Учение об инфекции. Неспецифические факторы защиты организма. Иммунная система организма. Антигены. Антигены микробов. Антитела. Клеточная кооперация в иммунном ответе.

Инфекция – это взаимодействие патогенных микробов (при благоприятных  условиях) с организмом человека, животного или растения, в результате чего возникает заболевание.

 Загрязнение патогенными микроорганизмами пищевых продуктов призводитьдо таких опасных болезней: красного тифа, паратифа, холеры, дизентерии, скарлатины, туберкулеза, сибирки и тому подобное. Даже небольшие дозицих возбудителей вызывают заболевания, поскольку, попадая в организм, они начинают активно размножаться. Болезнетворные микробы могут проникать в организм человека через воздух, воду, бациллоносителей –больных людей и животных, насекомых, грызунов и другими путями.

Инфекционные заболевания могут передаваться разным путем: через водух, контакт с больными, через предметы, которые контактировали с больными.
В том числе инфекционные заболевания могут передаваться через продукты  питания.
Инфекцией называют сложные биологические процессы, которые возникают в организме человека, животного или растения в результате проникновения и розмноження в нем патогенных микроорганизмов — возбудителей болезни. 
Исторически сформированное взаимодействие восприимчивого человеческого организма и патогенного микроба при определенных условиях среды получило название инфекционного процесса. Часто «инфекция» отождествляют с понятием «инфекционное заболевание». Однако определение инфекционной болезни как одного из наиболее выраженного проявления инфекционного процесса, очевидно, более правильное. С биологической точки зрения инфекционный процесс является разновидностью паразитизма.
 
Между организмом хозяина и микробами, которые проникли к нему, происходит сложная борьба. Если организм не может противостоять патогенным микробам и нейтрализовать их вредное действие, а внешняя среда способствует развитию микроорганизмов, возникает инфекционное заболевание.
 Следовательно, для возникновения и развития инфекционного процесса необходимы три составляющих части: а) наличие патогенного микроба; б) проникновение его в восприимчивый макроорганизм; в) определенные условия внешней среды, в которой происходит взаимодействие между микро- и макроорганизмом. 
Очень важное значение для возникновения инфекционного процесса имеет состояние макроорганизма. Степень его участия в инфекционном процессе может зависеть от вида и генотипа, реактивности, расстройства функции центральной нервной системы (ЦНС), белкового голодания, наличия витаминов, гормонов и других факторов. В зависимости от состояния, в котором находится макроорганизм, а также влияния внешней среды инфекционный процесс может закончиться гибелью болезнетворного микроорганизма, гибелью макроорганизма или установлением взаимной адаптации между ними.
 Проникновение в макроорганизм патогенного микроба не всегда влечется к заболеванию; во многих случаях оно ограничивается кратковременным инфицированием без проявления болезни или относительно длительным ношением возбудителей инфекции макроорганизмом. Именно благодаря этому инфекция может случаться намного чаще, чем инфекционные болезни.
  Влияние вида и генотипа. Организм человека является восприимчивым к возбудителям гонореи и менингококкового менингита, а почти все животные к ним резистентны (невосприимчивые). Подобные примеры свидетельствуют о наличии у макроорганизмов видовой резистентности (сопротивляемости). В литературе наводятся исчислении примеры генотипової резистентности. Например, возбудитель сибирки по большей части будет поражать травоядных животных. Рядом с этим даны о том, что генотип алжирських овец делает их относительно резистентными к этой болезни.
 

Источником инфекции является зараженный организм человека или животного.

Различают такие пути передачи инфекции от человека.

1. Контактно бытовой путь, когда заболевание передается непосредственно или через предметы, которые окружают больного.

2. Воздушно-капельний путь, когда инфекция передается через капельки слюны, которые попадают в воздух при разговоре, чихании, кашле. Так могут передаваться туберкулез, грипп, коклюш, дифтерия, корь и тому подобное.

3. Передача инфекции через воду, в которую попадают микробы с выделениями больных (холера, брюшной тиф, дизентерия но др.).

4. Через зараженные пищевые продукты.

5. Через укусы кровососных членистоногих (например, малярия).

6. Через почву: например, кишечные заболевания, столбняк.

