Антиген

Антигены: какие они бывают и роль их в диагностике заболеваний

Антиген, этот медицинский термин давно уже на слуху у людей даже далеких от медицины. Но не все понимают, что он означает и чем отличаются понятия антиген и антитело. В этой статье хочу объяснить так, чтобы было понятно всем, что такое антиген, какие бывают антигены, при каких заболеваниях их ищут в крови, различных секретах человеческого организма.

Чтобы не путаться, забегая вперед, скажу, что антиген, это враг организма, приводящий к развитию отравления, аллергической реакции или воспаления. А антитело, это в большинстве случаев друг, нейтрализующий врага.

Древняя мудрость гласит, что “Врага надо знать в лицо”, поэтому далее подробно и понятно расскажу об этих врагах.

Что такое антиген?

Антигены, это вещества, присутствие которых в организме, приводит к иммунному ответу [1].

Они имеют разный химический состав и разное происхождение, обладают генетической чужеродностью, вызывая разные виды иммунных реакций.

Попадая в организм человека, запускают иммунные реакции:

1. Гуморальные, основанные на выработке антител, иммуноглобулинов. Комбинация цепей иммуноглобулинов (Пул) формирует иммунитет.
2. Клеточные, результатом которых является выработка веществ, нейтрализующих и уничтожающих антигены.

В ответ на попадание антигена иммунитет может ответить избыточной реакцией, которая получила название гиперчувствительности.

Выделяют пять типов гиперчувствительности:

1. Первый тип - анафилактический, сопровождающийся выраженными клиническими проявлениями.
2. Второй тип - цитотоксический, основан на повышении активности специальных клеток, способных уничтожить чужеродные вещества.
3. Третий тип - иммунокомплексный, с формированием комплексов антиген-антитело, которые могут откладываться на поверхности тканей и вызывать патологические изменения.
4. Четвертый тип - гиперчувствительность замедленного типа, характеризующуюся отсроченным действием.
5. Пятый тип - аутоаллергия, развитие иммунного ответа на собственные клетки.

Чтобы называться антигеном, вещество должно обладать определенными свойствами, которые присутствуют независимо от их молекулярной структуры.

Чаще всего это объединение молекул полисахаридов и белков. Реже они представлены моносахаридами, нуклеиновыми кислотами или липидами. Возможно сочетание молекул различных веществ, например липидов и сахаров, белков и углеводов.

Антигены имеют специфические свойства:

1. Иммуногенность, возможность влияния на иммунитет, это значит способность стимулировать иммунный ответ.
2. Антигенность, вероятность развития реакции только со специфическими антителами и рецепторами иммунных клеток, влияние на определенные ткани.
3. Чужеродность, свойство применительное к определенным видам организмов. Для одних видов данное вещество является чужеродным, для других нет. Смешивание одногруппной крови не является чужеродным, а разных групп приводит к несовместимости [3].
4. Специфичность, наличие на молекуле специального фрагмента, за счет которого происходит распознавание его иммунной системой. Такой фрагмент носит название эпитоп. У одних эпитоп один, у других несколько.

Антигены не только приводят к развитию иммунного ответа, но и вызывают патологический процесс. Действие их определяется возможностью взаимодействия с различными клетками.

Какие бывают типы антигенов

Если антиген попадает из окружающей среды, то его называют экзогенным. С такими чужеродными веществами контакт происходит наиболее часто.

Экзогенные, это самая большая группа антигенов:

1. химические вещества;
2. яды и токсины;
3. продукты жизнедеятельности паразитов;
4. патогенные компоненты микробов, грибков и вирусов;
5. некоторые частички из пищи и пыльцы.

Антигены, вызывающие аллергическую реакцию, называются аллергенами. Это могут быть молекулы пищевых продуктов, пыльцы растений, лекарственных средств. В этом случае посторонними становятся самые обычные вещества, которые у большинства людей не вызывают никакой реакции.

Аллергенами они являются в индивидуальных случаях для некоторых людей. Аллергическая реакция, это неправильная оценка иммунной системой, попадающих в организм веществ.

Аллергенами часто становятся такие продукты, как орехи, морепродукты.

А из лекарственных препаратов противовоспалительные средства и антибиотики [4].

Антигенами, как и аллергенами могут быть различные химические вещества, попадающие в организм через дыхательные пути или желудочно-кишечный тракт, контактирующие с кожей или слизистыми.

Самыми распространенными антигенами являются компоненты клеточных мембран, вещества, выделяемые в процессе жизнедеятельности, генетические детерминанты, токсины бактерий, вирусов, грибков, простейших и многоклеточных паразитов.

Бактерия и вирус

Все они приводят к развитию патологического процесса, заболевания.

Вирусные антигены:

1. участки оболочки вирусов;
2. молекулы, из которых построены ядро вируса;
3. компоненты, образующиеся при образовании новых вирусных частиц.

