Antygeny i

Immunogenność



Antygen

to substancja wprowadzona do

ustroju, która wywołuje odpowiedź
immunologiczną, przejawiającą się
wytworzeniem przeciwciał i

uczulonych limfocytów



Antygen można zamiennie nazywać
immunogenem.

ANTYGENY



Antygeny charakteryzują 2 cechy:
immunogenność i antygenowość



Immunogenność

–zdolność wywołania

odpowiedzi immunologicznej w ustroju



Antygenowość

– zdolność do swoistej

reakcji z produktem odpowiedzi

immunologicznej (przeciwciałem lub

uczuloną komórką T)

ANTYGENY



W obrębie jednego antygenu może
znajdować się wiele fragmentów wiązanych
przez przeciwciała( komórki efektorowe
odporności humoralnej) i receptory
limfocytów T



Są to tak zwane

epitopy

lub

determinanty antygenowe.

ANTYGENY



Struktury te zlokalizowane są na cząsteczce
antygenu lub w jej obrębie



Epitopy są bardzo małe, mogą odpowiadać

4 lub 5 aminokwasom czy

monosacharydom.



Mogą być

linearne

(sekwencyjne)

jest to szereg kolejnych aminokwasów na

jednej nici polipeptydowej. Rozpoznawane
są one przez limf B i T

ANTYGENY

EPITOPY



Mogą być

konformacyjne

(przestrzenne)-

kilka aminokwasów znajdujących się blisko

siebie przestrzennie, ale na różnych
łańcuchach polipeptydowych złożonej
cząsteczki lub na jednym łańcuchu, ale nie
sekwencyjnie. Rozpoznawane są przez
limfocyty B.

ANTYGENY

EPITOPY



Niektóre znajdują się na powierzchni
antygenu inne wewnątrz cząsteczki.



Takie wewnętrzne epitopy są widoczne
wtedy, gdy komórka ulegnie częściowej

degradacji in vivo.



Determinują swoistość cząsteczki antygenu.



Część cząsteczki przeciwciała, która reaguje
z epitopem nazywa się paratopem.

ANTYGENY

EPITOPY



Epitopy obecne w jednej cząsteczce
antygenu mogą być identyczne lub różne i
mogą być wiązane przez przeciwciała o tej
samej lub różnej swoistości.



Antygen zawierający wiele epitopów
nazywamy wielowartościowym lub
poliwalentnym.



Wartościowość równa jest całkowitej liczbie
epitopów, która zawiera dany antygen

ANTYGENY

EPITOPY



Antygeny można podzielić na :

grasiczozależne i grasiczoniezależne

W odpowiedzi na antygeny grasiczozależne

limfocyty B potrzebują ”pomocy ” ze strony
limfocytów T pomocniczych.



Odpowiedź na antygeny grasiczoniezależne
nie wymaga pomocy ze strony limfocytówT.

Należą do nich LPS ścian

bakteryjnych,dekstran

ANTYGENY

EPITOPY



Są to czastęczki zwane antygenami
niekompletnymi albo częściowymi.



Są one zwykle zbyt małe, aby mogły być
immunogenne.



Hapteny nie są w stanie wywołać
odpowiedzi immunologicznej, ale mogą
reagować z produktami tej odpowiedzi (z
uczulonymi limfocytami T lub
przeciwciałami

HAPTENY



Hapten staje się immunogenny po
połączeniu in vitro lub in vivo z nośnikiem,
którym może być jakakolwiek cząsteczka
białka lub wielocukru pod warunkiem, że
same są immunogenne.



Większość haptenów ma niski ciężar
cząsteczkowy <1kDa

HAPTENY



Haptenami mogą być niektóre
leki(penicylina, aspiryna, gentamycyna,
sulfonamidy).



Niektóre hapteny szczególnie łatwo
wytwarzają połączenia kowalencyjne z
białkami tkanek.



Haptenami mogą być pojedyncze atomy
pierwiastków metali ciężkich(chrom,
żelazo).

HAPTENY



Charakter haptenów mają również lipidy(w
LPS) oraz DNA i RNA.



Cząsteczkami nośnikowymi mogą być
albuminy, globuliny oraz syntetyczne
polipeptydy. Leki często wiążą się do
nośników występujących naturalnie w
organizmie (albuminy), co powoduje, że
stają się immunogenne.

HAPTENY



"Klasyczne" antygeny egzogenne
prezentowane są przez wyspecjalizowane w
tym celu komórki w sposób ściśle określony



Powstałe po wstępnej obróbce fragmenty
sfagocytowanego antygenu związane są w
rowku utworzonym przez peptydowe
łańcuchy α i β cząsteczek MHC klasy II i
zmienne domeny swoistego receptora TCR,
zakotwiczonego w błonie limfocytu T.