В динамике развития инфекционного процесса различают такие периоды: инкубационный, предсказателей (продромальный), разгара болезни и период реконвалесценциї (выздоровление). Первой особенностью инфекционного процесса является то, что признаки заболевания оказываются не сразу после заражения, а через определен скрытый, инкубационный период. Он может длиться от нескольких часов до нескольких дней (дифтерия) и даже недель (брюшной тиф). В течение инкубационного периода происходит размножение и нагромождение микробов и их ядов, повышения реактивности организма к возбудителю и его токсинам.

За инкубационным периодом наступает продромальный (период предсказателей болезни), что характеризуется наличием некоторых общих признаков заболевания: небольшим повышением температуры, общим недомоганием и тому подобное. В период разгара болезни инфекционный процесс, при достижении высокой интенсивности, держится на этом уровне определенное время, что является неодинаковым при разных заболеваниях.

При благоприятном ходе болезнь переходит в стадию выздоровления, первым признаком которого является спадение температуры, улучшения общего самочувствия и так далее При многих инфекционных заболеваниях клиническое выздоравливание не совпадает по времени с освобождением инфицированного организма от возбудителя болезни.

 
Формы инфекций. Различают инфекции острые и хронические, явные и скрытые, мешаные и вторичные. Острые инфекции часто характеризуются внезапным началом и сравнительно кратковременным ходом (грипп, кир, скарлатина но др.). Некоторые инфекции, например, туберкулез, бруцеллез, малярия чаще всего имеют хронический характер и отмечаются длительным ходом.
 
В отдельных случаях инфекция может быть смешаной, когда одновременно происходит заражение возбудителями двух или больше патогенных видов.
Часто инфекция может предопределять ослабление организма, который становится склонным к другим заболеваниям. Так, например, после гриппа или кира развивается воспаление легких, ребенок, больной киром, заболевает на дифтерию или наоборот. В таких случаях говорят о вторичной инфекции.
 
Если организм, который перенес какую-то инфекционную болезнь, в результате повторного заражения опять заболевает на ту же болезнь, то говорят о реинфекции. Суперинфекция — это повторное заражение организма, в которого еще перебегает основное заболевание. Заострение процесса в период выздоровления называется рецидивом.
 Вопрос о наследственной передаче инфекционных заболеваний до сих пор еще окончательно не выяснено. Многие исследователи отрицают возможность у человека такой передачи, предопределенной инфицированными половыми клетками. Вместе с этим экспериментальное доказано возможность передачи заразных болезней от больной матери плода через плаценту (стафилококковые заболевания, брюшной и поворотный тиф, вирусный гепатит, сифилис, НИЗ но др.) и во время родов (бленнорея новорожденных).
 
Инфекционные болезни разделяют на экзогенных и эндогенных. При экзогенных заражениях возбудитель проникает в макроорганизм извне — от больных, бациллоносителей, через зараженные им пищевые продукты, воду, воздух, предметы, почва и тому подобное. Эндогенные болезни, которые еще называют аутоинфекциями, возникают в результате активирования собственных микроорганизмов, это может случиться в результате нарушения относительного постоянства внутренней среды макроорганизма, влияния внешних факторов.
Характер распространения инфекционных заболеваний среди населения может быть разный. Если наблюдаются частные случаи инфекционных болезней, то говорят о спорадических (одиночные) заболеваниях.
Значительное количество случаев инфекционного заболевания, связанных общим  источником или общими путями распространения, называется эпидемией (епизоотией— среди животных). Если эпидемия достигает чрезвычайно больших размеров, охватывая целые страны и даже континенты, ее называют пандемией.
Из истории известны примеры многих пандемий в прошлом. Да, в VI и XIV в. наблюдались пандемии чумы, а с 1817 по 1963 г. было семь пандемий холеры. В 1972-1973 гг. вирус гриппа повлек пандемию, которая охватила 2,5 млрд. людей, почти на 1,5 млрд. человек больше, чем пандемия этого заболевания в 1957 г.
 

Патогенность. Что такое патогенность?

Патогенность [от греч. pathos, болезнь + genos, рождение] определяет специфичность патологических процессов, которые вызываются конкретным возбудителем, который проявляется развитием соответствующего типа инфекционного заболевания . Генотип патогена фенотипический проявляется его вирулентными и токсигенними  свойствами. Да, условно патогенные микроорганизмы способны вызывать заболевание лишь при значительных нарушениях функциональных свойств местных и общих защитных факторов. Характерными свойствами патогенных микроорганизмов является специфичность (способность вызывать определенную инфекционную болезнь после проникновения в организм) и органотропность (способность преимущественно поражать определенные органы или ткани).

