АТ – это иммуноглобулины, вырабатываемые в ответ на введение АГ и способные специфически связываться с АГ и участвовать во многих иммунологических реакциях. АТ – γ-глобулиновая фракция белков сыворотки крови (15-25% белков сыворотки). АТ синтезируются В-лимфоцитами. Контакт с АГ → созревание В-клеток в антителобразующие клетки ( АОК ). Плазматические клетки.
Покоящийся лимфоцит Активирующийся лимфобласт Плазматическая клетка Апоптоз плазматической клетки
Иммуноглобулины : циркулирующие АТ ( сывороточные и секреторные); рецепторные молекулы на иммунных клетках; миеломные белки ( белки Бенс-Джонса). По структуре, антигенному составу и по выполняемым ими функциям Ig подразделяются на 5 классов: IgG, IgM, Ig А, IgE, IgD. Использование: диагностика, лечение, профилактика инфекционных и соматических болезней.
Ig – гликопротеины. Две тяжелые (550-660 аминокислотных остатков, 50-77 кДа) и две легкие (220 аминокислотных остатков, 25 кДа). Н - (от англ. heavy – тяжелый) и L - (от англ. light – легкий) цепи. (– S – S –). «Шарнирный» участок. Молекула Ig может легко менять свою конформацию в зависимости от окружающих условий и состояния.
Легкие цепи: κ и λ. Тяжелые цепи: α, γ, μ, ε и δ. Подтипы: α1- и α-2; γ1, γ2, γ3, γ4. Вторичная структура – доменное строение : Н-цепи: 4-5, L -цепи: 2. Домен – 110 аминокислотных остатков. С-домены (от англ. constant – постоянный), и V -домены (от англ. variable – изменчивый). Легкая цепь: по одному V - и С -домену; тяжелая: один V - и 3-4 С -домена. Гипервариабельная область – 25 % V -домена. Антигенсвязывающий центр (паратоп).
Пепсин → два фрагмента: Fc и F ( ab )2. Папаин → три фрагмента: два Fab и Fc. Fab – связывание с АГ; Fc – взаимодействие с С1 → активация комплемента по классическому пути, Fc -рецепторы ) на мембране клеток макроорганизма и некоторых микробов (белок А стафилококка).
IgM, IgA – J -пептид (от англ. join – соединяю). Секреторные IgA – S -пептид (от англ. secret – секрет), секреторный компонент (71000, β-глобулин). Рецепторный иммуноглобулин – М-пептид (от англ. membrane – мембрана). J - и M -пептиды присоединяются к Ig в процессе биосинтеза. S -пептид синтезируется эпителиальными клетками и является их рецептором для IgA ; присоединяется к молекуле IgA при его прохождении через эпителиальную клетку.
В процессе взаимодействия с АГ участвует антигенсвязывающий центр ( паратоп ) Fab -фрагмента. АТ взаимодействует лишь с антигенной детерминантой (эпитопом) АГ. АТ отличает специфичность взаимодействия, т.е. способность связываться со строго определенной антигенной детерминантой.
[АГ]+[АТ] ↔ [ИК] Сила нековалентной связи зависит прежде всего от расстояния между взаимодействующими химическими группами.
Аффинность – прочность связи одного антигенсвязывающего центра с индивидуальным эпитопом АГ. Зависит от степени комплементарности антигенсвязывающего центра и эпитопа. Наибольшим аффинитетом обладают МКА, наименьшим – нормальные АТ. Аффинность антител повышается в процессе иммунного ответа в связи с селекцией наиболее специфичных клонов В-лимфоцитов.
Авидность – прочность связывания АТ и АГ (суммарная сила). Определяется аффинностью и числом антигенсвязывающих центров. Поливалентность АГ и АТ существенно усиливает прочность их соединения, поскольку для диссоциации иммунных комплексов необходим разрыв сразу всех связей.
Доступность эпитопа для антигенсвязывающего центра Ig, число эпитопов в составе молекулы АГ. Условия реакции. Специфичность антисыворотки суммарно отражает специфичность содержащихся в ней АТ. Перекрестная реактивность: если АГ А имеет общие эпитопы с АГ В, часть АТ, специфичных к А, будет реагировать также и с В.
C вязывание с АГ : маркирование АГ, инактивация биологически активных молекул (токсинов), опсонизация АГ, антителоопосредованный лизис клеток, иммунный фагоцитоз, ГНТ; функция антигенспецифического рецептора на поверхности В-лимфоцитов; Эффекторные функции: связывание с различными клетками иммунной системы и компонентом комплемента С1 q ; инициация биологической активности клеток ( фагоцитоз, зависимая от АТ клеточная цитотоксичность, высвобождение медиаторов и презентация АГ).