Антигены располагаются в разных частях микроорганизма. Они могут быть ядерные, поверхностные и капсидные. Различают антигены по их действию. Так у вируса гриппа есть нейраминидаза, влияющая на нервную систему и гемагглютинин, действующий на свертывающую систему крови и сосуды.

Бактериальные антигены:

1. продукты жизнедеятельности бактерий;
2. токсины, выделяемые ими в окружающую среду, экзотоксины, у живого микроорганизма, эндотоксины, после его гибели;
3. соматический или О-антиген, находящийся внутри бактерии;
4. жгутиковый (Н-антиген);
5. поверхностный или капсульный К-антиген.

Кроме того, что микроорганизмы сами оснащены антигенами, они еще способствуют выработке несвойственных человеку макромолекул клетками хозяина.

Вырабатывают антигены одноклеточные и многоклеточные паразиты. Чужеродные вещества находятся на их поверхности и образуются в результате их жизнедеятельности.

Другие антигены образуются в организме человека и их называют эндогенными.

Эндогенные антигены возникают в результате мутаций клеток. Они располагаются на поверхности раковой опухоли. Иммунная система вырабатывает против них антитела, но не может нейтрализовать онкологический процесс. При разных видах опухолей в крови определяется повышенная концентрация таких антител.

Отдельные органы синтезируют определенные антигены в норме, как, например, предстательная железа у мужчин ПСА (простатический специфический антиген).

Еще одним антигеном, присутствующим в организме может быть РЭА (раково-эмбриональный антиген).

Эти антигены в определенных концентрациях присутствуют в организме здорового человека. Повышение их уровня свидетельствует о патологии.

Выделяют еще аутоантигены, то есть нормальные белки, подвергающиеся атаке собственной иммунной системы. Такой сбой приводит к развитию аутоиммунного заболевания. Ошибки в работе иммунной системы, когда она воспринимает собственные клетки за чужие, могут быть вызваны генетическими нарушениями, хроническими воспалительными процессами, неблагоприятным влиянием окружающей среды.

По своей сути аутоантигены, это нормальные клетки, но иммунитет вырабатывает против них антитела, пытается уничтожить.

Кроме полных антигенов есть неполные или гаптены.

Гаптены, это чужеродные для организма вещества, не способные при своем вторжении вызвать иммунный ответ [2]. Они имеют слишком маленькую молекулярную массу, и превращаются в полноценные антигены только при воссоединении с белковыми молекулами. Этими белками носителями часто бывают альбумины и глобулины сыворотки крови.

Гаптены не стимулируют образование антител, но могут связываться с уже циркулирующими в плазме антителами. Эти полуантигены обладают специфичностью и антигенностью, но не обладают иммуногенностью.

Примерами гаптенов являются некоторые химические соединения, в том числе лекарственные средства, которые могут запускать аутоиммунные реакции. Так пенициллин иногда провоцирует аутоиммунную гемолитическую анемию. Другими неполными антигенами являются хром и никель. Они вызывают аллергическую реакцию, связываясь с белками кожи. Гаптены могут содержаться в пищевых продуктах, средствах бытовой химии, пестицидах. В организме человека гаптен соединяется с белком и становится полным антигеном, способным вызывать иммунный ответ организма.

Что вызывают антигены

Почему мы уделяем такое внимание антигенам? Казалось бы, все и так ясно. Чужеродные вещества попадают в организм, иммунная система их нейтрализует. Именно так происходит в большинстве случаев. Каждый день человек контактирует со множеством антигенов и организм сам справляется с ними.

Но в некоторых ситуациях иммунитет дает сбой, ему не удается полностью устранить или нейтрализовать чужака. Тогда развивается патологический процесс. Это может быть инфекционная болезнь, воспаление, отравление, аллергическая реакция, аутоиммунное заболевание, онкология.

Сила антигена превышает силу иммунного ответа в следующих ситуациях:

1. когда поступает слишком много чужеродного вещества;
2. если одновременно попадает несколько разных антигенов;
3. в случае иммунодефицита;
4. при наличии ослабляющих организм факторов (переохлаждение, голодание, применение влияющих на иммунитет препаратов).

Если антигены преодолевают иммунную защиту, то развивается патологический процесс.

В зависимости от того каким путем попало чужеродное вещество, на какие органы и системы нацелено его влияние отмечаются те или иные симптомы.

Клинические проявления различаются при инфекционных заболеваниях, аутоиммунных патологиях и аллергических реакциях.

Основные симптомы при инфекциях:

1. Интоксикация, проявляющаяся лихорадкой, ломотой в теле, плохим самочувствием, слабостью. Это обусловлено влиянием токсинов.
2. Катаральные проявления в виде кашля, насморка, першения в горле. Симптомы возникают в результате прямого раздражающего действия микроорганизмов и аллергической реакции на них.
3. Дисфункция желудочно-кишечного тракта, тошнота, рвота, боли в животе, диарея.В результате прямого влияния микроорганизмов и их токсинов на слизистую оболочку желудка и кишечника.
4. Изменение цвета кожи и высыпания.Это происходит в ответ на воспаление и как результат аллергической реакции.
5. Головные боли, невралгии, парезы, параличи, менингеальные симптомы, как проявление заинтересованности нервной системы. В одних случаях к поражению клеток нервной системы приводят сами антигены, например нейраминидаза вируса гриппа. В других, оказывают токсическое влияние продукты жизнедеятельности микроорганизмов.
6. Нарушение мочеиспускания, патология почек часто обусловлена аутоиммунной агрессией.