SUPERANTYGENY



W ten sposób na skutek prezentacji
"klasycznego" antygenu, aktywacji ulegają
jedynie określone, swoiste klony limfocytów
T, które stanowią zaledwie od 0,0001 do
0,1% całej populacji limfocytów T.

SUPERANTYGENY



Niektóre z białek paciorkowcowych i
gronkowcowych wykazują wysokie
powinowactwo do zewnętrznej części
zmiennej łańcucha β receptora
wchodzącego w skład cząsteczki TCR oraz
zewnętrznej powierzchni oddziaływującej z
TCR cząsteczki MHC II. (cząsteczki głównego
układu zgodności tkankowej; Major
Histocompatibility Complex )

SUPERANTYGENY



Mogą one zatem stymulować aktywność
większej, poliklonalnej subpopulacji
limfocytów T zarówno CD4 jak i CD8 -
stanowiącej nawet około 20% całej populacji
tych komórek.



Z tego względu właśnie określa się je
mianem

superantygenów

SUPERANTYGENY



Pobudzenie tak dużej populacji limfocytów
prowadzi do zaburzeń obserwowanych po
wniknięciu superantygenów do ustroju -
następuje wówczas uwolnienie olbrzymiej
ilości cytokin, których działanie może
doprowadzić do wstrząsu.

SUPERANTYGENY



Objawy wstrząsu są podobne do
symptomów szoku septycznego, jaki
obserwuje się w przypadku wtargnięcia
bakterii Gram-ujemnych do ustroju
(działanie endotoksyny - LPS). Wstrząs
wywołany jest działaniem IL-1 (interleukina
1), IL-2 (interleukina 2), TNF α (czynnik
martwicy nowotworu alfa) i IL-6
(interleukina 6).

SUPERTANTYGENY



Zdolność wywołania przez antygen
odpowiedzi immunologicznej,

uwarunkowana jest przez kilka czynników
związanych zarówno z nim samym, jak i z
ustrojem, do którego wnika 

IMMUNOGENNOŚĆ



Antygen musi charakteryzować się
odmiennością w stosunku do organizmu
gospodarza, z którym wchodzi w kontakt



Im cząsteczka jest bardziej obca, tym z
reguły bardziej immunogenna.

IMMUNOGENNOŚĆ



Antygeny konwencjonalne, to antygeny

zewnętrzne



Autoantygeny , to antygeny własne ustroju,
szczególnie kodowane przez geny głównego
układu zgodności tkankowej (MHC).

IMMUNOGENNOŚĆ



Wspólne determinanty antygenowe o
charakterze mukopolisacharydu lub
lipopolisacharydu posiadają antygeny
heterofilne.



Antygeny te znajdują się w bardzo
odległych miejscach drzewa
filogenetycznego.

IMMUNOGENNOŚĆ



Antygeny heterofilne mają wspólny 1 lub
kilka epitopów i wchodzą w reakcje
krzyżowe, tzn. reagują z tym samym
przeciwciałem na skutek obecności
wspólnego epitopu.



Najbardziej znany przykład to antygen
Forssmana, mukopolisacharyd występujący
w erytrocytach wielu gat. zwierząt, a także
obecny u wielu bakterii

IMMUNOGENNOŚĆ



Różnorodność epitopów wpływa na stopień
jego immunogenności.



Im bardziej zróżnicowany jest skład
epitopów w cząsteczce antygenu, tym
bardziej prawdopodobne jest, że wytworzą
się różne odpowiedzi immunologiczne.

IMMUNOGENNOŚĆ



Za wyjątkiem czystych lipidów większość
makrocząsteczek może odgrywać rolę

immunogenów.



Białka są najsilniejszymi immunogenami.
Cząsteczka białka zawiera epitopy o różnych
swoistościach.

IMMUNOGENNOŚĆ



Całkowita odpowiedź immunologiczna jest
sumą wszystkich wytworzonych przez
organizm przeciwciał o różnych
swoistościach.



Immunogenność można podwyższyć przez
dodanie do cząsteczki dodatkowych
epitopów.

IMMUNOGENNOŚĆ



Lipoproteiny , złożone immunogeny
białkowe, które wchodzą w skład wielu błon
komórkowych, wywołują odpowiedź
immunologiczną zarówno wobec epitopów
lipidowych, jak i białkowych.



