Ag (antigen) - antygen

Immunologiczne zróżnicowanie krwi dotyczy wszystkich elementów morfotycznych krwi oraz białek osocza.

Odpowiedzialne za to zróżnicowanie są substancje grupowe, które mają charakter antygenu.

• Ag (antigen) - antygen

• Ab (antibody) - przeciwciało =

immunoglobulina = gammaglobulina

• antygen  gen

ANTYGEN

ANTYGEN - wieloskładnikowa substancja, która jest rozpoznawana przez komórki kompetentne układu immunologicznego jako obca, czego

efektem jest uruchomienie odpowiedzi

immunologicznej w postaci produkcji swoistych przeciwciał oraz powstania swoistej odpowiedzi komórkowej. Jest to cząsteczka, która reaguje swoiście z przeciwciałem lub komórką

uczuloną.

CECHY ANTYGENU CECHY ANTYGENU

• IMMUNOGENNOŚĆ IMMUNOGENNOŚĆ

zdolność do wzbudzania produkcji swoistego

przeciwciała (zależy od wielkości i budowy

chemicznej antygenu oraz konstytucji genetycznej

organizmu, do którego dostał się antygen )

• ANTYGENOWOŚĆ ANTYGENOWOŚĆ

zdolność do

swoistego łączenia się z wywołanym przeciwciałem

(zależy od determinant

antygenowych i ich

struktury chemicznej)

• najczęściej białka o dużym ciężarze cząsteczkowym lub ich połączenia np. z cukrami (glikoproteiny np.

antygeny układu AB0) lub tłuszczami (lipoproteiny np. antygeny układu Rh).

• są elementami strukturalnymi komórek i tkanek,

• substancje organiczne i nieorganiczne (np. lipidy, niektóre leki),

• są składnikami płynów ustrojowych np. hapteny

układu AB0 - w płynach ustrojowych z wyjątkiem płynu mózgowo-rdzeniowego (pod warunkiem, że osobnik jest wydzielaczem i posiada gen(y) Se),

• po połączeniu z dużą cząsteczką (np. białkiem)

hapten może stać się antygenem pełnowartościowym,

• ALLOIMMUNIZACJA ALLOIMMUNIZACJA - uodpornienie antygenami tego samego gatunku (uodpornienie matki

antygenami płodu, uodpornienie biorcy antygenami dawcy),

• HETEROIMMUNIZACJA - uodpornienie HETEROIMMUNIZACJA antygenami obcego gatunku.

W wyniku bodźcowego działania antygenu w

ustroju zwierząt wyższych i człowieka, powstają

immunoglobuliny.

• Jednostką strukturalną jest monomer (4

łańcuchy połączone wiązaniami S-S)

• 2 łańcuchy tzw. ciężkie - H

(5 rodzajów:  ,  ,  ,  ,  ; określają klasę

immunoglobulin),

• 2 łańcuchy lekkie - L

(2 rodzaje  w typie I i  w typie II

immunoglobulin)

W cząsteczce

immunoglobulin wyróżniamy:

• część stałą Fc, oraz

• dwie części zmienne Fab zwane

antydeterminantami antydeterminantami

antygenowymi, antygenowymi, ukształtowane pod

wpływem swoistych dla siebie determinant

antygenowych.

• PRZECIWCIAŁA KOMPLETNE PRZECIWCIAŁA KOMPLETNE

(dwuwartościowe) - obie antydeterminanty są czynnościowo sprawne (np. naturalne

izoaglutyniny układu AB0 należące do IgM)

• PRZECIWCIAŁA NIEKOMPLETNE PRZECIWCIAŁA NIEKOMPLETNE

(jednowartościowe) - jedna antydeterminanta

jest czynnościowo sprawna (np. przeciwciała

odpornościowe układu Rh należące do IgG)

SWOISTOŚĆ PRZECIWCIAŁA

SWOISTOŚĆ PRZECIWCIAŁA wynika bezpośrednio z konfiguracji przestrzennych łańcuchów ciężkich i

lekkich. Części zmienne wchodzące w skład

fragmentów Fab przeciwciała są różne dla przeciwciał

wiążących różne determinanty, natomiast części stałe

są identyczne dla wszystkich przeciwciał danej klasy.