Критерии вирулентности

К критериям, определяющим вирулентность микроорганизмов, относят инфекционность, способность к колонизации, инвазивность, токсигенность и способность к длительному персистування. С известным допущением настолько значительный набор факторов, которые определяют вирулентность, можно расценивать как «ответ» инфекционного агента на многообразие защитных механизмов организма хозяина.

Инфекционность - собственно способность заражать макроорганизм. Способность к колонизации - свойство заселять очаги первичного инфицирования.

Инвазивность - способность проникать в ткани, которые лежат за пределами входных ворот инфекции, и размножаться в них.

Токсигенность - способность образовывать ядовитые вещества, которые вызывают болезнетворное действие.

Способность к персистування - свойство долгосрочно циркулировать или сохраняться в определенной ячейке, что обусловленно способностью долгое время противодействовать влиянию защитных факторов макроорганизма.

Летальная доза ( DL, LD )

За единицу измерения вирулентности принята летальная доза (DL, от лат. Dosis fetalis) - наименьшее количество патогенных микроорганизмов или токсина, способное вызывать гибель определенного количества лабораторных животных. На практике применяют несколько производных от величин DL.

DCL (dosis certe fetalis) - количество микробов или токсина, который вызывает гибель 100% лабораторных животных.

LD50 - количество патогенных микроорганизмов, способное вызывать гибель 50% экспериментально зараженных лабораторных животных.

Применяют также величины LD70, LD75, LD90 и так далее

Инфицирующая доза (ID)

Инфицирующая доза (ID [от англ. Infectious dose]) - минимальное количество патогенных микроорганизмов, способное вызывать развитие заболевания у определенного количества лабораторных животных. По аналогии с летальным эффектом определяют ID100, ID50 и так далее

Генетический контроль патогенности и вирулентности.

Все вышеназванные факторы и параметры патогенности и вирулентности склонны к фенотипових и генотипових изменений. Причины таких изменений - эффекты разных физических и химических факторов, В первую очередь патогенные свойства бактерий находятся под контролем хромосомных и плазмидних генов. Способность к образованию экзотоксинов детерминируют внехромосомные tox-гени конвертируют бактериофагов и плазмид (например, синтез дифтерийного гистотоксину, ботулиновго нейротоксину но др.)

Генотипичное снижение вирулентности

Генотипове снижения вирулентности возможно при мутациях, рекомбинациях, потере внехромосомных наследственных факторов (плазмид, транспозони, IS- последовательностей).

Фенотипичное снижение вирулентности. Аттенуация.

Фенотипичное снижение вирулентности возможно при попадании возбудителя в неблагоприятные условия. In vitro оно возникает в результате неблагоприятного режима культивирования и состава питательной среды, влияния селективных неблагоприятных факторов или обработки популяции гомологической антисывороткой.

In vivo снижения вирулентности возникает в результате селекции маловирулентных штаммов в гетерогенной популяции возбудителя под действием защитных факторов, антимикробных препаратов но др.. Популяция, которая выжила,  приобретает стойкость к этим влияниям, но «платит» своими патогенными свойствами (например, за счет потери плазмидних или хромосомных генов патогенности) .

Со времен Пастера искусственное снижение вирулентности - атенуация [от лат. attenuo, ослаблять] - положено в основу производства ряда вакцин. Таким образом, патогенность - качественная, признак болезнетворного микроба, а вирулентность - количественное проявление патогенности.

К основным факторам патогенности (вирулентности) относят способность микроорганизмов к колонизации, их стойкость к разным микробоцидних факторам организма, инвазивность и токсигенность, а также способность к длительному персистування.

Способность к колонизации. Адгезия. Факторы колонизации.

Размножению бактерий в первичном очаге инфицирования предшествует адгезия [от лат. adhaesio, прикрепляться к чему-либо], то есть закрепление бактерий на поверхности клеток, что, собственно, и служит началом инфекционного процесса.

