Clase și tipuri de imunoglobuline. Imunoglobuline

Imunoglobulinele în funcție de structura lor, proprietățile antigenice și imunobiologice sunt împărțite în cinci clase: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.

Clasa de imunoglobuline G. Izotipul G constituie cea mai mare parte a Ig din serul sanguin. Reprezintă 70-80% din toate Ig serice, cu 50% conținute în lichidul tisular. Conținutul mediu de IgG din serul sanguin al unui adult sănătos este de 12 g/l. Timpul de înjumătățire al IgG este de 21 de zile.

IgG este un monomer, are 2 centri de legare a antigenului (poate lega simultan 2 molecule de antigen, prin urmare, valența sa este de 2), o greutate moleculară de aproximativ 160 kDa și o constantă de sedimentare de 7S. Există subtipuri Gl, G2, G3 și G4. Sintetizată de limfocitele B mature și plasmocite. Este bine detectat în serul sanguin la vârful răspunsului imun primar și secundar.

Are afinitate mare. IgGl și IgG3 leagă complementul, G3 fiind mai activ decât Gl. IgG4, ca și IgE, are citofilitate (tropism sau afinitate pentru mastocite și bazofile) și este implicată în dezvoltarea reacției alergice de tip I. În reacțiile de imunodiagnostic, IgG se poate manifesta ca un anticorp incomplet.

Trece cu ușurință prin bariera placentară și oferă imunitate umorală nou-născutului în primele 3-4 luni de viață. De asemenea, este capabil să fie secretat în secrețiile membranelor mucoase, inclusiv în lapte prin difuzie.

IgG asigură neutralizarea, opsonizarea și marcarea antigenului, declanșează citoliza mediată de complement și citotoxicitatea mediată celulară dependentă de anticorpi.

Clasa de imunoglobuline M. Cea mai mare moleculă dintre toate Ig. Acesta este un pentamer care are 10 centri de legare a antigenului, adică valența sa este de 10. Greutatea sa moleculară este de aproximativ 900 kDa, constanta de sedimentare este 19S. Există subtipurile Ml și M2. Lanțurile grele ale moleculei IgM, spre deosebire de alte izotipuri, sunt construite din 5 domenii. Timpul de înjumătățire al IgM este de 5 zile.

Reprezintă aproximativ 5-10% din toate Ig-urile serice. Conținutul mediu de IgM în serul sanguin al unui adult sănătos este de aproximativ 1 g/l. Acest nivel la om este atins până la vârsta de 2-4 ani.

IgM este filogenetic cea mai veche imunoglobulina. Sintetizată de precursori și limfocitele B mature. Se formează la începutul răspunsului imunitar primar și este, de asemenea, primul care începe să fie sintetizat în corpul unui nou-născut - este determinat deja în a 20-a săptămână de dezvoltare intrauterină.

Are aviditate mare și este cel mai eficient activator al complementului prin calea clasică. Participă la formarea imunității umorale serice și secretoare. Fiind o moleculă de polimer care conține un lanț J, poate forma o formă secretorie și poate fi secretată în secreții mucoase, inclusiv în lapte. Majoritatea anticorpilor normali și izoaglutininelor sunt IgM.

Nu trece prin placenta. Detectarea anticorpilor specifici ai izotipului M în serul sanguin al unui nou-născut indică o infecție intrauterină anterioară sau un defect placentar.

IgM asigură neutralizarea, opsonizarea și marcarea antigenului, declanșează citoliza mediată de complement și citotoxicitatea mediată celulară dependentă de anticorpi.

Clasa de imunoglobuline A. Există sub forme serice și secretoare. Aproximativ 60% din toate IgA sunt conținute în secrețiile mucoase.

IgA serică: Reprezintă aproximativ 10-15% din toate Ig-urile serice. Serul de sânge al unui adult sănătos conține aproximativ 2,5 g/l IgA, maximul fiind atins până la vârsta de 10 ani. Timpul de înjumătățire al IgA este de 6 zile.

IgA este un monomer, are 2 centri de legare a antigenului (adică 2-valent), o greutate moleculară de aproximativ 170 kDa și o constantă de sedimentare de 7S. Există subtipurile A1 și A2. Sintetizată de limfocitele B mature și plasmocite. Este bine detectat în serul sanguin la vârful răspunsului imun primar și secundar.

Are afinitate mare. Poate fi un anticorp incomplet. Nu leagă complementul. Nu trece prin bariera placentară.

IgA asigură neutralizarea, opsonizarea și marcarea antigenului și declanșează citotoxicitatea mediată celular dependentă de anticorpi.

IgA secretorie: Spre deosebire de ser, sIgA secretorie există sub formă polimerică sub formă de di- sau trimer (4- sau 6-valent) și conține peptide J și S. Masa moleculară 350 kDa și mai mare, constantă de sedimentare 13S și mai mare.

Este sintetizat de limfocitele B mature și descendenții acestora - celulele plasmatice de specializarea corespunzătoare numai în interiorul mucoaselor și este secretat în secrețiile acestora. Volumul de producție poate ajunge la 5 g pe zi. Pool-ul slgA este considerat cel mai numeros din organism - cantitatea sa depășește conținutul total de IgM și IgG. Nu este detectat în serul de sânge.