Układ komplementu (dopełniacza) Układ komplementu (dopełniacza)

Grupa około 40 białek tworząca układ dopełniacza, poprzez wspomaganie procesów fagocytozy i nasilanie toczącej się reakcji zapalnej, uczestniczy w obronie organizmu

gospodarza przed różnorodnymi czynnikami, np.

drobnoustrojami.

Wyróżniamy trzy drogi aktywacji układu dopełniacza:

klasyczną

klasyczną, alternatywną oraz alternatywną lektynową. lektynową.

Aktywacja układu dopełniacza prowadzi do powstania

kompleksu atakującego błonę (MAC) i śmierci litycznej

komórki docelowej.

Klasyczna droga aktywacji komplementu, zachodzi za pośrednictwem swoistych immunoglobulin

związanych z powierzchnią drobnoustrojów, czyli

stanowi element nabytej odporności

immunologicznej.

Klasyczna droga aktywcji dopełniacza rozpoczyna się w chwili połączenia kompleksu antygen-przeciwciało (np. antygen E. coli – przeciwciała anty-E.

coli) z obecną w surowicy cząsteczką C1q dopełniacza, co prowadzi do

dysocjacji kompleksu C1 (C1q, C1r, C1s). Uwolnione proteazy serynowe (C1r, C1s) rozszczepiają kolejne składniki układu dopełniacza (C4 --> C4a, C4b; C2 --> C2a, C2b). Fragmenty C4b i C2a tworzą tzw. konwertazę C3 (C4b2a),

która prowadzi do rozszczepienia wielu cząsteczek C3 (C3 --> C3a, C3b).

Powstające pod wpływem konwertazy C3 fragmenty C3b są wiązane na powierzchni komórki docelowej. Kompleks cząsteczek C4b2aC3b to tzw.

konwertaza C5. W wyniku aktywności konwertazy C5 cząsteczka C5 rozpada się na C5a i C5b. Fragment C5b ulega związaniu z powierzchnią komórki

bakteryjnej i indukuje przyłączanie się kolejnych składników kaskady: C6, C7, C8 (insercja w błonę komórkową) oraz wielu cząsteczek C9 (polimeryzacja w błonie komórkowej). Składniki C5b, C6, C7, C8, (C9)n tworzą strukturę

określaną jako kompleks atakujący błonę, w skrócie MAC (membrane attack complex). W wyniku depozycji tak dużej liczby cząsteczek (C5b-C9) w obrębie błony komórkowej powstają pory. Klasyczna droga aktywacji układu

dopełniacza prowadzi do śmierci litycznej komórki docelowej (bakterioliza).

Droga alternatywna

(properdynowa) - znacznie szybsza, bo aktywowana wniknięciem patogenu przez wrota zakażenia. Ta

wrodzona i nieswoista ochrona polega na

spontanicznej opsonizacji drobnoustrojów przez

cząsteczki C3b dopełniacza, co ułatwia ich pochłanianie przez komórki fagocytarne.

Zjawisko opsonofagocytozy zachodzi dzięki obecności na powierzchni komórek

fagocytarnych (np.

makrofagów) receptorów dla składników dopełniacza (np.

CR1 – swoistość w stosunku do C3b i C4b).

Lektynowa droga aktywacji układu

dopełniacza zachodzi z udziałem cząsteczek MBL wiążących

oligosacharydy

powierzchniowe

patogenu.

Aktywacja klasycznej drogi układu dopełniacza klasycznej drogi układu dopełniacza zachodzi z udziałem swoistych przeciwciał związanych z powierzchnią antygenu np. bakterii.

Lektynowa droga aktywacji układu dopełniacza

Lektynowa droga aktywacji układu dopełniacza zachodzi z udziałem cząsteczek MBL wiążących oligosacharydy

powierzchniowe patogenu.

Alternatywna droga

Alternatywna droga aktywowana jest spontanicznie na skutek zetknięcia obecnych w surowicy cząsteczek C3 układu dopełniacza z drobnoustrojem.