Większość wielocukrów jest
nieimmunogenna

IMMUNOGENNOŚĆ



Wielocukry nie wykazują wystarczająco
złożonej budowy, aby stać się pełnymi
immunogenami.



Mogą one natomiast nadawać antygenowi
nową swoistość, kiedy związane zostaną we
właściwy sposób z cząsteczką nośnika.

IMMUNOGENNOŚĆ

Pewne wielocukry mogą być

immunogenami, należą do nich:



Wielocukry otoczkowe (dwoinki zapalenia
płuc)



Lipopolisacharydy (endotoksyny będące
składnikami błony zewnętrznej ściany
komórkowej bakterii Gram -).

IMMUNOGENNOŚĆ

Cd. Immunogenów wielocukrowych:



Glikoproteiny(antygeny grupowe krwi ABO,
Rh)-silne immunogeny, odpowiedź
immunologiczna skierowana jest przeciwko
cukrowemu epitopowi cząsteczki.

IMMUNOGENNOŚĆ



Małe polipeptydy, takie jak insulina czy
hormon wzrostu, są zwykle słabo
immunogenne.



Odpowiedź immunologiczną wywołuje się
przez przedłużoną ekspozycję na antygen
albo przez dodanie adjuwantów, substancji
które w dużym stopniu podwyższają
immunogenność cząsteczek antygenów

IMMUNOGENNOŚĆ



Kwasy nukleinowe uważa się za

nieimmunogenne,chociaż w połączeniu z

białkami zasadowymi mogą działać jako
immunogeny.



Lipidy są również nieimmunogenne,chociaż
niektóre-(kardiolipina)są aktywną częścią
antygenu.

IMMUNOGENNOŚĆ

Wielkość cząsteczki:



Zazwyczaj im większa jest cząsteczka, tym
lepszym jest immunogenem.



Z reguły cząsteczki o masie mniejszej niż 5-
10 kDa są nieimmunogenne.



Liczba i różnorodność epitopów wzrastają
proporcjonalnie do wielkości cząsteczki
białka.

IMMUNOGENNOŚĆ



Większe cząsteczki podlegają fagocytozie;
przeciwciała skierowane przeciwko
większości antygenów powstają bardziej
wydajnie, kiedy antygen zostanie wstępnie
przetworzony przez makrofagi. Proces ten
obejmuje fagocytozę antygenu.



Antygeny, które z trudnością lub wcale nie
ulegają fagocytozie, nie są immunogenne.

IMMUNOGENNOŚĆ



Antygeny białkowe z wyższą zawartością
aminokwasów aromatycznych(tyrozyny) są
silniejszymi immunogenami.



Konfiguracja przestrzenna(optyczna).
Polipeptydy zbudowane z L-aminokwasów
są immunogenne, natomiast z D-
aminokwasów nie.



Te ostatnie mogą mieć jednak charakter
haptenu

IMMUNOGENNOŚĆ



Białka o wysokim ładunku elektrycznym są
słabiej immunogenne (protaminy, histony).



Antygeny o małym ciężarze cząsteczkowym
są dość szybko wydalane przez nerki, co
jest

jedną z przyczyn ich słabej

immunogenności. Podobny skutek ma
szybka degradacja metaboliczna antygenu
w ustroju.

IMMUNOGENNOŚĆ



Immunogenność określonego antygenu jest
zależna od czynników genetycznych,
osobniczych oraz gatunku.



Dawka antygenu, sposób, czas i droga
podania mogą znacznie modulować jego
właściwości immunogenne.

IMMUNOGENNOŚĆ



Są wytwarzane przez limfocyty B i komórki
plazmatyczne pod wpływem działania
immunogenu.



Reagują one swoiście z tym antygenem.



Immunoglobuliny są komórkami
efektorowymi (wykonawczymi) odporności
humoralnej.

IMMUNOGLOBULINY



Immunoglobuliny (Ig) są klasą białek o
podobnej budowie i funkcji, natomiast
przeciwciało jest Ig o znanej swoistości.



Wędrują w polu elektrycznym w paśmie
gamma-globulin, stąd często używa się
terminu gamma-globuliny.

IMMUNOGLOBULINY



Oprócz Ig znajdujących się w krążeniu ,
występują Ig wbudowane w błonę
komórkową limfocytów B i stanowią one
receptory antygenowe.



Często używa się dla przeciwciał
terminologii funkcjonalnej: aglutyniny
zlepiają bakterie, precypityny wytrącają
białka rozpuszczalne, cytotoksyny
uszkadzają komórki, opsoniny ułatwiają
fagocytozę.

IMMUNOGLOBULINY

DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ

KONIEC