Антитела [Иммуноглобулины]
Антитела разных классов имеют общие черты строения (рис. 17. 18, 19).
Мономерная молекула иммуноглобулина имеет Y-образную форму и состоит из двух тяжелых и двух легких цепей, которые имеют разную длину и объединены дисульфидными связями. Цепи состоят из аминокислот определенной последовательности. Молекула иммуноглобулина G имеет два одинаковых Fab- фрагмента, каждый из которых состоит из целой легкой и части тяжелой цепи. Именно здесь содержится антигенсвязывающий сайт (участок). Хвостовая часть молекулы представлена одним Fc-фрагментом (константный участок), образованным продолжением тяжелых цепей. С помощью константного участка иммуноглобулин связывается с рецептором к Fc-фрагменту мембран разных клеток (макрофагов, дендритных клеток). Конечные участки тяжелой и легкой цени Fab-фрагмента достаточно разнообразны (вариабельны) и являются специфическими к определенному антигену. Отдельные зоны этих цепей отличаются гипервариабельностью (особенным разнообразием), Шарнирная зона, расположенная между двумя вариабельными и константным участком, позволяет свободно смещаться Fab-фрагментам относительно друг друга и относительно Fc-фрагмента, что имеет важное значение для эффективного взаимодействия антител с антигенными детерминантами возбудителей (позволяет пространственно «приспосабливаться» к антигену).
см. Синтез антител, Гуморальный иммунный ответ
IgM и IgG синтезируются преимущественно в селезенке и регионарных лимфоузлах внутренних органов, IgA в диффузных скоплениях лимфоидной ткани и солитарных фолликулах слизистых оболочек, a IgE — преимущественно в регионарных лимфоузлах, слизистых оболочках и коже.
Т-зависимый синтез антител
Для полноценной активации В-лимфоциты должны получить два сигнала — первый от специфического антигена при распознавании его иммуноглобулиновым рецептором, а второй от Т-хелпера путем антигенной презентации и взаимодействия молекул CD40 и CD40L Первый сигнал свидетельствует о наличии во внутренней среде клетки антигенной детерминанты, которую способен распознать данный В-лимфоцит. Второй является своеобразным «разрешением» со стороны Т-хелпера на синтез специфических антител к ней. Описанные реакции являются основой Т-зависимого синтеза антител.
Антигенная стимуляция
Активация В-клеток происходит после взаимодействия их рецепторов антигенного распознавания со специфическим антигеном, поступившим в организм. Дело в том, что рецепторы антигенного распознавания этих клеток — не что иное, как те же антигенспецифические антитела, которые способен синтезировать данный В-лимфоцит. Такие антитела не секретируются клетками в тканевую жидкость, а остаются фиксированными на внешней поверхности мембраны В лимфоцита и при связывании специфического антигена активируют В-клетку. Но этого стимула недостаточно для полноценной активации, поскольку формируется слабый по силе стимуляционный сигнал.
Антигенная презентация
Необходимо дополнительное взаимодействие с активированным антигенспецифическим Т-лимфоцитом, именуемым хелпером, которое состоит в непосредственном контакте с Т-лимфоцитом и во влиянии синтезированных им иммунных медиаторов — цитокинов. Суть непосредственного контакта между двумя лимфоцитами состоит во взаимодействии комплекса иммуногенный пептид — молекула HLA II В-лимфоцита с антигенраспознающим рецептором Т-хелпера (т.е. в осуществлении антигенной презентации). Это ведущий механизм отбора наиболее специфических к антигену В-клеток. Также при контакте лимфоцитов происходит взаимодействие молекулы CD40, которая активно экспрессируется на поверхности В-клетки после связывания специфического антигена, и CD40-лиганда (CD40L), появляющимся на мембране активированного Т-хелпера. Подобное взаимодействие создает костимулирующий сигнал, необходимый для полноценной активации иммунокомпетентных клеток. Важно отметить, что комплексирование CD40-CD40L также необходимо для переключения плазматических клеток на синтез иммуноглобулинов другого класса.
Т-независимый синтез антител
В отдельных случаях, когда в организм поступает патоген, являющийся полимером и состоящий из многократно повторяющихся мономеров с антигенными свойствами, возможна активация В-лимфоцита при непосредственном взаимодействии с антигенами без участия Т-клеток (Т-независимый синтез антител). В подобном случае взаимодействие многочисленных антигенов-мономеров патогена с иммуноглобулиновыми рецепторами В-лимфоцита на ограниченном мембранном участке создает достаточно сильный локальный стимуляционный сигнал для активации лимфоцита. Так как активационный сигнал достаточно сильный, необходимость в дополнительном взаимодействии с Т-хелпером отпадает. Следует отметить, что отсутствие Т-хелперной поддержки накладывает существенный отпечаток на качество иммунного ответа. Так, при Т-независимых иммунных реакциях синтезируются лишь иммуноглобулины класса М и не формируется иммунная память.
см. Функции антител
Уровень иммуноглобулинов в плазме крови характеризует функциональное состояние В-звена иммунитета (табл. 3).