Ostatecznie wszystkie drogi aktywacji układu dopełniacza prowadzą do powstania kolejno: konwertazy C3, konwertazy C5 oraz inicjującego śmierć lityczną komórki docelowej

kompleksu atakującego błonę (MAC).

IMMUNOGLOBULINY

IgG IgG

•

9 -14 g/L, najwięcej we krwi,

•

4 podklasy (różnice w Fc)

•

monomery monomery

•

przechodzą przez przechodzą przez

śródbłonek i łożysko, śródbłonek i łożysko,

wydzielane z mlekiem matki wydzielane z mlekiem matki

• IgG

, IgG

, po związaniu z np.

bakterią wiążą C1

uruchamiają klasyczną drogę uruchamiają klasyczną drogę aktywacji dopełniacza aktywacji dopełniacza

• opsonizują

• do nich należą odpornościowe

przeciwciała układu Rh przeciwciała układu Rh

IgA IgA

ok. 1.6 g/L

•

w ślinie, łzach, wydzielinie z nosa, śluzie układu

oddechowego, soku

żołądkowym („mucosal

immunity”), również we krwi

•

mono- lub dimery mono- lub dimery

nie wiążą dopełniacza nie wiążą dopełniacza

•

brak właściwości

bakteriobójczych, blokuje przyczepianie się bakterii do błony śluzowej,

•

neutralizuje wirusy i toksyny neutralizuje wirusy i toksyny

IgM IgM

ok. 0,9 g/L; gł. we krwi

•

pentamer

•

nie przechodzą przez śródbłonek i łożysko,

•

wytwarzane w pierwotnej odpowiedzi

immunologicznej gł. w odpowiedzi na zakażenie bakteryjne

•

wiążą C1

dopełniacza

•

do nich należą naturalne

izohemaglutyniny układu

AB0

IgE IgE (tzw. reaginy) (tzw. reaginy)

^{monomery monomery}

•

ok. 0,3 x 10

g/L (1000x więcej u atopików),

•

rzadko jako krążące

przeciwciała, częściej na powierzchni bazofili i

komórek tucznych tk. łącznej (związane fragmentem Fc)

• biorą udział w I typie odpowiedzi immunologicznej ( anafilaksja) anafilaksja

• biorą udział w „niszczeniu”

parazytów

• wytwarzane w migdałkach,

węzłach chłonnych, śluzówce

przewodu pokarmowego

IgD IgD

ok. 0,1 g/L

•

obecne na wielu na wielu

krążących limfocytach B krążących limfocytach B

•

rola niejasna; związane z powstawaniem i

różnicowaniem komórek plazmatycznych i

komórek pamięci z limfocytów B (po

stymulacji antygenowej)

•

monomery monomery

Charakterystyka biologiczna Charakterystyka biologiczna

przeciwciał przeciwciał

• niejednolite czynnościowo,

• różnią się swoistością immunologiczną,

• posiadają różną siłę wiązania antygenu,

• łącząc się z antygenem wchodzą w różne reakcje charakteryzujące się swoistością i swoistością i

odwracalnością

odwracalnością (np. precypitacja,

aglutynacja, koaglutynacja, liza - Ab kompletne

może do fragmentu Fc przyłączyć dopełniacz ).

W warunkach laboratoryjnych, typową reakcją serologiczną między antygenem i przeciwciałem jest aglutynacja. Aglutynacja dotyczy przeciwciał kompletnych i zachodzi w środowisku 0,9%

NaCl. Przeciwciała aglutynujące krwinki w środowisku soli

fizjologicznej i temp. pokojowej nazywamy przeciwciałami typu przeciwciałami typu zimnego.

zimnego.

Innym widocznym zjawiskiem będącym następstwem reakcji antygen - przeciwciało jest liza krwinek czerwonych. Reakcję tą określa się jako hemolizę, a przeciwciała nazywa się hemolizynami.