Прикрепление к поверхности клеток (например, к эпителию слизевых оболочек) обеспечивает адгезин, или факторы колонизации - разные микробные продукты - молекулы адгезии (белки, ЛПС, липо-тейхоєви кислоты). Молекулы адгезии могут располагаться непосредственно на поверхности бактериальной клетки или входить в состав микроворсинок или капсул. Взаимодействие инфекционного агента с эпителиальными клетками происходит за счет нескольких типов связей, разных по природе и специфичности. Выделяют связки, основанные на взаимодействия электростатических сил, обусловленные гидрофобными свойствами поверхности, лиганд-рецепторни взаимодействия.

Заряд. Бактериальные и еукариотични клетки заряжены негативно, но поверхностные микроворсинки грамотрицательных бактерий снижают заряд бактерий и уменьшают электростатические силы отталкивания.

Гидрофобная. Безкапсульни бактерии владеют высокой гидрофобной, которая усиливает адгезивнисть; гидрофобные участки владеют родством к лиганд на поверхности еукариотичних клеток, что и приводит к прочности связи.

Специфические взаимодействия. На поверхности бактерий есть молекулы, способные к стереоспецифичного связыванию с комплементарними молекулами на мембранах еукариотичних клеток (например, гемаглютинини или тейхоєви кислоты).

Другие механизмы колонизации. Некоторые бактерии способны «предварительно готовить» место для последующего размножения; например, нейраминидаза облегчает проникновение холерного вибриона через слой слизи и контакт с сиалосодржащими рецепторами эпителия кишечника. Микроорганизмы также способны сорбировать на бактериях, которые уже колонизировали поверхность слизевых оболочек, или связывать белки (например, фибронектину), рецепторы к которому есть на многих клетках макроорганизма. У капсульованих бактерий в прикреплении активно участвуют полисахариды капсулы.

Для успешной колонизации очага первичного инфицирования бактерии должны выдержать действие многочисленных и разнообразных микробоцидних факторов хозяина. Для защиты от них микроорганизмы активно используют ряд структур (например, капсулы) и секретированных веществ (например, ферменты).

Капсула как фактор патогенности микроорганизмов. Подавляющая активность ферментов микробов как фактора патогенности. Инвазивность микроорганизмов.

Капсула (или ее менее выраженный аналог - слизевой слой) ингибує начальные этапы защитных реакций - распознавание и поглощение.

• Капсулы «экранируют» бактериальные структуры, которые активируют систему комплемента, а также структуры, распознаваемые иммунокомпетентными клетками. Например, слой капсульної- вещества защищает тейхоєви кислоты стафилококков от связывания опсонином.

• Гидрофильность капсул утруждает их поглощение фагоцитами, а именно капсульное вещество защищает бактерию от действия лизосомальных ферментов и токсичного оксиданта, который выделяется фагоцитирующими клетками.

• Большое значение имеет легкое отделение капсул или слизевого слоя от поверхности бактерий. В частности, при поглощении капсульованих бактерий (например, синьогнийної палочки), последние легко «снимают из себя» капсулы и избегают прямого контакта с фагоцитом.

Подавляющая активность ферментов микробов как фактор патогенности

Микроорганизмы синтезируют разные ферменты, которые обезвредил много гуморальных защитных факторов организма. Например, много возбудителей, особенно тех, которые паразитируют на слизевых оболочках, выделяют протеазы, которые расщепляют в том числе и молекулы IGA. В инактивированных токсичных кислородных продуктов фагоцитов задействованы каталаза и суперокисел-дисмутаза.

Бактериальные ферменты также способны изменять рН окружающей среды, делая его  пригодным для размножения бактерий. Например, Helicobacter pylori выделяет уреазу, какая нейтрализуюет кислая среда в желудке.

Инвазивность микроорганизмов

Патогенность многих микроорганизмов (например, шигел) связана с проникновением в эпителиальные клетки, где они размножаются, вызывая нарушение целостности пласта эпителия. Основные факторы, которые обеспечивают инвазивность бактерий, - подвижность (обеспечивает проникновение как в клетки, так и межклеточные пространства) и особенные клеточные факторы - инвазини [от лат. invasio, проникать, атаковать], что способствуют проникновению в епителиоцити помощью ендоцитозу (например, поверхностные белки грамотрицательных бактерий). Некоторые микроорганизмы проникают за пределы эпителия или с помощью активной инвазии, или в результате вживления через разные повреждения кожных покровов. Как разновидность инвазии можно рассматривать способность микроорганизмов распространяться из первичного очага инфекции и циркулировать в крови.

