигена и от типа молекулы комплекса гистосовместимости, активируются разные виды клеток иммунной системы [3] . В частности, могут дифференцироваться B-лимфоциты, способные производить специализированные антитела для распознавания именно этого антигена, чтоб организм мог впредь распознавать этот антиген и в свободном виде.

Содержание

Классификация [ править | править код ]

В зависимости от происхождения, антигены классифицируют на экзогенные, эндогенные и аутоантигены.

Экзогенные антигены [ править | править код ]

Экзогенные антигены попадают в организм из окружающей среды, путём вдыхания, проглатывания или инъекции. Такие антигены попадают в антиген-представляющие клетки путём эндоцитоза или фагоцитоза и затем процессируются на фрагменты. Антиген-представляющие клетки затем на своей поверхности презентируют фрагменты Т-хелперам (CD4 + ) через молекулы главного комплекса гистосовместимости второго типа (MHC II).

Эндогенные антигены [ править | править код ]

Эндогенные антигены образуются клетками организма в ходе естественного метаболизма или в результате вирусной или внутриклеточной бактериальной инфекции. Фрагменты далее презентируются на поверхности клетки в комплексе с белками главного комплекса гистосовместимости первого типа MHC I. В случае, если презентированные антигены распознаются цитотоксическими лимфоцитами (CTL, CD8 + ), Т-клетки секретируют различные токсины, которые вызывают апоптоз или лизис инфицированной клетки. Для того, чтобы цитотоксические лимфоциты не убивали здоровые клетки, аутореактивные Т-лимфоциты исключаются из репертуара в ходе отбора по толерантности.

Аутоантигены [ править | править код ]

Аутоантигены — как правило, нормальные белки или белковые комплексы (а также комплексы белков с ДНК или РНК), которые распознаются иммунной системой у пациентов с аутоиммунными заболеваниями. Такие антигены в норме не должны узнаваться иммунной системой, но, ввиду генетических факторов или условий окружающей среды, иммунологическая толерантность к таким антигенам у таких пациентов может быть утеряна.

Читайте также:  Вред медикаментозного прерывания беременности

Т-зависимые и Т-независимые антигены [ править | править код ]

По способности вызывать продукцию антител В-клетками без дополнительной стимуляции со стороны Т-клеток, антигены делят на Т-зависимые и Т-независимые [4] . Т-зависимые антигены не способны сами вызывать продукцию антител без помощи со стороны Т-клеток. Эти антигены не содержат большого количества повторяющихся эпитопов, к ним относятся белки. После того как В-клетка узнаёт Т-зависимый антиген с помощью уникального B-клеточного рецептора, она перемещается в герминативный центр лимфоидного фолликула. Здесь при участии Т-лимфоцитов происходит активная пролиферация активированной клетки, соматический гипермутагенез её генов, кодирующих вариабельные участки иммуноглобулинов, и последующая селекция [5] .

Т-независимые антигены могут активировать В-клетки без помощи Т-клеток. Антигены этого типа характеризуются многократным повторением антигенной детерминанты в их структуре, к ним относятся полисахариды. По способности Т-независимых антигенов активировать В-клетки, специфичные к другим антигенам (поликлональная активация), их делят на I (вызывают поликлональную активацию) и II тип (не вызывают поликлональную активацию). В-клетки, активированные Т-независимыми антигенами, перемещаются в краевые зоны лимфоидных фолликулов, где они пролиферируют без участия Т-клеток. Также они могут подвергаться соматическому мутагенезу, но, в отличие от Т-зависимой активации, это не обязательно [5] .

Под действием Т-зависимых и Т-независимых антигенов активированные В-клетки в обоих случаях дифференцируются в плазматические клетки и В-клетки памяти [5] .

Антигены опухолей [ править | править код ]

Опухолевые антигены, или неоантигены — антигены, презентируюющиеся молекулами MHC I или MHC II на поверхности опухолевых клеток. Такие антигены могут быть презентированы опухолевыми клетками, и никогда — нормальными клетками. В таком случае они называются опухоль-специфичными антигенами (tumor-specific antigen, TSA) и, в общем случае, являются следствием опухоль-специфичной мутации. Более распространенными являются антигены, которые презентируются и на поверхности здоровых, и на поверхности опухолевых клеток, их называют опухоль-ассоциированными антигенами (tumor-associated antigen, TAA). Цитотоксические Т-лимфоциты, которые распознают такие антигены, могут уничтожить такие клетки до того, как они начнут пролиферировать или метастазировать.

Нативные антигены [ править | править код ]

Нативный антиген это антиген, который не был еще процессирован антигенпредставляющей клеткой на малые части. Т-лимфоциты не могут связываться с нативными антигенами и поэтому требуют процессинг АПК, в то время как В-лимфоциты могут быть активированы непроцессированными антигенами.

