ГАПТЕНС: ІСТОРІЯ, ФУНКЦІЇ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ІМУННІ РЕАКЦІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025

Гаптен не є антигенної, з низькою молекулярною вагою небелковой молекулою , яка здатна викликати імунну відповідь тільки тоді , коли він зв'язується з білком або вуглеводами «молекулярним переносником або носієм». Слід зазначити, що багато авторів описують це як "дуже малий антиген".

Молекула антигену або антиген визначається в деяких текстах як будь-яка речовина, здатна зв'язуватися з високою специфічністю до антитіла, виробленого В-клітиною, або до рецептора на мембрані Т-клітини, які є лімфоцитами, відповідальними за гуморальний і клітинний імунітет. відповідно.

Комплекс антиген-антитіло (Джерело: Алехандро Порто через Wikimedia Commons)

Антигенами можуть бути молекули будь-якого типу, такі як білки, метаболіти, цукру, ліпіди та їх похідні, гормони, ліки, нуклеїнові кислоти тощо.

Однак лише великі макромолекули мають антигенні властивості, здатні викликати реакції лімфоцитів, необхідні для вироблення антитіл.

Будь-яка речовина, чужорідна організму, може вважатися антигеном, проте термін "імуноген" часто використовується для позначення тих антигенів, які ефективно викликають відповідь лімфоцитами, що продукують В-антитіла.

Отже, гаптен - це неімуногенний антиген, який вимагає його асоціації з макромолекулою, щоб викликати імунні реакції, характерні для імуногену.

Особливості

Оскільки імунна система є основною «зброєю» захисту від інфекцій різних типів збудників і проти будь-якого чужорідного предмета чи речовини, серед багатьох інших, тіло людини вкладає велику кількість зусиль та енергії у свою роботу .

Однак протягом усього життя людина регулярно піддається впливу того, що можна вважати численними антигенами, для яких імунна система має можливість "вирішувати", на який тип молекул реагувати і який тип молекул ігнорувати.

Одним із механізмів, що застосовується імунною системою для вирішення відповіді на певний антиген чи ні, є його розмір. Таким чином, як обговорювалося вище, лише "великі" молекули, такі як білки, фосфоліпіди, складні вуглеводи та нуклеїнові кислоти, функціонують як справжні імуногени.

Гаптени, оскільки вони є дуже маленькими молекулами, якщо вони не сполучені з деяким типом макромолекул, не мають імуногенних функцій. Однак вчені галузі медицини, відомі як імунологія, вважають гаптени імунологічними "інструментами".

Причина вищезазначеного твердження пов'язана з тим, що деякі дослідники покладаються на завдання кон'югування певних гаптенів з іншими більшими молекулами, які функціонують у своєму "транспорті" та роблять їх імуногенними, щоб досягти цього Індивід виробляє специфічні антитіла проти конкретного гаптену.

Молекула, що виникає в результаті з'єднання між гаптеном і молекулою-носієм, відома як "система" або "комплекс гаптеноносця", і люди, піддані дії цієї системи (справді імуногенні), виробляють антитіла зі здатністю специфічно зв'язуватися з цими молекулами в їх Вільна форма.

Практична корисність

Отже, одна з головних функцій гаптенових систем - стимулювати вироблення антитіл, які часто використовуються при розробці різних аналітичних тестів, тому вони корисні з точки зору дослідження та діагностики. .

Наприклад, експериментальна тварина, що піддається впливу гаптену, поєднаного з білком, виробляє антитіла проти гаптену, проти епітопів або антигенних детермінант молекули-носія та проти ділянок, утворених на стику між гаптеном та його транспортером.

Ця властивість системи гаптен-носія або транспортера корисна для вивчення імунологічних ефектів малих варіацій структури антигену на специфічність імунної відповіді.

характеристики

Хаптени характеризуються переважно їх розмірами і тим, що вони, як правило, небілкові органічні молекули. Ось короткий перелік основних характеристик цих молекул:

- Низькомолекулярні хімічні сполуки (менше 5 кДа). Вони можуть бути навіть дуже маленькими функціональними групами.

Гаптен-носійний комплекс. Гаптен на цьому зображенні - група динітрофенілу (Джерело: MantOs через Wikimedia Commons)

- Це молекули з антигенною специфічністю, але без імуногенної сили або, що те саме, вони не викликають вироблення антитіл, але вони можуть бути спеціально розпізнані ними в організмах, імунізованих комплексами-гаптеноносцями.

- Тільки приєднавшись до молекули «носія» або «транспортера» (від англ. Carrier), вони набувають імуногенності як антигени, оскільки їх розпізнає імунна система.

- Вони антивалентні з антигенної точки зору, тобто кількість функціональних антигенних детермінант, якими є гаптени, здатні зв'язувати антитіло, є лише одна (на відміну від природного антигену, який є полівалентним).

Імунні відповіді, пов’язані з гаптеном та трохи історії

Значна частина сучасних знань щодо процесу представлення антигенів В-лімфоцитами, а також ролі цих клітин у розвитку гуморальних імунних реакцій походить з різних досліджень, де хотілося спостерігати реакцію антитіл в імунізованому організмі. з комплексом гаптенів-транспортерів.

Карл Ландштайнер, між 1920 і 1930 роками, присвятив свої дослідження створенню хімічно визначеної системи для вивчення зв'язування окремих антитіл, використовуючи для цього тварин, імунізованих кон'югатами гаптенового носія та порівнявши їх сироватки з аналогічними у інших тварин. імунізований подібними гаптенами, сполученими з різними молекулами.

Його порівняльні експерименти були спрямовані на те, щоб визначити, чи існували перехресні реакції (що те саме антитіло розпізнає більше одного антигену) між антитілами, виробленими у відповідь на різні комплекси носіїв гаптену, за допомогою яких він зміг проаналізувати, які модифікації запобігали чи дозволяли ці реакції.

Робота Ландштайнера вдалося виявити специфіку імунної системи для невеликих структурних варіацій імуногенних детермінант антигенів, а також велике різноманіття епітопів, які ця система має здатність розпізнавати.

Характеристика реакцій, спричинених комплексами гаптен-носіїв

З досліджень Ландштайнера та інших дослідників в цій області можна було визнати деякі особливості імунних реакцій, спричинених імунізацією білковими комплексами носія гаптену.

- Імунні відповіді вимагають участі специфічних В-лімфоцитів для кожного гаптену та специфічних хелперних Т-лімфоцитів для білкової частини транспортера.

- Виявлення відповіді можливе лише тоді, коли гаптен фізично пов'язаний з його білком-носієм.

- Взаємодія антитіло-антиген обмежена молекулами основної комплексної системи гістосумісності класу II.

Пізніше, в історії імунології було визнано, що ці характеристики також характерні для реакцій антитіл на будь-який білковий антиген.

Список літератури

1. Аббас, AK, Lichtman, AH, & Pillai, S. (2014). Клітинна та молекулярна імунологія Електронна книга. Науки про здоров’я Ельзев'є.
2. Актор, ЖК (2019). Вступна імунологія, 2-е: Основні поняття для міждисциплінарних застосувань. Академічна преса.
3. Кеннеді, М. (2011). Імунологія для манекенів - безболісний огляд основних понять (Праці).
4. Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Принципи біохімії Ленінгера. Макміллан.
5. Owen, JA, Punt, J., & Stranford, SA (2013). Імунологія Кубі (с. 692). Нью-Йорк: WH Freeman.