Токсигенность микроорганизмов.

Токсины. Парциальные токсины. Цитолизини. Протоксин.
Токсини [от трем, toxikon, яд] - важнейшие факторы патогенности, которые производятся микроорганизмами и реализуют основные механизмы инфекционного процесса. Роль микробных токсинов в патогенезе инфекционных болезней впервые довели Е. Ру и А. Иерсен (1888), которые отделили «ядовитая начало» возбудителя дифтерии от бактериальных клеток и сумели воспроизвести с его помощью клиническую картину болезни у морских свинок.

Таблица . Характеристика бактериальных токсинов

Особенности токсина	Экзотоксины	Эндотоксины
Продуцент	Граммположительные и грамотрицательные бактерии	Грамотрицательные бактерии
Локализация	Внутри- и внеклеточная	Внутриклеточная
Химическая природа	Пептиды	Комплексы «БИЛОК-ЛПС»
Стабильность при 100 °С	Лабильные	Стабильные
Инактивация формальдегидом	Инактивуются	Не инактивуться
Нейтрализация гомологическими AT	Полная	Частичная
Биологическая активность	Индивидуальная для каждого токсина	Общая для всех токсинов
Токсичность	100-1 000 000	0,1

Токсины облегчают первичную колонизацию и вызывают системные поражения, которые характеризуют специфические проявления той или другой инфекционной болезни. Некоторые токсины не ведут к развитию клиническую картину, но вносят взнос в патогенез заболевания (так называемые парциальные токсины). Спектр активности токсинов чрезвычайно широкий: от веществ, которые облегчают распространение по тканям, к метаболитив, селективно повреждают активность определенных клеток. Бактериальные токсины традиционно разделяют на эндотоксины и экзотоксины (их основные характеристики представлены в табл.), хотя подобная классификация не совсем корректна.

Правильнее была бы систематизация токсинов за химическим составом (например, фосфолипази или детергенти) или при механизме действия, например, на поражающих клеточную мембрану (цитолизини) и действуют на разные внутриклеточные мишени. К сожалению, химический состав значительной части токсинов и комплекс надаваних ими биологических эффектов изученные недостаточно. Много бактериальных токсинов производятся в форме предшественников (протоксин), трансформируются в активную форму. За единицу измерения биологической активности токсинов, как и вирулентности микроорганизмов, принятая величина летальной дозы.

Экзотоксины. Экзотоксины микроорганизмов. Классификация экзотоксинов. Группы экзотоксинов.

Экзотоксины - секреторные белковые вещества, обычно проявляют ферментативную активность. Нередко экзотоксины служат единственным фактором вирулентности микроорганизма, действуют дистанционно (далеко за пределами очага инфицирования) и ответственные за клинические проявления инфекции (например, энтеротоксины вызывают диарею, нейротоксины - параличи и другие неврологические симптомы). Наибольшую токсичность проявляет ботулотоксин - 6 кг токсина могло бы убить все человечество.

Высокая токсичность экзотоксинов обусловлена особенностью структуры их фрагментов, которые имитируют строение субъединиц гормонов, ферментов или нейромедиаторов хозяина. В результате экзотоксины проявляют свойства антиметаболита, блокируя функциональную активность естественных аналогов. Экзотоксины обнаруживают высокую иммуногенность', в ответ на их введение образуются специфические нейтрализующие AT (антитоксины). За степенью связи с бактериальной клеткой экзотоксины разделяют на три группы - А, В и С.

Группа А экзотоксинов - токсины, секретируются во внешнюю среду (например, токсин дифтерийной палочки).

Группа У экзотоксинов - токсины, частично секретируются во внешнюю среду и частично ассоциируемые с бактериальной клеткой (например, тетаноспазмин столбняковый палочки).

Группа С экзотоксинов - токсины, связанные с бактериальной клеткой и высвобождаются после ее гибели (например, экзотоксины ентеробактерий).