Анализы крови на антигены и антитела

Антигеном называется вещество (чаще всего белковой природы), на которое иммунная система организма реагирует как на врага: распознает, что оно чужеродное, и делает все, чтобы его уничтожить.

Антигены расположены на поверхности всех клеток (то есть как бы «на виду») всех организмов – они имеются и у одноклеточных микроорганизмов, и на каждой клетке такого сложного организма, каким является человек.

Нормальная иммунная система в нормальном организме не считает собственные клетки врагами. Но когда какая-нибудь клетка становится злокачественной, то она приобретает новые антигены, благодаря которым иммунная система распознает – в данном случае – «изменницу» и вполне способна ее уничтожить. К сожалению, это возможно только в начальной стадии, так как злокачественные клетки очень быстро делятся, а иммунная система справляется только с ограниченным количеством врагов (это относится и к бактериям).

Антигены некоторых видов опухолей могут быть выявлены в крови даже, как предполагается, еще здорового человека. Такие антигены называются опухолевыми маркерами . Правда, эти анализы являются весьма дорогостоящими, и к тому же они не строго специфичны, то есть определенный антиген может присутствовать в крови при разных видах опухолей и даже необязательно опухолей.

В основном анализы на выявление антигенов делаются людям, у которых уже выявлена злокачественная опухоль, – благодаря анализам можно судить об эффективности лечения.

Этот белок вырабатывается клетками печени плода, в связи с чем обнаруживается в крови беременных женщин и даже служит своего рода прогностическим признаком некоторых аномалий развития у плода.

В норме у всех остальных взрослых людей (кроме беременных женщин) он отсутствует в крови. Однако альфа-фетопротеин обнаруживается в крови у большинства людей со злокачественной опухолью печени (гепатомой), а также у некоторых больных со злокачественными опухолями яичников или яичек и, наконец, при опухоли эпифиза (шишковидной железы), которая чаще всего встречается у детей и молодых людей.

Высокая концентрация альфа-фетопротеина в крови беременной женщины свидетельствует о повышенной вероятности таких пороков развития у ребенка, как расщелина позвоночника, анэнцефалия и др., а также о риске самопроизвольного аборта или так называемой замершей беременности (когда плод погибает в утробе женщины). Однако концентрация альфа-фетопротеина повышается иногда и при многоплодной беременности.

Тем не менее этот анализ выявляет аномалии спинного мозга у плода в 80–85 % случаев, если делается на 16–18-й неделе беременности. Исследование, проведенное раньше 14-й недели и позже 21-й, дает гораздо менее точные результаты.

Низкая концентрация альфа-фетопротеинов крови беременных свидетельствует (наряду с другими маркерами) о возможности синдрома Дауна у плода.

Поскольку концентрация альфа-фетопротеина нарастает в течение беременности, слишком низкая или высокая концентрация его может объясняться очень просто, а именно: неправильным определением срока беременности.

Читайте также:  Можно ли заразиться вич делая куни

Простат-специфический антиген (ПСА)

Концентрация ПСА в крови незначительно повышается при аденоме предстательной железы (примерно в 30–50 % случаев) и в большей степени – при раке предстательной железы. Правда, норма для содержания ПСА весьма условна – менее 5–6 нг/л. При повышении этого показателя более 10 нг/л рекомендуется провести дополнительное обследование для выявления (или исключения) рака предстательной железы.

Карциноэмбриональный антиген (КЭА)

Высокая концентрация этого антигена обнаруживается в крови многих людей, страдающих циррозом печени, неспецифическим язвенным колитом, а также в крови заядлых курильщиков. Тем не менее КЭА является опухолевым маркером, так как его часто выявляют в крови при раке толстой кишки, поджелудочной железы, молочной железы, яичника, шейки матки, мочевого пузыря.

Концентрация этого антигена в крови повышается при различных заболеваниях яичников у женщин, очень часто – при раке яичника.

Содержание антигена СА-15–3 повышается при раке молочной железы.

Повышенная концентрация этого антигена отмечается у большинства больных раком поджелудочной железы.

Этот белок является опухолевым маркером при множественной миеломной болезни.

Анализы на антитела

Антитела – это вещества, которые иммунная система вырабатывает для борьбы с антигенами. Антитела строго специфичны, то есть против определенного антигена действуют строго определенные антитела, поэтому их наличие в крови позволяет сделать вывод о том, с каким именно «врагом» борется организм. Иногда антитела (например, ко многим возбудителям инфекционных заболеваний), образованные в организме во время болезни, остаются уже навсегда. В подобных случаях врач на основании лабораторного исследования крови на те или иные антитела может определить, что человек в прошлом перенес то или иное заболевание. В других случаях – например, при аутоиммунных заболеваниях – в крови выявляются антитела против определенных собственных антигенов организма, на основании чего можно поставить точный диагноз.

