§1. Антиген мен антидене арасындағы өзара әрекеттесу механизмі
Бұл тақырыптың оқу мақсаты: антиген мен антидене арасындағы өзара әрекеттесуді түсіндіру.
Антиген мен антидене дегеніміз не? Ағзамыздағы қандай жасушалар антиденелер түзе алады?
Тақырыпты табысты меңгеру үшін 8-сыныпқа арналған оқулықтың 18- және 58-параграфтарын қайталау керек.
Антигендер мен антиденелер. Сендерге биологияның алдыңғы курстарынан ағзаға тән емес, бөгде ген «жұмысының» нәтижесі антиген деп аталатыны белгілі. Сонымен, антиген деп тамақ құрамындағы нәруызды, улы жануарлардың уыттарын (токсин), тұтас бактерия жасушаларын, вирус бөлшектерін, сондай-ақ донор жасушаларды, ұлпалар мен мүшелерді де атауға болады. Демек, бұл аурутуғызғыш агенттерге (вирустар, бактериялар, қарапайымдар не гельминттер) және аллергиялық реакцияларға қарсы иммундық жауап механизмінің ортақтығын түсіндіреді.
Антиген мен антидене арасындағы өзара әрекеттесу механизмі өткен биология курстарында қарастырылды. Белгілі бір антигендерге тек қана белгілі бір иммундық нәруыздар – антиденелер бөлінетіні естеріңде болар. Қазір дәлме-дәл белгілі бір антигенді жоюға бағытталған тек қатаң түрде белгілі бір антидене өндіруге қабілетті иммундық жасушалардың болатыны дәлелденді.
Антиген-антидененің әрекеттесуінің басты қағидасы: бұл екі молекуланың бір-біріне биохимиялық тұрғыда «құлыптың кілтіндей» дұрыс келуі, яғни олардың бір-біріне мінсіз сәйкестігі. Ағзада басқа антигендер пайда болғанда, оларды танып-білуге бейімделмеген антиденелер мүлде пайдасыз болады екен. Керісінше, ерекше антиденелер олардың антигендерімен күресуде өте тиімді болады.
Антидене қандай болады? Бұл күрделі нәруызмолекулалары, сырттай көбінесе шанышқыға ұқсайды. Сол үшін оларды ϒ-глобулиндер деп атайды. Антиденелер антигендермен түйіскен соң (контакт) қан жасушаларында – В-лимфоциттерде түзіледі (1-сурет). Осы сәтке дейін антиденелер тұтас жүйе ретінде синтезделмейді. Әртүрлі антиденелердің молекулаларының белгілі бір бөлігінің құрылысы жалпы болуы мүмкін (1-сурет, 2). Бірақ, сонымен бірге оның белгілі бір бөлігі (үлескісі) тек өз антигеніне сәйкес келетін ерекше түрде (1-сурет, 10) болады. Осылай антидене антигендерінің белгілі бір химиялық құрамбөліктері бар өзінің белгілі бір бөлігімен химиялық байланысу қабілетіне ие болады (1-сурет, В). Осы белгілі бір бөліктердің «жабысу» немесе «желімдену» биохимиялық механизмінің нәтижесінде «антиген-антидене» деп аталатын құрылым пайда болады. Мұндай қосылған түрде антигендер ағзаға зиян келтіру қабілетін жоғалтады. Егер антиген ретінде у болса, олар белсенділігін жояды да, ағзаны улау қабілетінен айырылады. Ал антиген ретінде тұтас бактерия жасушалары болса, онда оларға антиденелер «жабысқан» соң көбінесе көбею қабілеті болмайды. Егер тұтас жасушалар емес, қандай да бір ірі молекулалар болса, антиденелерге байланысты олар белсенділігін жоюы не бұзылуы мүмкін.