Wytwarzanie przeciwciał hemolizujących wymaga współdziałania układu komplementu (dopełniacza). Hemolizyny powstają na skutek bodźca antygenowego. Nazywamy je przeciwciałami przeciwciałami

odpornościowymi lub typu ciepłego

odpornościowymi lub typu ciepłego, które w temp. 37°C, w

obecności komplementu powoduję hemolizę krwinek czerwonych.

Przeciwciała

kompletne niekompletne

(typu zimnego, IgM) (typu ciepłego) odpornościowe naturalne naturalne

regularne nieregularne

(p/ciała ukł. ABO) (anty-M., anty-P)

W zależności od rodzaju przeciwciał, reakcja aglutynacji wymaga W zależności od rodzaju przeciwciał, reakcja aglutynacji wymaga

określonych warunków środowiska, temperatury i czasu.

określonych warunków środowiska, temperatury i czasu.

Istnieją dwa rodzaje testu antyglobulinowego wykrywającego przeciwciała (testu Coombs’a):

- BTA - bezpośredni test antyglobulinowy, który wykrywa przeciwciała zaabsorbowane in vivo na krwince.

Wykonujemy go u noworodka z podejrzeniem konfliktu serologicznego, u chorych z NAIH oraz u biorców krwi w badaniach powikłań poprzetoczeniowych ;

- PTA - pośredni test antyglobulinowy jest stosowany do

wykrywania niekompletnych przeciwciał zawartych w

surowicy albo do oznaczania antygenów na krwinkach. W

PTA faza uczulenia krwinek odbywa się w warunkach

laboratoryjnych.

•

Kodowany przez 3 geny na chromosomie 9.

•

gen 0 jest amorficzny i jest zdominowany przez geny A

, A

i B

•

gen A

dominuje nad A

,

•

gen H i jego allel h (19. para chromosomów) dziedziczą się niezależnie od genów A, B, 0,

•

osoby grupy 0 mają na krwinkach czerwonych prekursorowy oligosacharydowy łańcuch H, którego swoistość antygenową nadaje końcowy cukier L-fukoza. Jest on niezbędny do

powstania antygenów A i B, których determinanty różnią się tylko jednym końcowym cukrem, odpowiednio: N-acetylo- galaktozaminą i D-galaktozą.

Układ grupowy AB0

Układ grupowy AB0

•

Gen H powoduje powstawanie transferazy H, która transferazy H przenosi fukozę z galaktozą na prekursor (glikoproteid)

•

powstaje cząsteczka AgH, będącego substancją macierzystą dla pozostałych Ag ukł. AB0

•

u homozygot hh nie dochodzi do syntezy transferazy H i AgH pomimo obecności genów A i B (fenotyp Bombay) - krwinki nie są aglutynowane przez żadną z surowic. W

surowicy występują anty-A, anty-B i anty-H,

•

w obrębie antygenu A wyodrębnia się dwie podstawowe

odmiany: mocny antygen nazwany A

(80% osób grupy A i

AB) i słaby antygen A

. Inne odmiany antygenu A: A

, A

, A

występują rzadko.

•

antygeny grupowe A i B rozwijają się we wczesnym okresie życia płodowego. Istnieje jednak pewna niedojrzałość, zwłaszcza antygenu A, co uniemożliwia ostateczne oznaczenie odmiany grupy krwi płodu.

•

grupy krwi pozostają niezmienione przez całe życie. Jednak pod wpływem pewnych chorób mogą ulec okresowej zmianie.

•

obecność antygenów A, B i H jest związana nie tylko z krwinkami czerwonymi. Występują one również we wszystkich tkankach organizmu, za wyjątkiem tkanki nerwowej, a także w płynach ustrojowych, wydzielinach i wydalinach ( około 80%

populacji),

•

przeciwciała układu AB0: anty-A i anty-B produkowane są w wieku niemowlęcym (nie wcześniej niż w 4 miesiącu życia) i noszą nazwę przeciwciał naturalnych regularnych, u

niektórych osób spotyka się, poza regularnie występującymi

przeciwciałami anty-A i anty-B, nieregularne przeciwciała

tego układu: anty-A

i anty-H.