Свойства экзотоксинов

• Экзотоксины обычно содержат бифункциональные (лигандни и ефекторни) структуры. Первые распознают и связывают комплементарний рецептор (ганглиозид, белки, гликопротеиды) на мембране клетки, вторые обеспечивают ефекторну действую, наиболее часто - гидролиз НАД к АДФ-рибози и никотинамиду с последующим перенесением АДФ-рибозильного остатка на мишени.

• Связывание и проникновение экзотоксинов в известной мере напоминает механизм действия пептидных и гликопротеїнових гормонов, что обусловленно родством их молекулярных структур. Внутриклеточная мишень для ефекторної части молекулы токсина - обычно жизненно важная система, например биосинтезу белка (для А-токсину синьогнийної палочки и шигел) или аденилатциклазна система (для холерогена, термолабильного токсина кишечной палочки или экзотоксина Bordetella pertussis).

• Наиболее распространенная классификация экзотоксинов основана на характере мишеней для их эффектов: нейротоксины поражают клетки нервной ткани, гемолизин разрушают эритроциты, энтеротоксины поражают эпителий тонкого кишечника, дерматонекро-токсини вызывают некротические поражения кожных покровов, лейкоцидини повреждают фагоциты (лейкоциты) и так далее

• За механизмом действия среди экзотоксинов выделяют цитотоксини (например, энтеротоксины или дерматонекротоксини), мембранотоксини (например, гемолизин и лейкоцидини), функциональные блокатори (например, холероген), ексфолиатин и еритрогенини. Нередко патогенные бактерии синтезируют несколько экзотоксинов, которые проявляют разное действие (летальную, гемолитическую, цитотоксическую и так далее).

Эндотоксины. Эндотоксины микроорганизмов. Эндотоксиновый шок. Ендотоксинемия. Экзоферменты. Суперантигены.

В известной мере токсигеннм микроорганизмам, которые активно секретируют токсины,  противопоставившие патогенные бактерии, которые владеют токсичными субстанциями, которые слабо диффундируют в окружающую среду и названные (по предложению Г. Пфайффера) эндотоксинами.

Эндотоксины - интегральные компоненты клеточной стенки грамм негативных бактерий; большая их часть высвобождается только после гибели бактериальной клетки. Представленные комплексом протеинов, липидных и полисахаридов остатков. За проявление биологического эффекта ответственны все группировки молекулы эндотоксина.

Биологическая активность напоминает такую у некоторых медиаторов воспаления; ендотоксинемия обычно сопровождается лихорадкой, обусловленной выбросами эндогенного пирогена из гранулоцитов и моноцитов. При попадании значительного количества эндотоксина в кровоток возможный эндотоксиновый шок, обычно заканчивается смертью больного.Бактериальные эндотоксины проявляют сравнительно слабую иммуногенность, и иммунные сыворотки не способны полностью блокировать их токсичные эффекты. Некоторые бактерии могут одновременно синтезировать экзотоксины и выделять (при гибели) эндотоксины (например, токсигенни Escherichia coli и холерные вибрионы).

Экзоферменты

Важными факторами патогенности следует считать экзоферменты (например, лецитиназу, гиалуронидазу, коллагеназу и ин), которые нарушают гомеостаз клеток и тканей, что приводит к их повреждению. Способность к образованию экзоферментов во многом определяет инвазивность бактерий - возможность проникать через слизевые оболочки, сполучнотканинни и другие барьеры. Например, гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, которая входит в состав межклеточного вещества, которое повышает проницаемость разных тканей. Этот фермент синтезируют бактерии родов Clostridium, Streptococcus, Staphylococcus и ин, Нейраминидаза облегчает преодоление слоя слизи, проникновения внутрь клеток и распространения в межклеточных пространствах. Нейраминидазу секретируют холерные вибрионы, дифтерийная палочка; она также входит в состав вируса гриппа. К этой же группе следует отнести и бактериальные ферменты, которые раскладывают антибиотики.

Суперантигены

Некоторые токсины (например, токсин Дика стрептококков или энтеротоксин стафилококков) способны действовать как суперантигены, вызывая поликлональную активацию разных клонов лимфоцитов. Поликлональная активация сопровождается гиперсекрецией лимфокина с развитием цитокинопосредованої интоксикации.

АНТИГЕНЫ. АНТИГЕНЫ МИКРОБОВ. АНТИТЕЛА. КЛАССЫ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ.

