Spezielle, uns genetisch fremde Substanzen, die durch die Aktivierung spezifischer B- und/oder T-Lymphozyten die körpereigene Immunantwort hervorrufen, nennt man Antigene. Die Eigenschaften von Antigenen implizieren ihre Wechselwirkung mit Antikörpern. Fast jede molekulare Struktur kann diese Reaktion hervorrufen, zum Beispiel: Proteine, Kohlenhydrate, Lipide usw.
Meistens sind es Bakterien und Viren, die jede Sekunde unseres Lebens versuchen, in die Zellen einzudringen, um ihre DNA zu übertragen und zu vermehren.
Struktur
Fremde Strukturen sind normalerweise hochmolekulare Polypeptide oder Polysaccharide, aber auch andere Moleküle wie Lipide oder Nukleinsäuren können ihre Funktionen erfüllen. Kleinere Formationen werden zu dieser Substanz, wenn sie mit einem größeren Protein kombiniert werden.
Antigene passen zu einem Antikörper. Die Kombination ist der Schloss-Schlüssel-Analogie sehr ähnlich. Jedes Y-förmige Antikörpermolekül hat mindestensmindestens zwei Bindungsregionen, die an eine spezifische Stelle auf einem Antigen binden können. Der Antikörper kann gleichzeitig an die gleichen Teile von zwei verschiedenen Zellen binden, was zu einer Aggregation benachbarter Elemente führen kann.
Die Struktur von Antigenen besteht aus zwei Teilen: Information und Träger. Die erste bestimmt die Spezifität des Gens. Verantwortlich dafür sind bestimmte Abschnitte des Proteins, sogenannte Epitope (antigene Determinanten). Dies sind Fragmente von Molekülen, die das Immunsystem zu einer Reaktion anregen und es dazu zwingen, sich zu verteidigen und Antikörper mit ähnlichen Eigenschaften zu produzieren.
Der Trägerteil hilft der Substanz, in den Körper einzudringen.
Chemischer Ursprung
- Proteine. Antigene sind normalerweise große organische Moleküle, die Proteine oder große Polysaccharide sind. Aufgrund ihres hohen Molekulargewichts und ihrer strukturellen Komplexität leisten sie hervorragende Arbeit.
- Lipide. Aufgrund ihrer relativen Einfachheit und mangelnden strukturellen Stabilität als minderwertig angesehen. Wenn sie jedoch an Proteine oder Polysaccharide gebunden sind, können sie als vollständige Substanzen wirken.
- Nukleinsäuren. Für die Rolle von Antigenen schlecht geeignet. Die Eigenschaften von Antigenen fehlen ihnen aufgrund der relativen Einfachheit, molekularen Flexibilität und des schnellen Zerfalls. Antikörper dagegen können durch künstliche Stabilisierung und Bindung an einen immunogenen Träger hergestellt werden.
- Kohlenhydrate (Polysaccharide). An sich zu klein, um zu funktionierenallein, aber im Fall von erythrozytären Blutgruppenantigenen können Protein- oder Lipidträger zur erforderlichen Größe beitragen, und Polysaccharide, die als Seitenketten vorhanden sind, verleihen immunologische Spezifität.
Hauptmerkmale
Um als Antigen bezeichnet zu werden, muss eine Substanz bestimmte Eigenschaften haben.
Erstens muss es dem Organismus fremd sein, in das es einzudringen versucht. Wenn beispielsweise ein Transplantatempfänger ein Spenderorgan mit mehreren großen HLA-Unterschieden (humanes Leukozytenantigen) erhält, wird das Organ als fremd wahrgenommen und anschließend vom Empfänger abgestoßen.
Die zweite Funktion von Antigenen ist die Immunogenität. Das heißt, eine fremde Substanz sollte vom Immunsystem als Aggressor wahrgenommen werden, wenn sie eindringt, eine Reaktion hervorrufen und es zwingen, spezifische Antikörper zu produzieren, die den Eindringling zerstören können.
Viele Faktoren sind für diese Qualität verantwortlich: die Struktur, das Gewicht des Moleküls, seine Geschwindigkeit usw. Eine wichtige Rolle spielt die Fremdheit für das Individuum.
Die dritte Eigenschaft ist die Antigenität – die Fähigkeit, bei bestimmten Antikörpern eine Reaktion hervorzurufen und sich mit ihnen zu verbinden. Dafür sind Epitope verantwortlich, und von ihnen hängt die Art ab, zu der der feindliche Mikroorganismus gehört. Diese Eigenschaft ermöglicht es ihm, an T-Lymphozyten und andere angreifende Zellen zu binden, kann aber selbst keine Immunantwort hervorrufen.
Zum Beispiel Partikel mit niedrigerem Molekulargewicht(Haptene) können an einen Antikörper binden, müssen dafür aber als Träger an das Makromolekül gebunden werden, um die Reaktion selbst zu starten.
Wenn Antigen-tragende Zellen (z. B. rote Blutkörperchen) eines Spenders in einen Empfänger transfundiert werden, können sie genauso immunogen sein wie die äußeren Oberflächen von Bakterien (Kapsel oder Zellwand) und die Oberflächenstrukturen von anderen Mikroorganismen.
Kolloidzustand und Löslichkeit sind wesentliche Eigenschaften von Antigenen.
Vollständige und unvollständige Antigene
Je nachdem, wie gut sie ihre Funktionen erfüllen, gibt es zwei Arten dieser Substanzen: vollständig (bestehend aus Protein) und unvollständig (Haptene).