Występowanie antygenów i przeciwciał w danej grupie krwi zostało określone przez odkrywcę układu AB0 w 1901r. Karola Landsteinera i sformułowane w postaci tzw. reguł Landsteinera: reguł Landsteinera: (Nagroda Nobla w 1930 r.) (Nagroda Nobla w 1930 r.)

1. W surowicy zawsze występują przeciwciała dla antygenów nieobecnych w krwinkach.

2. Surowica nie zawiera przeciwciał dla własnych

krwinek.

•

antygeny kodowane przez geny na chromosomie 1 – ramię krótsze (gen RHD koduje antygen D, gen RHCE koduje antygeny: C, c, E, e) – model 2 genów strukturalnych (Tippett 1986r.). Leżące blisko siebie geny RHD i RHCE są ze sobą sprzężone i dziedziczą się łącznie. Ich budowa jest bardzo podobna (homologia).

Różnica w genach D i CE dotyczy długości intronu między eksonami 3 i 4 a różnice pomiędzy poszczególnymi allelami CE dotyczy pojedynczych nukleotydów. Determinanty antygenu D stanowią składnik jednego polipeptydu, a determinanty C, c, E, e są umiejscowione na innym.

C i c – punktowa mutacja w eksonie 2 genu RHCE ( w pozycji 103 seryna – C, C i c – punktowa mutacja w eksonie 2 genu RHCE ( w pozycji 103 seryna – C,

prolina – c) prolina – c)

E i e – punktowa mutacja w eksonie 5 genu RHCE ( w pozycji 226 prolina – E, E i e – punktowa mutacja w eksonie 5 genu RHCE ( w pozycji 226 prolina – E,

alanina – e) alanina – e)

Układ grupowy Rh

Układ grupowy Rh

•

antygeny powstają szybko w życiu płodowym (od 2 m-ca życia płodowego),

•

gen d jest amorficzny? (np. genotyp cde/CdE  fenotyp CE) – genotyp osoby D Rh - nie zawiera amorficznego genu d a jest następstwem delecji (ubytku) w parze chromosomów w locus RH (dawne hipotezy Wienera i Fishera Racea zostały obalone)

•

znajdują się wyłącznie na erytrocytach i nie występują znajdują się wyłącznie na erytrocytach i nie występują w postaci haptenów,

w postaci haptenów,

•

Antygen D - występuje u 80% ludności rasy białej (w Polsce 82%), najsilniejszy ze wszystkich antygenów tego układu.

Słabsza odmiana D

.

•

Antygen C - występuje u 70% ludności rasy białej. Odmiany:

częstszy i silniejszy C

, bardzo słabe i rzadkie C

, C

.

•

Antygen E – występuje u 30% ludności, bardzo słaby (rzadko immunizuje), odmiany E

i E

,

W krwiolecznictwie największe znaczenie ma antygen D, ponieważ jest on najbardziej immunogenny ze wszystkich antygenów układu Rh. Z tego względu wprowadzono

podział populacji na dwie grupy: Rh-plus i Rh-minus.

•

Przeciwciała układu Rh mają charakter wyłącznie odpornościowy i pojawiają się w ustroju najczęściej po transfuzji krwi niezgodnej grupowo oraz w następstwie uodpornienia matki antygenami płodu. Są to przeciwciała klasy IgG, niekompletne, czynne w temp. 37°C.

•

Wykrywanie tych przeciwciał - test enzymatyczny z odczynnikiem LEN.

•

Profilaktyka konfliktu serologicznego w układzie Rh -

immunoglobulina anty- D.

Dalsze układy grupowe krwinek czerwonych Dalsze układy grupowe krwinek czerwonych.

• Kell (K, k) (antygen K ma dużą immunogenność)

• Duffy (Fy

, Fy

)

• Kidd (Jk

, Jk

)

• Lewis (Le

, Le

)

• P (P

, P

)

• MNSs (M, N, S, s)

• Lutheran [Lu(a-, b+); Lu (a+, b+)]

Przetaczanie krwi i jej pochodnych

Serologiczną podstawa krwiolecznictwa są następujące zasady:

Serologiczną podstawa krwiolecznictwa są następujące zasady:

1. Należy przetaczać krew zgodną w zakresie antygenów układu AB0 i antygenu D z układu Rh.

2. Przetaczana krew nie może zawierać antygenów reagujących z przeciwciałami biorcy ani przeciwciał reagujących z krwinkami biorcy.