Молекулы, содержащие тяжелую цепь α-типа, относят к изотипу А (сокращенно Ig А), IgD обладает δ-цепью, Ig Е — ε-цепью, IgG — γ-цепью и Ig М — μ-цепью.
IgG составляет 70 – 75 % иммуноглобулинов сыворотки крови, 50 % содержится в тканевой жидкости. Период полураспада – 21 день. IgG – мономер, имеет два антигенсвязывающих центра, молекулярную массу – около 146 кДа и константу седиментации – 7 S. Подтипы: G 1, G 2, G 3 и G 4.
IgG синтезируется зрелыми B -лимфоцитами ( Вγ ) и плазматическими клетками, хорошо определяется в сыворотке крови на пике первичного и при вторичном иммунном ответе. IgG составляют большинство АТ вторичного иммунного ответа и антитоксинов. IgG обладает высокой аффинностью, связывает комплемент, может быть неполным антителом. IgG легко проходит через плацентарный барьер, способен выделяться в секрет слизистых оболочек путем диффузии. Обнаружение высоких титров IgG к АГ конкретного возбудителя указывает на то, что организм находится на стадии реконвалесценции или инфекционное заболевание перенесено недавно.
Ig М – пентамер, 10 антигенсвязывающих центров, молекулярная масса – около 970 кДа, константа седиментации 19 S. Н-цепи – из 5 доменов. Период полураспада Ig М – 5 дней. Ig М – 10 % всех сывороточных Ig. Ig М синтезируется Вμ. Образуется в начале первичного иммунного ответа, первым начинает синтезироваться в организме новорожденного (определяется уже на 20-й неделе внутриутробного развития).
Ig М – высокая авидность, связывает комплемент, сывороточный и секреторный гуморальный иммунитет. Большая часть нормальных АТ и изоагглютининов относится к Ig М. Ig М не проходит через плаценту. Ig М в сыворотке новорожденного → бывшая внутриутробная инфекция или дефект плаценты. Наличие IgM к АГ конкретного возбудителя указывает на наличие острого инфекционного процесса.
Сывороточный Ig А : около 15 – 20 % всех сывороточных Ig. Период полураспада Ig А – 6 дней. Ig А – мономер, два антигенсвязывающих центра, молекулярная масса около 160 кДа, константа седиментации 7 S. А1 и А2. Ig А синтезируется зрелыми B -лимфоцитами ( Вα) и плазматическими клетками. Ig А хорошо определяется в сыворотке крови на пике первичного и при вторичном иммунном ответе. Ig А обладает высокой аффинностью, может быть неполным АТ, не связывает комплемент, не проходит через плацентарный барьер.
Секреторный ( sIg А) : ди-, три- или тетрамеры, содержит J - и S - пептиды. Молекулярная масса Ig А 385 кДа и более, константа седиментации 11 S и выше. Секреторный Ig А – основной фактор местного иммунитета слизистых оболочек ЖКТ, мочеполовой системы и респираторного тракта. Секреторный Ig А активирует комплемент и стимулирует фагоцитарную реакцию в слизистых оболочках.
Ig Е – реагины – около 0,002 % всех циркулирующих Ig, молекулярная масса около 188 кДа, константа седиментации примерно 8 S. Ig Е — мономер. Тяжелые цепи Ig Е построены из 5 доменов. Ig Е синтезируется зрелыми B -лимфоцитами ( Вε) и плазматическими клетками преимущественно в лимфоидной ткани бронхолегочного дерева и ЖКТ. Ig Е не связывает комплемент, не проходит через плацентарный барьер. Ig Е – цитофильность (тропность к тучным клеткам и базофилам) → аллергическая реакция I типа (анафилактическая). Антигельминтозный иммунитет.
IgD – 0,2 % общего количества циркулирующих АТ, но обильно представлен на мембране В-клеток. Молекулярная масса около 184 кДа, константа седиментации 7 S, мономер. IgD не связывает комплемент, не проходит через плаценту, является рецептором предшественников B -лимфоцитов. Антигензависимая дифференцировка лимфоцитов.
Рецепторные (мембранные) Ig локализуются на ЦПМ B -лимфоцитов. Антигенспецифические рецепторы. Имеют тот же изотип и специфичность, что и синтезируемые в межклеточную среду АТ. M -пептид – фиксация в ЦПМ иммунокомпетентной клетки.
Нормальные (естественные) АТ – базальный уровень иммуноглобулинов. Изогемагглютинины – АТ, направленные против эритроцитарных АГ групп крови (система АВО ), а также против бактерий кишечной группы, кокков и некоторых вирусов. Нормальные АТ постоянно образуются в организме без явной антигенной стимуляции: отражают готовность макроорганизма к иммунному реагированию или свидетельствуют об отдаленном контакте с АГ.
