אנטיגן מהו?
הראינו שסרום*[1] של חיות שנחשפו לרעלן הדיפתריה מכיל נוגדנים שמסוגלים לנטרל את הרעלן הספציפי שגרם להיווצרותם. התברר שלא רק רעלנים או חיידקים החודרים לגוף מסוגלים לעורר יצירת נוגדנים, אלא גם חומרים זרים לגוף שאינם רעילים. למעשה ידוע היום, שכמעט כל חומר שאינו מיוצר על ידי הגוף עצמו יכול לעורר תגובת חיסון. מכאן שכמעט אין גבול למספר הנוגדנים שהגוף יכול לייצר. מעריכים כי גוף האדם (וכן גופם של יצורים אחרים) מייצר כ – 108 נוגדנים שונים. מכאן שכדי לחקור את מערכת החיסון אין אנו צמודים בהכרח לנגיפים או לחיידקים; כמעט כל חומר יכול לגרום ליצירה של נוגדנים.
חומר המעורר את מערכת החיסון ליצירת תגובת חיסון ספציפית נגדו נקרא אנטיגן*[2]. חיידקים, נגיפים, ארס נחשים, ארס דבורים ואף חומרים סינתטיים רבים הם דוגמאות לאנטיגנים.
ניתן לחלק את האנטיגנים לשני סוגים: אנטיגנים המצויים ומתרבים בנוזלי הגוף החוץ-תאים (כמו חיידקים הגורמים לדלקת ריאות וחיידקי טטנוס המפרישים רעלנים) ואנטיגנים המתרבים בתוך תאי הגוף (כמו נגיפים הגורמים לשפעת, חצבת ואדמת). במהלך האבולוציה התפתחו במערכת החיסון דרכי הגנה שונות כנגד אנטיגנים פנים-תאים וחוץ- תאיים. יכולתו של חומר להפעיל את מערכת החיסון נקראת אימונוגניות*[3].
מהם הגורמים המשפיעים על מידת האימונוגניות של חומר?
א. זרות לגוף.
ב. גודל מינימלי: מקרומולקולות (כמו חלבונים*[4] בארס נחשים), נגיפים וחיידקים מפעילים את מערכת החיסון. לעומתם מולקולות קטנות (כמו דיניטרופנול*[5]) חודרות לגוף מבלי להפעיל את מערכת החיסון, אלא אם הן קשורות למקרומולקולות. מכאן שגודלו של החומר משפיע על האימונוגניות שלו.
ג. כמות אופטימלית: הזרקה של אנטיגן בכמות מעטה מדי או גבוהה מדי תעורר יצירה של נוגדנים רק במידה קטנה, כמודגם בזן טהור
ד. המבנה הגנטי של המחוסן: אנשים מסוימים נוטים לחלות יותר מאחרים;
בחיות מעבדה ישנם מקרים שאנטיגן מסוים אימונוגני בזן טהור אחד ואיננו אימונוגני בזן טהור אחר.
איור 2.1: תיאור תוצאות של ניסוי בארנבות. הוזרקו להן מנות שונות של חלבון זר (אנטיגן). כעבור שבועיים בדקו את כמות הנוגדנים הספציפיים לחלבון בדמם.
* סבילות חיסונית היא מצב שבו מערכת החיסון איננה מגיבה לאנטיגן מסוים.
[1] סרום- כמחצית מנפח הדם מורכב מנוזל שמכונה פלזמה. הפלזמה היא תמיסה מימית של חומרים שונים, כמו חלבונים וגלוקוז. הסרום (serum, או נסיוב) מכיל את כל מרכיבי הפלזמה, למעט חלבונים הקשורים בקרישה.
[2] אנטיגן – במקור נבע השם מהמחשבה שהוא מעורר יצירה של נוגדנים gen = מעורר ו- anti = קיצור של antibody (נוגדן).
[3] אימונוגניות- immunogenicity = הכושר לעורר (genicity) תגובה חיסונית (immuno).
[4] חלבונים – חלבון מהו? מקרומולקולה הבנויה ממספר שרשרות פוליפפטידיות או משרשרת אחת. שרשרת פוליפפטידית אחת בנויה מחומצות אמיניות הקשורות זו לזו בקשרים פפטידיים ברצף מסוים. חלבונים בנויים מ- 20 סוגים של חומצות אמיניות. המבנה התלת- ממדי של החלבון, ולכן גם פעילותו הביולוגית, נקבעים על פי זהותן של החומצות האמיניות הבונות את החלבון ועל פי מיקומן בשרשרת. חומצות אמיניות שברצף מרוחקות זאת מזאת מתקרבות ויכולות לבנות דטרמיננטה אנטיגנית. כיצד גילו כי המבנה התלת-ממדי של החלבון נקבע על פי הרצף והסוג של החומצות האמיניות שמרכיבות אותו? כאשר שינו את המבנה התלת-ממדי של חלבון על ידי חימום או חשיפה לכימיקליים, גרמו בדרך כלל לאיבוד הפעילות הפיזיולוגית (התהליך מכונה דנטורציה ). ניתן היה להחזיר חלבון שעבר דנטורציה לתנאים פיזיולוגיים. החלבון התקפל לצורתו הטבעית, ופעילותו הפיזיולוגית חזרה. לדוגמה, כאשר החלבון שעבר דנטורציה הוא אנזים תחזור הפעילות האנזימתית. פעילות המציגה בפירוט את התהליך שבו נקבע רצף החומצות האמיניות של השרשרות הפוליפפטידיות הבונות את החלבונים השונים בגוף על פי מבנה ה- DNA . רצף של שלושה נוקלאוטידים ב – DNA , וכתוצאה מכך ב- RNA שליח (messenger RNA), קובע את סוג החומצה האמינית המיתוספת לשרשרת הפוליפפטידית ההולכת ונבנית. חלבונים נדרשים לבנייה, לתפקוד ולבקרה של תאי הגוף, הרקמות והאברים. לכל חלבון יש תפקוד ייחודי. דוגמאות: הורמונים, אנזימים ונוגדנים.