3. Jeżeli biorca kiedykolwiek wytworzył allo- lub autoprzeciwciała

należy dobierać mu krew fenotypowo zgodną z wszystkimi

antygenami układu Rh i antygenem K z układu Kell.

W próbie zgodności przeprowadzamy badanie surowicy biorcy z krwinkami dawcy w teście enzymatycznym LEN teście enzymatycznym LEN oraz w teście antyglobulinowym metodą LISS teście antyglobulinowym metodą LISS lub klasyczną metodą probówkową.

Równocześnie wykonujemy badanie kontrolne w tych testach: (surowica biorcy + krwinki biorcy).

Uzupełnieniem próby zgodności jest kontrola antygenów kontrola antygenów układu AB0

układu AB0 biorcy i dawcy oraz kontrola antygenu D u biorcy kontrola antygenu D i dawcy, w przypadku gdy biorca jest Rh minus.

Oznaczając grupę krwi biorcy i dawcy przeprowadzamy badanie na obecność przeciwciał odpornościowych w ich surowicy.

Próba zgodności

Konflikt w układzie AB0

•

stwierdzamy gdy w surowicy matki wykrywamy odpornościowe przeciwciała anty-A lub anty-B, a krwinki noworodka posiadają odpowiedni antygen odziedziczony po ojcu,

•

przeciwciała klasy IgG pojawiają się bez wcześniejszej immunizacji i dlatego ChHN może zdarzyć się już w pierwszej ciąży,

•

ryzyko ChHN w przypadku konfliktu w układzie AB0 wynosi 30% (niedojrzałość antygenów w krwinkach płodu i u noworodka),

•

najczęściej ChHN AB0 zdarza się u dzieci z grupą krwi A lub B

urodzonych przez matki z grupą krwi 0.

Konflikt w układzie Rh

•

zachodzi wtedy, gdy istnieje niezgodność serologiczna pomiędzy matką a płodem w zakresie antygenów z układu Rh.

Najwięcej ciężkich przypadków ChHN powodują przeciwciała anty-D.

•

konflikt w zakresie antygenu D występuje wówczas, gdy w surowicy matki Rh-minus znajdują się przeciwciała anty-D, a krwinki płodu zawierają antygen D. Antygen D jest bardzo immunogenny (wystarczy mniej niż 0,1cm

krwi płodu),

•

ChHN spowodowana przeciwciałami anty-D rzadko zdarza się

w pierwszej ciąży. Immunizacja antygenem D zdarza się

rzadziej gdy istnieje niezgodność matki z dzieckiem w układzie

AB0,

•

jeżeli u matki zostały wykryte przeciwciała obowiązuje kontrola miana przeciwciał raz w miesiącu lub częściej.

Wzrost miana przeciwciał sugeruje niebezpieczeństwo wystąpienia ciężkiej postaci ChHN, a nawet wewnątrz- macicznej śmierci płodu.

•

po porodzie oznaczamy u noworodka antygeny układu AB0 i Rh oraz BTA. W ChHN spowodowanej przeciwciałami anty- Rh BTA jest silnie dodatni.

Podstawą do rozpoznania ChHN jest:

•

wykrycie antygenu u noworodka, który spowodował uodpornienie matki,

•

dodatni wynik BTA,

•

zasadniczym leczeniem ChHN w układzie Rh jest transfuzja wymienna. Przetaczamy krew zgodną z krwią dziecka w układzie AB0, a w układzie Rh nie zawierającą antygenu do którego matka wytworzyła przeciwciała.

Profilaktyka konfliktu Rh D po porodzie.

Polega ona na biernym wprowadzeniu przeciwciał anty-D do

organizmu kobiety z układem Rh-minus w celu

zabezpieczenia jej przed uodpornieniem krwinkami płodu z

układem Rh-plus. W powszechnym użyciu jest preparat o

nazwie Gamma anty-D.