HAPTÉNY: HISTÓRIA, FUNKCIE, VLASTNOSTI, IMUNITNÉ REAKCIE - BIOLÓGIE - 2025

Haptén je non-antigénne, s nízkou molekulovou hmotnosťou neproteínová molekuly, ktorá je schopná vyvolať imunitnú odpoveď len vtedy, keď sa viaže na proteín alebo sacharid "molekulárnej transportér alebo nosič". Je potrebné poznamenať, že mnohí autori ho opisujú ako „veľmi malý antigén“.

Antigénna molekula alebo antigén je v niektorých textoch definovaná ako akákoľvek látka schopná viazať sa s vysokou špecificitou na protilátku produkovanú B bunkou alebo na receptor na membráne T bunky, čo sú lymfocyty zodpovedné za humorálnu a bunkovú imunitu. , resp.

Komplex antigén-protilátka (Zdroj: Alejandro Porto cez Wikimedia Commons)

Antigény môžu byť molekuly akéhokoľvek typu, ako sú proteíny, metabolity, cukry, lipidy a ich deriváty, hormóny, lieky, nukleové kyseliny atď.

Avšak iba veľké makromolekuly majú antigénne vlastnosti schopné vyvolať odozvu lymfocytov nevyhnutnú na produkciu protilátok.

Akákoľvek látka cudzia organizmu sa môže považovať za antigén, termín „imunogén“ sa však často používa na označenie tých antigénov, ktoré účinne spúšťajú reakciu B lymfocytov produkujúcich protilátku.

Haptén je preto neimunogénny antigén, ktorý si vyžaduje spojenie s makromolekulou na vyvolanie imunitných odpovedí charakteristických pre imunogén.

Vlastnosti

Pretože imunitný systém je hlavnou „zbraňou“ obrany proti infekciám rôznych typov patogénov a proti akýmkoľvek cudzím predmetom alebo látkam, okrem iného, ​​telo človeka investuje do svojej činnosti veľké úsilie a energiu. ,

Po celý život je však človek pravidelne vystavený tomu, čo by sa mohlo považovať za viac antigénov, pre ktoré má imunitný systém schopnosť „rozhodnúť“, na aký typ molekúl bude reagovať a na aký typ molekúl bude ignorovať.

Jedným z mechanizmov, ktoré imunitný systém používa na rozhodovanie, či na určitý antigén reagovať, je jeho veľkosť. Ako je uvedené vyššie, iba „veľké“ molekuly, ako sú proteíny, fosfolipidy, komplexné uhľohydráty a nukleové kyseliny, fungujú ako skutočné imunogény.

Haptény, pretože sú to veľmi malé molekuly, pokiaľ nie sú konjugované s niektorým typom makromolekuly, nemajú imunogénne funkcie. Vedci v odbore medicíny známej ako imunológia však považujú haptény za imunologické „nástroje“.

Dôvod predchádzajúceho tvrdenia súvisí so skutočnosťou, že niektorí vedci sa venujú úlohe konjugácie určitých hapténov s inými väčšími molekulami, ktoré fungujú v ich „transporte“ a robia ich imunogénnymi, aby sa to dosiahlo jedinec produkuje špecifické protilátky proti konkrétnemu hapténu.

Molekula, ktorá je výsledkom spojenia medzi hapténom a nosičovou molekulou, je známa ako „systém“ alebo „komplex haptén-nosič“ a jednotlivci vystavení tomuto systému (skutočne imunogénni) produkujú protilátky so schopnosťou sa špecificky viazať na tieto molekuly vo svojich molekulách. Bezplatná forma.

Praktická užitočnosť

Jednou z hlavných funkcií systémov haptén-nosič je teda stimulácia produkcie protilátok, ktoré sa často používajú pri vývoji rôznych analytických testov, takže sú užitočné z hľadiska výskumu a diagnostiky. ,

Experimentálne zviera vystavené napríklad hapténu spojenému s proteínom bude napríklad produkovať protilátky proti hapténu, proti epitopom alebo antigénnym determinantom molekuly nosiča a proti miestam vytvoreným na spoji medzi hapténom a jeho transportérom.