Антитела к двухспиральной ДНК выявляются в крови почти исключительно при системной красной волчанке – системном заболевании соединительной ткани.

Антитела к ацетилхолиновым рецепторам обнаруживаются в крови при миастении. При нервно-мышечной передаче рецепторы «мышечной стороны» получают сигнал от «нервной стороны» благодаря веществу-посреднику (медиатору) – ацетилхолину. При миастении иммунная система атакует именно эти рецепторы, вырабатывая антитела против них.

Ревматоидный фактор обнаруживается у 70 % больных ревматоидным артритом.

Кроме того, ревматоидный фактор часто присутствует в крови при синдроме Шегрена, иногда – при хронических заболеваниях печени, некоторых инфекционных болезнях, изредка – у здоровых людей.

Антиядерные антитела обнаруживаются в крови при системной красной волчанке, синдроме Шегрена.

Антитела SS-B выявляются в крови при синдроме Шегрена.

Антинейтрофильные цитоплазматические антитела обнаруживаются в крови при гранулематозе Вегенера.

Антитела к внутреннему фактору обнаруживаются у большинства людей, страдающих пернициозной анемией (связанной с дефицитом витамина В12). Внутренний фактор – это особый белок, который образуется в желудке и который необходим для нормального всасывания витамина В12.

Антитела к вирусу Эпштейна–Барра выявляются в крови больных инфекционным мононуклеозом.

Анализы для диагностики вирусных гепатитов

Поверхностный антиген гепатита В (HbsAg) – входит в состав оболочки вируса гепатита В. Обнаруживается в крови людей, зараженных гепатитом В, в том числе у вирусоносителей.

Антиген «е» гепатита В (HBeAg) – присутствует в крови в период активного размножения вируса.

ДНК вируса гепатита В (HBV-DNA) – генетический материал вируса, тоже присутствует в крови в период активного размножения вируса. Содержание ДНК вируса гепатита В в крови уменьшается или сходит на нет по мере выздоровления.

IgM антитела – антитела против вируса гепатита А; обнаруживаются в крови при остром гепатите А.

IgG антитела – другой тип антител против вируса гепатита А; появляются в крови по мере выздоровления и остаются в организме пожизненно, обеспечивая иммунитет к гепатиту А. Наличие их в крови указывает на то, что в прошлом человек перенес данное заболевание.

Ядерные антитела гепатита В (HBcAb) – выявляются в крови человека, недавно зараженного вирусом гепатита В, а также в период обострения хронического гепатита В. Имеются также в крови вирусоносителей гепатита В.

Поверхностные антитела гепатита В (HBsAb) – антитела к поверхностному антигену вируса гепатита В. Иногда обнаруживаются в крови людей, полностью излечившихся от гепатита В.

Наличие HBsAb в крови свидетельствует об иммунитете к этому заболеванию. При этом, если в крови отсутствуют поверхностные антигены, значит, иммунитет возник не вследствие перенесенной болезни, а в результате вакцинации.

Антитела «е» гепатита В – появляются в крови по мере того, как вирус гепатита В перестает размножаться (то есть по мере выздоровления), одновременно исчезают «е»-антигены гепатита В.

Антитела к вирусам гепатита С присутствуют в крови большинства инфицированных им людей.

Анализы для диагностики ВИЧ-инфекции

Лабораторные исследования для диагностики ВИЧ-инфекции на ранних стадиях основаны на выявлении специальных антител и антигенов в крови. Наиболее широко применяется такой метод определения антител к вирусу, как иммуноферментный анализ (ИФА). Если при постановке ИФА получают положительный результат, то анализ выполняют еще 2 раза (с той же сывороткой).

В случае хотя бы одного положительного результата диагностика ВИЧ-инфекции продолжается более специфичным методом иммунного блотинга (ИБ), позволяющего выявить антитела к отдельным белкам ретровируса. Только после положительного результата этого анализа можно сделать заключение об инфицировании человека ВИЧ.

Ссылка на основную публикацию
Чесотка на пальцах рук фото
Чесотка является распространенным кожным заболеванием паразитарного характера. Ее провоцирует микроскопический чесоточный клещ. Его можно увидеть без специального оборудования. Он выглядит...
Чем лечить трещины в анальном проходе
Анальная трещина представляется собой внезапно возникающий разрыв кожи в области анального отверстия, вызванный нарушением целостности его слизистой оболочки. Несмотря на...
Чем лечить трещины на языке
Трещины на языке, появившиеся в силу разных причин, могут сигнализировать о наличии серьезного заболевания в организме. Часто образование трещин в...
Чесотка у беременных лечение
Чесотка – кожное паразитарное заболевание, проявляющееся зудом и образованием пузырей и корок на коже. Болезнь легко передается от человека к...
Adblock detector