Каждый B -лимфоцит и его потомки ( клон ) → АТ строго определенной специфичности – моноклинальные. Д. Келлер и Ц. Мильштайн (1975) → гибридные клетки (слияние иммунных B -лимфоцитов с миеломной клеткой). Гибридомы: синтезировали АТ; были «бессмертны». МКА широко применяются при создании диагностических и лечебных препаратов. ГАТ: гипоксантин, аминоптерин, тимидин
Полные АТ – способны образовывать в РА или РП хорошо различимую глазом макромолекулярную структуру гигантского иммунного комплекса. Полимерные молекулы Ig М, некоторые Ig А и IgG. Неполные антитела лишены такой способности несмотря на то, что они специфически связываются с АГ (непреципитирующие или блокирующие АТ). Причины: экранирование или дефект второго антигенсвязывающего центра, недостаточное число или экранирование антигенных детерминант на молекуле АГ. Выявление – реакция Кумбса (использование «вторых», антииммуноглобулиновых АТ).
Структура Ig контролируется большим числом генов, которые имеют фрагментарную организацию, располагаются на 3 различных хромосомах и наследуются независимо. При созревании B -лимфоцитов в их генетическом аппарате происходят произвольное сближение отдельных фрагментированных генов и сборка единых функциональных генов, которые кодируют всю молекулу Ig – сплайсинг (англ. splicing — сращивание). В отдельных участках V -сегментов генов Ig наблюдается мутации – гипермутабельные области. Дальнейшая дифференцировка В-лимфоцитов сопровождается рекомбинационными перестройками в пределах генов Ig → смена класса АТ.
Первичный иммунный ответ: длительная латентная (3 – 5 сут) и логарифмическая (7 – 15 сут) фазы. Первые диагностически титры АТ регистрируются на 10 – 14-е сутки. Стационарная фаза – 15 – 30 сут, а фаза снижения – 1 – 6 мес. B -лимфоциты иммунологической памяти, накапление специфических IgM → IgG, Ig А. Вторичный иммунный ответ: укороченная латентная фаза – от нескольких часов до 1 – 2 сут., более интенсивная логарифмическая фаза, более высокие титры АТ. Стационарная фаза и фаза снижения затяжные (несколько месяцев или даже лет). IgG.
(первичное воздействие) (повторное воздействие)
Теория «боковых цепей» П. Эрлиха (1898) заложила основные представления о гуморальном иммунитете и рецепторах иммунокомпетентных клеток. «Инструктивные» (или «матричные») теории. Ф. Брейнль и Ф. Гауровитц (1930), Л. Полинг (1940), оказались тупиковыми в связи с открытием Д. Уотсоном и Ф. Криком (1953) механизма кодирования в ДНК генетической информации.
«Клонально-селекционная» теория Ф. Бернета. Лимфоидная ткань состоит из огромного числа клонов лимфоцитов, которые специализируются на продукции АТ к разнообразным АГ. АГ → специфичный клон лимфоцитов →пролиферация, дифференцеровка→ АТ. Большая доза АГ → клон элиминируется из организма → формированию в эмбриональном периоде иммунологической толерантности к собственным АГ.
Молекулярно-генетическая теория С. Тонегавы. Теория сетевой регуляции иммунной системы. В основе Н. идея Ерне (1974) идиотип-антиидиотипического взаимодействия. Можно понять формирование иммунологической памяти и возникновение аутоиммунных реакций, но не объясняет механизм иммунологического распознавания «свой – чужой», управление каскадом идиотип-антиидиотипических реакций.
В 60-е годы П.Ф. Здродовский → физиологическая концепция иммуногенеза – гипоталамо-адреналовая теория регуляции иммунитета. Драйер и Беннетт: вариабельные и константные области кодируются отдельными генами, существует множество генов для вариабельных (V) и один или весьма ограниченное число генов для константных (С) областей. Идея соматического мутагенеза (из относительно небольшого числа гаметных генов в течение жизни возникает множество модифицированных генов). Источник разнообразия вариабельных областей – генная конверсия с участием набора псевдогенов.
Множественность гаметных генов V -областей. Соматический мутагенез. Соматические рекомбинации между сегментами, образующими полный V -ген. Генные конверсии: отрезки ДНК, принадлежащие ряду псевдо- V -генов, могут копироваться в функциональном V -гене, меняя его исходную нуклеотидную последовательность. Вставки добавочных нуклеотидов.
Прямые методы : преципитация, агглютинация прямая гемагглютинация. Реакции пассивной агглютинации: реакция непрямой геммагглютинации (РНГА), латексагглютинации, коагглютинации, агглютинации частиц бентонита, желатиновых капсул, частиц сефарозы и др. Индикаторные методы основаны на использовании меток для выявления реакции антиген—антитело: ИФА, РИФ, РИА. Иммуносенсоры основаны на изменении физико-химических свойств мембраны или другого носителя, связанного с АТ или АГ.