Ein vollständiges Antigen kann gleichzeitig immunogen und antigen sein, die Bildung von Antikörpern induzieren und mit diesen spezifische und beobachtbare Reaktionen eingehen.
Haptene sind Substanzen, die aufgrund ihrer winzigen Größe das Immunsystem nicht beeinflussen können und daher mit großen Molekülen verschmelzen müssen, damit sie zum „Tatort“geliefert werden können. In diesem Fall werden sie vollständig, und der Haptenteil ist für die Spezifität verantwortlich. Bestimmt durch In-vitro-Reaktionen (in einem Labor durchgeführte Forschung).
Solche Substanzen werden als fremd oder körperfremd bezeichnet, und solche, die auf körpereigenen Zellen vorhanden sind, werden als Auto- oder Selbstantigene bezeichnet.
Spezifität
- Spezies - in lebenden Organismen vorhanden,derselben Art angehören und gemeinsame Epitope haben.
- Typisch - passiert völlig unterschiedlichen Kreaturen. Dies ist zum Beispiel die Identität zwischen Staphylokokken und menschlichem Bindegewebe oder roten Blutkörperchen und Pesterbazillen.
- Pathologisch - möglicherweise mit irreversiblen Veränderungen auf zellulärer Ebene (z. B. durch Bestrahlung oder Medikamente).
- Stadiumsspezifisch - wird nur in einem bestimmten Lebensstadium produziert (im Fötus während der fötalen Entwicklung).
Autoantigene werden im Fehlerfall produziert, wenn das Immunsystem bestimmte Teile des eigenen Körpers als fremd erkennt und versucht, sie durch die Synthese von Antikörpern zu zerstören. Die Art solcher Reaktionen ist noch nicht genau geklärt, führt aber zu so schrecklichen unheilbaren Krankheiten wie Vaskulitis, SLE, Multipler Sklerose und vielen anderen. Bei der Diagnose dieser Fälle sind In-vitro-Studien erforderlich, die wuchernde Antikörper finden.
Blutgruppen
Auf der Oberfläche aller Blutzellen befindet sich eine Vielzahl unterschiedlicher Antigene. Alle sind dank spezieller Systeme vereint. Insgesamt gibt es mehr als 40.
Die Erythrozytengruppe ist für die Blutverträglichkeit bei Transfusionen verantwortlich. Dazu gehört beispielsweise das serologische System ABO. Alle Blutgruppen haben ein gemeinsames Antigen - H, das der Vorläufer der Bildung der Substanzen A und B ist.
1952 wurde ein sehr seltenes Beispiel aus Mumbai gemeldet, bei dem die Antigene A, B und Hfehlen in roten Blutkörperchen. Diese Blutgruppe wurde "Bombay" oder "fünfte" genannt. Solche Personen können nur Blut aus ihrer eigenen Gruppe annehmen.
Ein weiteres System ist der Rh-Faktor. Einige Rh-Antigene repräsentieren strukturelle Komponenten der Erythrozytenmembran (RBC). Wenn sie fehlen, wird die Schale deformiert und führt zu einer hämolytischen Anämie. Außerdem ist Rh während der Schwangerschaft sehr wichtig und seine Unverträglichkeit zwischen Mutter und Kind kann zu großen Problemen führen.
Wenn Antigene nicht Teil der Membranstruktur sind (wie A, B und H), hat ihre Abwesenheit keinen Einfluss auf die Integrität der roten Blutkörperchen.
Wechselwirkung mit Antikörpern
Nur möglich, wenn die Moleküle beider Moleküle so nahe beieinander liegen, dass einige der einzelnen Atome in komplementäre Hohlräume passen.
Ein Epitop ist die entsprechende Region von Antigenen. Die Eigenschaften von Antigenen erlauben es den meisten von ihnen, mehrere Determinanten zu haben; wenn zwei oder mehr davon identisch sind, gilt ein solcher Stoff als multivalent.
Eine andere Möglichkeit, Wechselwirkungen zu messen, ist die Avidität der Bindung, die die Gesamtstabilität des Antikörper/Antigen-Komplexes widerspiegelt. Sie ist definiert als die Gesamtbindungsstärke aller ihrer Stellen.
Antigen präsentierende Zellen (APC)
Diejenigen, die das Antigen absorbieren und an die richtige Stelle bringen können. In unserem Körper gibt es drei Arten dieser Repräsentanten.
- Makrophagen. Sie sind normalerweise in Ruhe. Ihre phagozytischen Fähigkeitendeutlich ansteigen, wenn sie zur Aktivität angeregt werden. Zusammen mit Lymphozyten in fast allen lymphatischen Geweben vorhanden.
- Dendritische Zellen. Gekennzeichnet durch langfristige zytoplasmatische Prozesse. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, als Antigenfänger zu fungieren. Sie sind von Natur aus nicht phagozytisch und kommen in Lymphknoten, Thymusdrüse, Milz und Haut vor.
B-Lymphozyten. Sie sezernieren intramembranäre Immunglobulin (Ig)-Moleküle auf ihrer Oberfläche, die als Rezeptoren für zelluläre Antigene fungieren. Die Eigenschaften von Antigenen erlauben es ihnen, nur eine Art von Fremdsubstanz zu binden. Dadurch sind sie viel effizienter als Makrophagen, die alles Fremdmaterial verschlingen müssen, das ihnen in den Weg kommt
Nachkommen von B-Zellen (Plasmazellen) produzieren Antikörper.