 Общая характеристика антигенов¶

Антигены - это биополимеры, природные или синтетические соединения, которые распознаются лимфоидными клетками и способны вызывать иммунный ответ.Последний может проявляться синтезом антител, гиперчувствительностью, иммунологической памятью, иммунологической толерантностью. Из определения следует, что антигены характеризуются двумя взаимосвязанными свойствами: избирательно взаимодействуют со специализированными рецепторами лимфоцитов (антигенная специфичность) и тем самым вызывают синтез антител, и реагируют с ними. Антигенами являются белки, некоторые природные и синтетические полипептиды, полисахариды и их комплексы с белками, липидами, нуклеиновые кислоты.

Исходя из этого, большое количество разнообразных антигенов содержат бактерии, грибы, простейшие, риккетсии, вирусы, клетки и ткани, микробные яды, яды пчел и змей. Антигены - это органические вещества микробного, растительного и животного происхождения, а также полученные синтетическим путем. Антигенами могут быть как вредные, так и безвредные для организма вещества. Количество антигенов в природе растет за счет того, что многие неантигенных веществ приобретают антигенные свойства в смеси или в сочетании с другими соединениями. В связи с тем, что природные антигены по своей структуре достаточно сложны, они вызывают не один, а несколько иммунных ответов, хотя какой-то из них в обычных условиях всегда доминирует.¶Целый ряд веществ самостоятельно не могут вызвать иммунный ответ,но если они соединяются с высокомолекулярными белковыми носителями, то такую способность они приобретают. Эти вещества получили название неполноценных антигенов или гаптенов. Они являются химическими веществами малой молекулярной массы - антипирин, динитрофенол, арсенилаты, а также более сложные субстанции: некоторые бактериальные полисахариды, туберкулин, ДНК, РНК, липиды. Антитела, возникшие на комплекс гаптен-белок, способны реагировать как с этим комплексом, так и со свободным гаптеном.

Основные свойства веществ – антигенов.

¶Химическая природа. Известно, что вещества со сложной химической структурой имеют значительную антигенность. Наиболее выраженные антигенные свойства присущи белкам. Теоретически из 20 основных аминокислот можно построить 10²⁰ различных по антигенным свойствам полипептидов. Обязательным условием антигенных свойств белков является доступность тирозиновых остатков для рецепторов иммунокомпетентных клеток. Однако для проявления их антигенности имеет значение не только химическая стуктура, но и их химическое состояние. Белки - антигенные только в коллоидном состоянии. По сравнению с белками, полисахаридами в чистом виде редко явлляются антигенами. Антигенные свойства полисахариды проявляют в составе сложных соединений с липидами и белками. В то же время хорошими антигенами являются полисахариды клеточной стенки и капсул бактерий, полисахариды животного происхождения, например, гликоген, вещества, определяющие группы крови человека.¶

В комплексе с белками, как гаптенные субстанции, могут функционировать такие липиды: кардиолипин, холестерин, лецитин, кефалин. Они стимулируют синтез антител и реагируют с ними.

¶Важным свойством антигенов является их генетическая чужеродность. Известно, что каждый индивидуум имеет свой индивидуальный набор генов, а значит свой набор макромолекул - белков-антигенов. Благодаря этому, и возможно существование индивида как такового. Иммунная система является тем цензором, контроллером, который не допускает в организм вещества с другой генетической программой и следит за генетическим составом своей внутренней среды. В связи с чем существует такое определение антигенов - это вещества, которые несут на себе признаки чужеродной генетической информации.

Антигенные различия существуют между видами и между отдельными лицами внутри вида. Вещество является антигеном для данного вида, если оно генетически чужеродного для его лимфоидной системы. Степень чужеродности является важным фактором иммуногенности антигена. Вещества, очень похожи по своей химической структуре к собственным веществ организма, являются слабыми антигенами. Вещества, которые выполняют в различных организмов одну и ту же функцию - также плохие антигены (гемоглобин, инсулин и др.).. В то же время в собственном организме есть вещества и ткани, которые в период эмбрионального развития не контактировали с лимфоидной тканью, поэтому лимфоидная система "не знает" об их существовании. И если при определенных патологических процессах эти вещества попадают в кровь, лимфоидная система реагирует на них как на чужеродные (хрусталик глаза, щитовидная железа, мозговая ткань, сперматозоиды, казеин и др..).¶Такие вещества являются антигенными для собственного организма и называются аутоантигенами. Кроме того, различные процессы в организме могут приводить к частичным изменениям молекул собственного организма (вирусы, яды, химические вещества, ионизирующая радиация, температурный фактор), и они также становятся антигенами.¶Следующей свойством антигенов является их макромолекулярность. Чем выше молекулярная масса, чем сложнее их структура, тем лучшими антигенамиявляются они. Как правило, у хороших антигенов молекулярная масса составляет десятки тысяч дальтон. Чем больше на поверхности антигена различных конечных остатков аминокислот (-СООН,-ОН,-SО3Н), моно-и дисахаров, так называемых детерминантных групп, тем лучше антигенные свойства.¶