Содержание в сыворотке (г/л) | Функции | Т созревания | Т 1/2 |
IgM — 10% (0,5-2 г/л) | Бактериолизины, цитолизины, ревматоидный фактор, изогемагглютинины, антитела против грамотрицательных бактерий, шигелл, палочек брюшного тифа. Активирует систему комплемента. Принимает участие в первичном иммунном ответе | До 1 года жизни | 5 суток
|
IgG- 75% (7-20 г/л) Выделяют 4 изотипа | Антитела против вирусов, нейротоксинов, грамположительных бактерий, возбудителей столбняка, малярии Активирует систему комплемента. Принимает участие во вторичном иммунном ответе и в образовании иммунных комплексов | До 2 лет жизни | 23 суток |
IgA — 15% (0,7-5 г/л) Выделяют 2 изотипа | Изогемагглютинины, антитела против вирусов, бактерий. Местный иммунитет — сывороточный и секреторный иммуноглобулины. Не активирует систему комплемента | До 12 лет жизни | 6 суток |
IgE (0,02-0,04 г/л) | Нормальные антитела очага альтерации. Активируют макрофаги и эозинофилы, усиливают фагоцитоз и активность нейтрофилов | До 15 лет | 2 суток |
IgD (0,000001- 0003 г/л) | Функция практически не измена, обладают антивирусной активностью. Пребывают ь ткани миндалин, аденоидов. Не активируют систему комплемента | 3 суток |
Существует 5 классов антител (иммуноглобулинов): IgG, IgM, IgA, lgE, IgD, которые отличаются по строению константных участков тяжелых цепей и функциональным свойствам.
Иммуноглобулины делятся на классы и подклассы (изотипы) в зависимости от строения константных участков тяжелых цепей. Отличия между указанными участками определяют особенности функциональных свойств каждого класса иммуноглобулинов.
IgG
IgG — мономер, состоящий из двух тяжелых и двух легких цепей. Такие антитела являются бивалентными, поскольку содержат лишь два Fab-фрагмента. Класс IgG имеет 4 изотипа: (IgG1, IgG2 , IgG3, IgG4) (см. рис. 20), которые отличаются эффекторными функциями и специфичностью. Антитела к липополисахаридам относятся к субклассу IgG2, антирезусные антитела — к IgG4. Антитела субклассов IgG1 и IgG4 принимают участие в опсонизации. Для этого они специфически связываются посредством Fab- фрагментов с возбудителем, а посредством Fc-фрагмента — с соответствующими рецепторами фагоцитов, что способствует захвату патогена.
IgG составляет 70-75 % общего пула иммуноглобулинов плазмы крови, проходит через плацентарный барьер, эффективно активирует систему комплемента.
К иммуноглобулинам класса G относятся антитела против большинства антигенов различной природы. В первую очередь с этими иммуноглобулинами связывают защиту от грамположительных бактерий, токсинов, вирусов (например, от вируса полиомиелита, где IgG принадлежит ведущая роль). Он считается иммуноглобулином вторичного иммунного ответа.
IgA
IgA может встречаться в форме мономеров, димеров и тримеров. Он имеет сывороточную (IgA1 и А2) и секреторную формы, существенно отличающиеся между собой.
Секреторный иммуноглобулин A
Секреторный иммуноглобулин A (sIgA) состоит из двух молекул сывороточного, объединенных в единую молекулу джоинг-цепью (от англ. to join — соединять) и содержащими секреторный (транспортный) компонент, который обеспечивает защиту от протеолитических ферментов (рис. 20). Секреторный компонент синтезируется эпителием слизистой оболочки, поэтому содержится только в антителах, которые находятся на слизистых. Таким образом, slgA пребывает в биологических жидкостях (молозиво, молоко, слюна, бронхиальный и желудочно-кишечный секрет, желчь, моча) и играет важную роль в формировании местных механизмов резистентности. Он противодействует массированному поступлению антигенов через слизистые оболочки, препятствует прикреплению бактерий к слизистым, нейтрализует энтеротоксины, способствует фагоцитозу. В реакциях гиперчувствительности немедленного типа он действует в качестве блокирующего антитела. Этот иммуноглобулин не проникает через плаценту и не способен активировать систему комплемента. Материал с сайта http://wiki-med.com
IgM
IgM — пентамер, состоящий из пяти молекул IgG, объединенных джоинг-цепью, поэтому он способен связать 10 молекул антигена (рис. 21). На долю IgM приходится около 10% общего количества иммуноглобулинов. К классу IgM относится основная масса антител против полисахаридных антигенов и антигенов грамотрицательных бактерий, а также ревматоидный фактор, гематтлютинины крови. Иммуноглобулины этого класса синтезируются в ответ на большинство антигенов на ранних стадиях иммунного ответа, то есть это антитела первичного иммунного ответа. В дальнейшем происходит переключение на синтез IgG (или антител другого класса), которые являются более специфическими и лучше проникают в ткани (имеют меньший размер). IgM вместе с IgA принимает участие в местном иммунитете слизистых оболочек. IgM лучше других антител активирует систему комплемента. Он не проходит через плаценту, но синтезируется плодом.
IgE
IgE — мономер, содержащийся в незначительном количестве в сыворотке крови. Этот иммуноглобулин принимает участие в защите от гельминтов и в аллергических реакциях немедленного типа. Защита от гельминтов осуществляется путем связывания IgE через Fab-фрагмент с возбудителем (гельминтом), а через Fc-фрагмент — с рецептором на эозинофиле. Таким образом, происходит реакция антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности (АЗКОЦ), приводящая к гибели гельминта. IgE также принимает участие в атопических реакциях.
В последнее время изучается физиологическая роль IgE в защите слизистых. Если инфекционный агент преодолевает преграду образуемую IgA, то в роли следующей линии защиты выступают антитела, относящиеся к классу IgE. Они, связываясь с антигеном Fab-фрагментом, фиксируются Fc-фрагментом на мембранах тучных клеток и базофилов. что приводит к высвобождению биологически активных веществ и развитию экссудативной реакции. IgE не проникает через плаценту и не активирует комплемент.
IgD
IgD — антитела с не установленной точно функцией. Известно лишь, что зрелость В-лимфоцитов определяется именно наличием мембранной формы этого иммуноглобулина. IgD не проникает через плаценту и не активирует комплемент.
какие функции выполняяют антитела
существующие классы антител
определение fab-фрагмента
j-цепь присутствует в структуре функциональных молекул антител классов
единица измерения антител