Speciale stoffen, genetisch vreemd voor ons, die de immuunrespons van het lichaam opwekken door de activering van specifieke B- en/of T-lymfocyten, worden antigenen genoemd. De eigenschappen van antigenen impliceren hun interactie met antilichamen. Bijna elke moleculaire structuur kan deze reactie veroorzaken, bijvoorbeeld: eiwitten, koolhydraten, lipiden, enz.
Meestal zijn het bacteriën en virussen, die elke seconde van ons leven in de cellen proberen te komen om hun DNA over te dragen en te vermenigvuldigen.
Structuur
Buitenlandse structuren zijn meestal polypeptiden of polysachariden met een hoog molecuulgewicht, maar andere moleculen zoals lipiden of nucleïnezuren kunnen ook hun functies vervullen. Kleinere formaties worden deze stof als ze worden gecombineerd met een groter eiwit.
Antigenen matchen met een antilichaam. De combinatie lijkt erg op de analogie van slot en sleutel. Elk Y-vormig antilichaammolecuul heeft ten minste:ten minste twee bindingsgebieden die zich aan een specifieke plaats op een antigeen kunnen hechten. Het antilichaam kan tegelijkertijd aan dezelfde delen van twee verschillende cellen binden, wat kan leiden tot aggregatie van aangrenzende elementen.
De structuur van antigenen bestaat uit twee delen: informatief en drager. De eerste bepa alt de specificiteit van het gen. Bepaalde delen van het eiwit, epitopen genaamd (antigene determinanten), zijn hiervoor verantwoordelijk. Dit zijn fragmenten van moleculen die het immuunsysteem aanzetten om te reageren, waardoor het gedwongen wordt zichzelf te verdedigen en antilichamen met vergelijkbare kenmerken te produceren.
Het dragergedeelte helpt de stof het lichaam binnen te dringen.
Chemische oorsprong
- Eiwitten. Antigenen zijn meestal grote organische moleculen die eiwitten of grote polysachariden zijn. Ze doen uitstekend werk vanwege hun hoge molecuulgewicht en structurele complexiteit.
- Lipiden. Beschouwd als inferieur vanwege hun relatieve eenvoud en gebrek aan structurele stabiliteit. Wanneer ze echter aan eiwitten of polysachariden zijn gehecht, kunnen ze fungeren als complete stoffen.
- Nucleïnezuren. Slecht geschikt voor de rol van antigenen. De eigenschappen van antigenen zijn daarin afwezig vanwege de relatieve eenvoud, moleculaire flexibiliteit en snel verval. Antilichamen tegen hen kunnen worden geproduceerd door kunstmatige stabilisatie en binding aan een immunogene drager.
- Koolhydraten (polysachariden). Op zichzelf te klein om te functionerenop zichzelf, maar in het geval van erythrocytische bloedgroepantigenen, kunnen eiwit- of lipidedragers bijdragen aan de vereiste grootte, en polysachariden die aanwezig zijn als zijketens verlenen immunologische specificiteit.
Belangrijkste kenmerken
Om een antigeen te worden genoemd, moet een stof bepaalde eigenschappen hebben.
Allereerst moet het vreemd zijn aan het organisme dat het probeert binnen te gaan. Als een ontvanger van een transplantaat bijvoorbeeld een donororgaan krijgt met verschillende grote HLA-verschillen (humaan leukocytenantigeen), wordt het orgaan als vreemd beschouwd en vervolgens door de ontvanger afgewezen.
De tweede functie van antigenen is immunogeniciteit. Dat wil zeggen, een vreemde stof moet door het immuunsysteem worden gezien als een agressor wanneer deze binnendringt, een reactie veroorzaken en deze dwingen om specifieke antilichamen te produceren die de indringer kunnen vernietigen.
Veel factoren zijn verantwoordelijk voor deze kwaliteit: de structuur, het gewicht van het molecuul, de snelheid, enz. Een belangrijke rol wordt gespeeld door hoe vreemd het is voor het individu.
De derde kwaliteit is antigeniciteit - het vermogen om een reactie te veroorzaken in bepaalde antilichamen en daarmee verband te houden. Epitopen zijn hiervoor verantwoordelijk, en van hen hangt het type af waartoe het vijandige micro-organisme behoort. Door deze eigenschap kan het binden aan T-lymfocyten en andere aanvallende cellen, maar kan het zelf geen immuunrespons opwekken.
Bijvoorbeeld deeltjes met een lager molecuulgewicht(haptens) kunnen binden aan een antilichaam, maar hiervoor moeten ze als drager aan het macromolecuul worden gehecht om de reactie zelf te starten.
Wanneer antigeendragende cellen (zoals rode bloedcellen) van een donor worden getransfundeerd in een ontvanger, kunnen ze op dezelfde manier immunogeen zijn als de buitenoppervlakken van bacteriën (capsule of celwand) en de oppervlaktestructuren van andere micro-organismen.
Colloïde toestand en oplosbaarheid zijn essentiële eigenschappen van antigenen.
Volledige en onvolledige antigenen
Afhankelijk van hoe goed ze hun functies uitoefenen, zijn er twee soorten stoffen: compleet (bestaande uit eiwitten) en incompleet (haptens).