1-сурет. Ағзаның иммундық жауабының сызбасы
1-сурет. Ағзаның иммундық жауабының сызбасы (бейнеленген таңбалар шынайы мөлшерді және нысандардың нақты пішінін көрсетпейді, бірақ үдерісті көрсетеді): А – фагоцитоз – ерекше емес жасушалық иммунитет. В1 – антигенмен әрекеттескен соң ерекше антидененің иммундық жасушасының ішінде қалыптасуы; В2 – «антиген-антидене» реакциясы – ерекше ұлпалық иммунитет; C – фагоцитоз үдерісінің нәтижесі. 1 – антиген – вирус бөлшегі; 2 – ерекше емес антидене (мысалы, интерферон); 3 – ерекше емес иммундық нәруыздың вирус бөлшегімен (ерекше антиденеге қарағанда шамалы тиімді, бірақ кейбір вирустардың көбеюін тежейді) әрекеттесуі; 4 – лейкоцит ядросы (9 – лейкоцит); 5 – фагосома болуға даяр лизосомалар; 6 – фагосомалар (антигендерді бұзатын лизосомалар); 7 – иммундық жасушада (лимфоцитте) антидененің қалыптасу үдерісі; 8 – антиденелердің вирус бөлшектерін жоюы – «антиген-антидене» реакциясы; 9 – лейкоциттер – иммундық жасушалар (фагоциттер, мысалы, нейтрофильдер 9 (1) мен 9 (2) және лимфоциттер) 9 (3); 10 – антиденеде ерекше бөліктің қалыптасуы.
Антигендер мен антиденелер деп қан плазмасындағы иммундық не бөгде нәруыздардың бос молекулаларын ғана атамайды. Сонымен қатар «антиген» деп кейде жасуша мембранасының ерекше күрделі нәруызды-көмірсулы не гликолипидті (көмірсулы-май) құрамбөліктерін атайды. Көпжасушалы ағзаларда әртүрлі мүшелер мен ұлпалардың жасушаларын «танып-білу» «антиген-антидене » кешендерінің қалыптасу механизмі сияқты қағидаға негізделген механизм көмегімен жүзеге асады. Бірақ биохимиялық үдерістер ұқсас болса да, құрамбөліктер әрдайым «жабыспайды». Мысалы, ота кезінде бауырдың бір бөлігін кесіп алып тастағанда да оның жасушалары қайта қалпына келеді – көбейеді. Бірақ бауыр ешқашан бастапқы мөлшерінен үлкен болмайды. Оның «мембранасының рецепторлары» қоршаған жасушалар мен ұлпаларды дұрыс қабылдайды және оңтайлы мөлшердің шартты шегарасынан асып кетпейді деп есептеледі.
Заманауи медицина үшін «антиген-антидене» кешендерінің қалыптасу механизмін зерттеудің практикалық маңызы зор. Антиген-антидене әрекеттесу қағидасы бойынша жануар және адам ағзасына тән көптеген реакциялар дамиды. Бірінші кезекте «антидененің антигенді тану» қағидасы алдын алу екпелерін жасау және пайдалану кезінде қолданылады.
Антиген-антидене өзара әрекеттесу механизмі агглютинация реакциясы – басқа топ қанын құйған кезде эритроциттердің жабысуы негізіне жатады. Сондай-ақ «резус-конфликттің» (ана мен бала қанының резусфакторларының сәйкес келмеуі) дамуы. «Антиген-антидене» өзара әрекеттесуін ескермей донор мүшелер мен ұлпалардың трансплантология үдерісі жүзеге аспайды.
Сонымен қатар бұл механизмдер иммундық жауапқа тәуелсіз көптеген диагностикалық шараларда қолданылады.
Антидене, антиген, «антиген-антидене» реакциясы.
Білу және түсіну:
1. Антиген дегеніміз не?
2. Неге антиген деп аталғанын түсіндіріңдер.
Қолдану:
1. Антигендер мен антиденелердің өзара әрекеттесу механизмін зерттеу себептерін атаңдар.
2. Суретке қарап антигендер мен антиденелер арасындағы байланысты анықтаңдар.
Талдау:
1. Аллергиялық реакция және екпе егу кезіндегі антиген-антидене механизмін сызба түрінде бейнелеңдер. Олардың бір-бірінен айырмашылығы болады ма?
2. Неге тері зақымданғанда кейде жараның орнында ұзақ уақыт, тіпті бүкіл өмір бойы тыртық сақталып қалады? Бұл факт бауырға ота жасалған кезде бастапқы мөлшерінен артық өсіп кетпейді деген пікірге қарсы келмей ме? Оқып-үйренген тақырып негізінде бұл құбылысты түсіндіретін нақты дәлел келтіріңдер.
Синтез:
1. «Антиген-антидене» өзара әрекеттесу механизмін қалай қолдануға болатыны туралы талқылаңдар.
2. Жағдаятты модельдеңдер: Ғалымдар жақын болашақта инфекциялық және онкологиялық агенттердің барлық түріне жасанды жолмен антидене синтездеуді жүзеге асырады.
Бағалау:
Мынадай пікірді талқылаңдар: «Антиденелер мен антигендердің әрекеттесу негізінде ферменттер мен субстраттардың әрекеттесуі кезіндегідей ұқсас механизмдер жатыр».