Аутоиммунный процесс играет важную роль в патогенезе многих инфекционных заболеваний. Но есть тяжёлые системные аутоиммунные заболевания, при которых антигенами являются собственные клетки. К таким болезням относятся: системная красная волчанка, дерматомиозит, ревматоидный артрит. Аутоиммунная агрессия может быть направлена против любых тканей и клеток разных органов. Возможно развитие аутоиммунного гепатита, гастрита, нефрита, колита.

Аллергические реакции бывают местными и общими. Местные проявляются реакцией кожи или слизистой на контакт с аллергеном. Например, контактный дерматит. Также к местным реакциям относятся аллергический конъюнктивит, аллергический ринит. Общие аллергические реакции протекают с развитием:

1. бронхоспазма, появлении затрудненного дыхания;
2. кожной реакции в виде распространенного дерматита или крапивницы;
3. отёка подкожной клетчатки, отёка Квинке;
4. снижения кровяного давления, развития анафилактического шока.

В процессе взаимодействия антигена и организма человека, несмотря на появление признаков болезни, иммунная система продолжает работать.

Часто для победы организму нужна медицинская помощь. А чтобы терапия была адекватной, требуется определить причину заболевания.

Есть разные способы диагностики, одним из них является выявление антигенов.

Значение антигенов в клинике

Антигены являются причиной развития заболевания. При обнаружении их появляется возможность ранней диагностики в первую очередь инфекционных болезней. С целью обнаружения антигенов проводятся серологические методы, используются достижения молекулярной биологии, применяется микроскопия и бактериологические исследования.

Серологические исследования основаны на определении антигенов с помощью меченых антител либо в реакции преципитации. Реакция преципитации, это выпадение в осадок антигенов после их соединения с антителами. Учитывая специфичность антигенов, проводится выявление их по известным антителам. Для проведения реакций созданы специальные диагностикумы. Так определяют наличие не только инфекционных антигенов, но и аллергенов.

Методы молекулярной диагностики позволяют идентифицировать антиген по генетическому материалу. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) используется для обнаружения ДНК и РНК патогенов.

В своей практике я часто назначаю анализы на выявление возбудителей методом ПЦР. Полученные результаты позволяют поставить диагноз на самых ранних сроках развития болезни. Это помогает мне выбрать правильную тактику лечения.

Извозчикова Нина Владиславовна, Врач-инфекционист, кандидат медицинсках наук, стаж более 40 лет

В качестве вспомогательных исследований делают:

1. клинический анализ крови, позволяющий судить о характере патологического процесса;
2. биохимический профиль, по которому судят о состоянии организма;
3. скрининг иммунного статуса, свидетельствующий о реакции иммунной системы.

Антигены играют важную роль в создании вакцин и сывороток, используемых для профилактики и лечения.

Сыворотки содержат уже готовые антитела, а вакцины содержат ослабленные антигены, которые стимулируют образование антител, но не вызывают патологический процесс.

Для изготовления таких иммунных препаратов применяются специальным образом обработанные антигены.

Кроме инфекционных поражений по наличию специфических антигенов можно судить о состоянии отдельных органов и систем, наличии онкологии.

Примером может служить определение ПСА у мужчин. Это простатический специфический антиген, который синтезируется клетками простаты. Уровень его повышается при увеличении железы.

Маркером онкологического процесса является раково-эмбриональный антиген. Он синтезируется разными органами в период внутриутробного развития. У взрослых в небольшом количестве встречается в норме, а при онкологии количество его резко возрастает.

Гаптены используются для проведения иммунологических анализов, научных исследований. К гаптенам, используемым для проведения реакций в лабораториях, относятся флуоресцеин и биотин.

Какие можно сделать выводы

Антигены, это чужеродные для организма вещества. Попадание их в организм приводит иммунному ответу. Если иммунитет не справляется, то развивается патологический процесс. Они приводят к возникновению таких заболеваний, как инфекции, онкология, аутоиммунная патология, аллергия. Обнаружение их в организме человека позволяет в ранние сроки поставить диагноз и назначить правильное лечение. Так исследование на аллергены выявляет причину аллергической реакции, а определение возбудителя воспаления методом ПЦР повышает вероятность назначения эффективного лечения.

Антигены стимулируют образование антител.

Человек смог даже этих врагов использовать для своего блага, создав лечебные и профилактические иммунные препараты. Надеюсь, вам удалось узнать для себя много нового, приподнять занавес в таинственный мир иммунологии и взаимоотношений человека и окружающей среды, микро и макроорганизмов.