Een compleet antigeen kan tegelijkertijd immunogeen en antigeen zijn, de vorming van antilichamen induceren en daarmee specifieke en waarneembare reacties aangaan.
Haptens zijn stoffen die, vanwege hun kleine formaat, het immuunsysteem niet kunnen beïnvloeden en daarom moeten samensmelten met grote moleculen zodat ze op de "plaats delict" kunnen worden afgeleverd. In dit geval worden ze compleet en is het hapteengedeelte verantwoordelijk voor specificiteit. Bepaald door in vitro reacties (onderzoek gedaan in een laboratorium).
Dergelijke stoffen staan bekend als lichaamsvreemd of niet-zelf, en stoffen die aanwezig zijn in de lichaamseigen cellen worden auto- of zelf-antigenen genoemd.
Specificatie
- Soort - aanwezig in levende organismen,behoren tot dezelfde soort en hebben gemeenschappelijke epitopen.
- Typisch - gebeurt met totaal verschillende wezens. Dit is bijvoorbeeld de identiteit tussen stafylokokken en menselijke bindweefsels of rode bloedcellen en pestbacil.
- Pathologisch - mogelijk met onomkeerbare veranderingen op cellulair niveau (bijvoorbeeld door bestraling of drugs).
- Stage-specifiek - wordt alleen geproduceerd in een bepaald stadium van het bestaan (in de foetus tijdens de ontwikkeling van de foetus).
Auto-antigenen beginnen te worden geproduceerd in geval van storingen, wanneer het immuunsysteem bepaalde delen van zijn eigen lichaam als vreemd herkent en probeert deze te vernietigen door te synthetiseren met antilichamen. De aard van dergelijke reacties is nog steeds niet precies vastgesteld, maar leidt tot zulke vreselijke ongeneeslijke ziekten als vasculitis, SLE, multiple sclerose en vele andere. Voor de diagnose van deze gevallen zijn in vitro-onderzoeken nodig, die ongebreidelde antilichamen vinden.
Bloedgroepen
Op het oppervlak van alle bloedcellen bevindt zich een enorm aantal verschillende antigenen. Ze zijn allemaal verenigd dankzij speciale systemen. Er zijn er in totaal meer dan 40.
De erytrocytengroep is verantwoordelijk voor de compatibiliteit van bloed tijdens transfusie. Het omvat bijvoorbeeld het ABO-serologische systeem. Alle bloedgroepen hebben een gemeenschappelijk antigeen - H, dat de voorloper is van de vorming van stoffen A en B.
In 1952 werd een zeer zeldzaam voorbeeld gemeld uit Mumbai waarin de antigenen A, B en Hafwezig in rode bloedcellen. Deze bloedgroep werd "Bombay" of "vijfde" genoemd. Zulke mensen kunnen alleen bloed van hun eigen groep accepteren.
Een ander systeem is de Rh-factor. Sommige Rh-antigenen vertegenwoordigen structurele componenten van het erytrocytenmembraan (RBC). Als ze afwezig zijn, is de schaal vervormd en leidt dit tot hemolytische anemie. Bovendien is Rh erg belangrijk tijdens de zwangerschap en de onverenigbaarheid tussen moeder en kind kan tot grote problemen leiden.
Als antigenen geen deel uitmaken van de membraanstructuur (zoals A, B en H), heeft hun afwezigheid geen invloed op de integriteit van de rode bloedcellen.
Interactie met antilichamen
Alleen mogelijk als de moleculen van beide zo dicht bij elkaar liggen dat sommige van de individuele atomen in complementaire holtes passen.
Een epitoop is het overeenkomstige gebied van antigenen. Door de eigenschappen van antigenen kunnen de meeste van hen meerdere determinanten hebben; als er twee of meer identiek zijn, wordt zo'n stof als multivalent beschouwd.
Een andere manier om interactie te meten is de aviditeit van binding, die de algehele stabiliteit van het antilichaam/antigeencomplex weerspiegelt. Het wordt gedefinieerd als de totale bindingssterkte van al zijn plaatsen.
Antigenpresenterende cellen (APC)
Degenen die het antigeen kunnen absorberen en op de juiste plaats afleveren. Er zijn drie soorten van deze vertegenwoordigers in ons lichaam.
- Macrofagen. Ze zijn meestal in rust. Hun fagocytische mogelijkhedenaanzienlijk toenemen wanneer ze worden gestimuleerd om actief te worden. Aanwezig samen met lymfocyten in bijna alle lymfoïde weefsels.
- Dendritische cellen. Gekenmerkt door langdurige cytoplasmatische processen. Hun primaire rol is om op te treden als antigeenvangers. Ze zijn niet-fagocytisch van aard en worden aangetroffen in de lymfeklieren, thymus, milt en huid.
B-lymfocyten. Ze scheiden intramembraan immunoglobuline (Ig) moleculen af op hun oppervlak, die fungeren als receptoren voor cellulaire antigenen. Door de eigenschappen van antigenen kunnen ze slechts één type vreemde stof binden. Dit maakt ze veel efficiënter dan macrofagen, die elk vreemd materiaal dat hen in de weg staat, moeten verslinden
Afstammelingen van B-cellen (plasmacellen) produceren antilichamen.
