ХАПТЕНС: ИСТОРИЯ, ФУНКЦИИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ИМУНЕН ОТГОВОР - БИОЛОГИЯ - 2025

А хаптен не е антигенна, с ниско молекулно тегло не-протеин молекула, която е способна да предизвика имунен отговор само когато се свързва към протеин или въглехидрат "молекулно преносител или носител". Трябва да се отбележи, че много автори го описват като "много малък антиген".

Антигенна молекула или антиген се дефинира в някои текстове като всяко вещество, способно да се свързва с висока специфичност към антитяло, произведено от В клетка или с рецептор върху мембраната на Т-клетката, които са лимфоцитите, отговорни за хуморалния и клетъчния имунитет. съответно.

Комплекс антиген-антитяло (Източник: Алехандро Порто през Wikimedia Commons)

Антигените могат да бъдат молекули от всякакъв тип, като протеини, метаболити, захари, липиди и техните производни, хормони, лекарства, нуклеинови киселини и др.

Обаче само големи макромолекули притежават антигенните свойства, способни да задействат лимфоцитните реакции, необходими за производството на антитела.

Всяко чуждо за организма вещество може да се счита за антиген, но терминът "имуноген" често се използва за означаване на онези антигени, които ефективно предизвикват отговор от В-лимфоцитите, произвеждащи антитела.

Следователно, хаптен е неимуногенен антиген, който изисква свързването му с макромолекула, за да задейства имунните отговори, характерни за имуногена.

Характеристика

Тъй като имунната система е основното „оръжие“ за защита срещу инфекции от различни видове патогени и срещу всякакъв чужд предмет или вещество, наред с много други неща, тялото на човека инвестира много усилия и енергия в своята работа, Въпреки това, през целия си живот човек редовно е изложен на това, което би могло да се счита за множество антигени, за което имунната система има способността да "решава" на какъв тип молекули да реагира и какъв тип молекули да игнорира.

Един от механизмите, които имунната система използва, за да реши дали да отговори на определен антиген или не, е неговият размер. Така, както беше обсъдено по-горе, само "големи" молекули като протеини, фосфолипиди, сложни въглехидрати и нуклеинови киселини функционират като истински имуногени.

Хаптените, тъй като са много малки молекули, освен ако не са конюгирани с някакъв вид макромолекула, нямат имуногенни функции. Учените в отрасъла на медицината, известни като имунология, считат, че хаптените са имунологични „инструменти“.

Причината за горното твърдение е свързана с факта, че някои изследователи са посветени на задачата да свържат определени хаптени с други по-големи молекули, които функционират в техния „транспорт“ и да ги направят имуногенни, за да постигнат това индивидът произвежда специфични антитела срещу определен хаптен.

Молекулата, произтичаща от съединението между хаптен и молекула-носител, е известна като "система" или "комплекс от хаптен носител", а индивидите, изложени на тази система (наистина имуногенни), произвеждат антитела със способността специфично да се свързват с тези молекули в техните Свободна форма.

Практическа полезност

И така, една от основните функции на системите за носене на хаптен е да стимулират производството на антитела, които често се използват при разработването на различни аналитични тестове, така че те са полезни от гледна точка на изследванията и диагнозата., Експериментално животно, изложено на хаптен, съчетано с протеин, например, ще произведе антитела срещу хаптен, срещу епитопи или антигенни детерминанти на молекулата носител и срещу места, образувани на кръстовището между хаптен и неговия транспортер.

Това свойство на системата хаптен-носител или транспортер е полезно за изучаване на имунологичните ефекти на малки вариации в структурата на антигена върху специфичността на имунния отговор.

характеристики

Хаптенът се характеризира главно с техния размер и от факта, че обикновено те са белтъчни органични молекули. Ето кратък списък на основните характеристики на тези молекули:

- Химични съединения с ниско молекулно тегло (по-малко от 5 kDa). Те дори могат да бъдат много малки функционални групи.

Хаптен-носещ комплекс. Хаптенът в това изображение е динитрофенилна група (Източник: MantOs чрез Wikimedia Commons)

- Те са молекули с антигенна специфичност, но без имуногенна сила или, което е същото, не задействат производството на антитела, но могат да бъдат разпознати конкретно от тях в организми, имунизирани с комплекси от хаптен-носител.

- Привързани само към молекула "носител" или "транспортер" (от английския превозвач), те придобиват имуногенност като антигени, тъй като са разпознати от имунната система.

- Те са еднолични от антигенната гледна точка, тоест броят на функционалните антигенни детерминанти, които има хаптен, способни да свързват антитяло, е само един (за разлика от естествения антиген, който е поливалентен).

Имунни отговори, свързани с хаптени и малко история

Голяма част от настоящите знания относно процеса на представяне на антигени от В-лимфоцити, както и ролята на тези клетки в развитието на хуморални имунни отговори, произтичат от различни проучвания, при които отговорът на антителата в имунизиран организъм е искал да бъде наблюдаван. с хаптен-транспортен комплекс.

Между 1920 и 1930 г. Карл Ландщайнер посвещава изследванията си на създаването на химически определена система за изследване на свързването на отделни антитела, като използва за това животни, имунизирани с конюгати на хаптен-носител и сравнявайки техните серуми с тези на други животни. имунизиран с подобни хаптени, свързани с различни молекули.

Сравнителните му експерименти бяха насочени към установяване дали има кръстосани реакции (че едно и също антитяло разпознава повече от един антиген) между антитела, произведени в отговор на различни комплекси от носители на хаптен, с които той беше в състояние да анализира кои модификации предотвратяват или позволяват тези реакции.

Работата на Ландщайнер успя да изведе спецификата на имунната система за малки структурни вариации в имуногенните детерминанти на антигените, както и голямото разнообразие от епитопи, които тази система има способността да разпознава.

Характеристики на реакциите, предизвикани от комплексите на хаптен-носител

От проучванията на Landsteiner и други изследователи в областта могат да бъдат разпознати някои специфични характеристики на имунните отговори, предизвикани от имунизация с протеинови комплекси с хаптен.

- Имунните отговори изискват участието на специфични В-лимфоцити за всеки хаптен и специфични помощни Т-лимфоцити за протеиновата част на транспортера.

- Извличането на отговор е възможно само когато хаптенът е физически свързан с протеина-носител.

- Взаимодействието антитяло-антиген е ограничено от молекулите на основната комплексна система за хистосъвместимост от клас II.

По-късно, в историята на имунологията беше установено, че тези характеристики са характерни и за реакциите на антителата към всеки протеинов антиген.

Препратки

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, & Pillai, S. (2014). Клетъчна и молекулярна имунология E-книга. Elsevier Health Sciences.
2. Актьор, Ж.К. (2019). Встъпителна имунология, 2-ри: Основни понятия за интердисциплинарни приложения. Академична преса.
3. Кенеди, М. (2011). Имунология за манекени - безболезнен преглед на основни понятия (Proceedings).
4. Nelson, DL, Lehninger, AL, Cox, MM (2008). Принципите на Ленингер в биохимията. Macmillan.
5. Owen, JA, Punt, J., & Stranford, SA (2013). Куби имунология (с. 692). Ню Йорк: WH Freeman.