Специфичность антигена. Как правило, любой антиген состоит из двух частей: высокомолекулярного носителя, который обеспечивает макромолекулярнисть, молекулярную массу (это белок или полисахарид) и детерминантой группы, от которой зависит специфичность антигена. На одном носителе может быть много детерминантных групп, и на каждую из них синтезируются отдельные антитела.

¶Специфичность антигена обусловлена не только структурой детерминантой группы, но и ее пространственным размещением. Вещества с одинаковыми детерминантами, но с разным ее пространственным размещением (орто-, парарозмищення, L-и D-структуры) - отличные в антигенном отношении. Детерминанты специфичности белковых антигенов является комбинацией остатков аминокислот, образующих определенную конфигурацию, олигопептиды, концевые аминокислоты.¶Иммунологическая специфичность антигенов полисахаридной происхождения определяется составом сахаров и типом связи. Этими детерминантами могут быть моно-, ди-и трисахариды, состоящие из 5-6 простых сахаров. Роль носителя, наверное, заключается в том, что он стабилизирует стереохимическая структуру детерминанты в выгодном положении для соединения с активным центром антитела.¶

Различают такое понятие как валентность антигена. Валентность антигена - это количество детерминантных групп на его молекуле. Неполноценные антигены, как правило, имеют только одну детерминантные группу и поэтому является одновалентными.¶Детерминантные группы антигена распознаются рецепторными структурами антител и иммунокомпетентных клеток. Их называют эпитопами. Эпитоп - это частица антигена, которая соединяется с активным центром антитела (идиотип).

¶Большое значение для антигенных свойств вещества имеет стабильность конструкции молекулы, ее жесткость. Желатин, имея высокую молекулярную массу, является плохим антигеном из-за нестабильности конструкции молекулы, которая поворачивается вокруг своей оси. Если структуру молекулы с помощью соответствующих веществ стаби-лизировать, то желатина становится хорошим антигеном.¶Виды специфичности. Как мы уже говорили, специфичность антигенов определяется особенностями химической структуры, их Детерминантные группами (эпитопами). Различают специфичность видовую, групповую, типовую, гетероспецифичнисть, органную и тканевую.¶

Видовая специфичность. Каждый вид организма имеет в органах и тканях свои характерные антигены. Эти антигены носят название видовых.¶В разных индивидуумов одного и того же вида одинаковые белки отличаются по антигенным свойствам, что обусловлено генотипически. Эти различия называются алотипичнимы.¶

Групповая специфичность. Среди животных одного и того же вида есть группы, которые отличаются специфическими антигенами. Такие антигены общие для групп животных или людей называются групповыми или изоантигены. У людей различают 14 групп по изоантигены эритроцитов, существует также система HLA (лейкоцитарных антигенов), которая играет главную роль в реакциях гистосовместимости. Однако в повседневной практике чаще используется определение основных четырех групп крови, которые ассоциированы с наличием соответствующих антигенов на эритроцитах. При наличии антигена А (группа А), В (группа В), АВ (группа АВ), при отсутствии антигенов АВ (группа В). Их опридилення имеет решающее значение при переливании крови. Основная схема переливания крови представлена ниже.¶Типовая специфичность. Эти антигены обусловливают различия среди штаммов одного и того же вида микробов. По таким типичными антигенами различают отдельные типы стрептококков, менингококков, ботулинового токсина т.п.¶Под гетероспецифичностью понимают такое состояние, когда у разных видов находят одинаковые антигены. Например, так называемый антиген Форсманом находят у сальмонелл, бараньих эритроцитах, почках гвинейской свинки.