Táto vlastnosť hapténového nosiča alebo transportného systému je užitočná na štúdium imunologických účinkov malých zmien v štruktúre antigénu na špecifickosť imunitnej reakcie.

vlastnosti

Haptény sa vyznačujú hlavne svojou veľkosťou a skutočnosťou, že sú to obvykle neproteínové organické molekuly. Tu je krátky zoznam hlavných charakteristík týchto molekúl:

- Chemické zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou (menej ako 5 kDa). Môžu to byť aj veľmi malé funkčné skupiny.

Komplex haptén-nosič. Hapten na tomto obrázku je dinitrofenylová skupina (Zdroj: MantOs via Wikimedia Commons)

- Sú to molekuly s antigénovou špecifickosťou, ale bez imunogénnej sily alebo, čo nespôsobuje, nespúšťajú tvorbu protilátok, ale môžu ich špecificky rozoznať v organizmoch imunizovaných komplexmi haptén-nosič.

- Imunogenicita získaná ako antigény získava iba molekula „nosič“ alebo „transportér“ (od anglického dopravcu), ako ich imunitný systém rozpozná.

- Z hľadiska antigénov sú jednoznačné, to znamená, že počet funkčných antigénnych determinantov, ktoré majú haptény schopné viazať protilátku, je iba jeden (na rozdiel od prírodného antigénu, ktorý je viacmocný).

Imunitné reakcie spojené s hapténmi a trochou histórie

Väčšina súčasných poznatkov o procese prezentácie antigénov B lymfocytmi, ako aj o úlohe týchto buniek pri vývoji humorálnych imunitných odpovedí, pochádza z rôznych štúdií, v ktorých sa chcela pozorovať protilátková odpoveď v imunizovanom organizme. s komplexom haptén-transportér.

Karl Landsteiner v rokoch 1920 až 1930 venoval svoj výskum vytvoreniu chemicky definovaného systému na štúdium väzby jednotlivých protilátok, pričom použil na tento účel zvieratá imunizované konjugátmi haptén-nosič a porovnal ich séra so zvieratami iných zvierat. imunizované podobnými hapténmi naviazanými na rôzne molekuly.

Jeho porovnávacie experimenty boli zamerané na stanovenie toho, či došlo k krížovým reakciám (tá istá protilátka rozpoznáva viac ako jeden antigén) medzi protilátkami produkovanými ako reakcia na rôzne komplexy haptén-nosič, s ktorými bol schopný analyzovať, ktoré modifikácie bránili alebo umožnili tieto reakcie.

Landsteinerova práca dokázala poukázať na špecifickosť imunitného systému pre malé štrukturálne variácie v imunogénnych determinantoch antigénov, ako aj veľkú rozmanitosť epitopov, ktoré tento systém dokáže rozpoznať.

Charakteristiky odpovedí vyvolaných komplexmi haptén-nosič

Zo štúdií Landsteinera a iných vedcov v tejto oblasti bolo možné zistiť niektoré špecifické charakteristiky imunitných odpovedí vyvolaných imunizáciou proteínovými komplexmi haptén-nosič.

- Imunitné odpovede si vyžadujú účasť špecifických B lymfocytov pre každý haptén a špecifické pomocné T lymfocyty pre proteínovú časť transportéra.

- Vyvolanie reakcie je možné iba vtedy, keď sa hapten fyzicky viaže na svoj nosičový proteín.

- Interakcia protilátka-antigén je obmedzená molekulami hlavného systému komplexu histokompatibility triedy II.

Neskôr sa v histórii imunológie zistilo, že tieto charakteristiky sú tiež charakteristické pre protilátkové reakcie na akýkoľvek proteínový antigén.

Referencie

1. Abbas, AK, Lichtman, AH a Pillai, S. (2014). E-kniha o bunkovej a molekulárnej imunológii. Elsevier Health Sciences.
2. Herec, JK (2019). Úvodná imunológia, 2. základné pojmy pre interdisciplinárne aplikácie. Academic Press.
3. Kennedy, M. (2011). Imunológia pre figuríny - bezbolestný prehľad základných pojmov (zborník).
4. Nelson, DL, Lehninger, AL, a Cox, MM (2008). Lehningerove princípy biochémie. Macmillan.
5. Owen, JA, Punt, J. a Stranford, SA (2013). Kubyova imunológia (s. 692). New York: WH Freeman.