Forma secretorie a IgA este factorul principal în imunitatea locală umorală specifică a mucoaselor tractului gastrointestinal, sistemului genito-urinar și tractului respirator. Datorită lanțului S, este rezistent la proteaze. slgA nu activează complementul, dar se leagă eficient de antigeni și îi neutralizează. Previne aderarea microbilor pe celulele epiteliale și generalizarea infecției în mucoasele.

Clasa de imunoglobuline E. Numit și reagin. Conținutul în serul sanguin este extrem de scăzut - aproximativ 0,00025 g/l. Detectarea necesită utilizarea unor metode speciale de diagnosticare extrem de sensibile. Greutate moleculară - aproximativ 190 kDa, constantă de sedimentare - aproximativ 8S, monomer. Reprezintă aproximativ 0,002% din toate Ig-urile circulante. Acest nivel este atins la vârsta de 10-15 ani.

Este sintetizat de limfocitele B mature și celulele plasmatice în principal în țesutul limfoid al arborelui bronhopulmonar și tractul gastrointestinal.

Nu leagă complementul. Nu trece prin bariera placentară. Are o citofilie pronunțată - tropism pentru mastocite și bazofile. Participă la dezvoltarea reacției de hipersensibilitate de tip imediat - tip I.

Clasa de imunoglobuline D. Nu există prea multe informații despre Ig din acest izotip. Conținut aproape complet în serul sanguin la o concentrație de aproximativ 0,03 g/l (aproximativ 0,2% din totalul Ig circulant). IgD are o greutate moleculară de 160 kDa și o constantă de sedimentare de 7S, monomer.

Nu leagă complementul. Nu trece prin bariera placentară. Este un receptor pentru precursorii limfocitelor B.

54. Antigene: definiție, proprietăți de bază. Antigenele bacteriene
celule.

Antigen - este un biopolimer de natură organică, străin genetic unui macroorganism, care, atunci când intră în acesta din urmă, este recunoscut de sistemul său imunitar și provoacă reacții imune care vizează eliminarea lui.

Antigenele au o serie de proprietăți caracteristice: antigenicitate, specificitate și imunogenitate.

Antigenicitate. Antigenitatea este înțeleasă ca capacitatea potențială a unei molecule de antigen de a activa componente ale sistemului imunitar și de a interacționa în mod specific cu factorii imuni (anticorpi, clona limfocitelor efectoare). Cu alte cuvinte, antigenul trebuie să acționeze ca un iritant specific în raport cu celulele imunocompetente. În acest caz, interacțiunea componentei sistemului imunitar nu are loc cu întreaga moleculă în același timp, ci doar cu secțiunea sa mică, numită „determinant antigenic” sau „epitop”.

Strainitatea este o condiție prealabilă pentru implementarea antigenității. După acest criteriu, sistemul imunitar dobândit diferențiază obiectele potențial periculoase ale lumii biologice sintetizate dintr-o matrice genetică străină. Conceptul de „străinitate” este relativ, deoarece celulele imunocompetente nu sunt capabile să analizeze direct codul genetic străin. Ei percep doar informații indirecte, care, ca într-o oglindă, se reflectă în structura moleculară a substanței.

Imunogenitate- capacitatea potențială a unui antigen de a provoca o reacție de protecție specifică în raport cu el însuși în macroorganism. Gradul de imunogenitate depinde de o serie de factori, care pot fi combinați în trei grupe: 1. Caracteristicile moleculare ale antigenului; 2. Clearance-ul antigenului în organism; 3. Reactivitatea macroorganismului.

La primul grup de factori a inclus natura, compoziția chimică, greutatea moleculară, structura și câteva alte caracteristici.

Imunogenitatea depinde în mare măsură de natura antigenului. De asemenea, este importantă izomeria optică a aminoacizilor care alcătuiesc molecula proteică. Mărimea și greutatea moleculară a antigenului sunt de mare importanță. Gradul de imunogenitate este influențat și de structura spațială a antigenului. Stabilitatea sterică a moleculei de antigen s-a dovedit a fi, de asemenea, semnificativă. O altă condiție importantă pentru imunogenitate este solubilitatea antigenului.

Al doilea grup de factori asociat cu dinamica intrării antigenului în organism și eliminării acestuia. Astfel, dependența imunogenității unui antigen de metoda de administrare a acestuia este bine cunoscută. Răspunsul imun este influențat de cantitatea de antigen primit: cu cât este mai mult, cu atât este mai pronunțat răspunsul imun.

Al treilea grup combină factori, determinând dependența imunogenității de starea macroorganismului. În acest sens, factorii ereditari vin în prim-plan.

Specificitate este capacitatea unui antigen de a induce un răspuns imun la un epitop strict definit. Această proprietate se datorează particularităților formării răspunsului imun - este necesară complementaritatea aparatului receptor al celulelor imunocompetente cu un determinant antigenic specific. Prin urmare, specificitatea unui antigen este determinată în mare măsură de proprietățile epitopilor săi constituenți. Cu toate acestea, ar trebui să se ia în considerare limitele arbitrare ale epitopilor, diversitatea lor structurală și eterogenitatea clonelor cu specificitate limfocitelor reactive la antigen. Ca urmare, organismul răspunde întotdeauna la stimularea antigenică cu un răspuns imunitar policlonal.

Antigenele celulelor bacteriene.În structura unei celule bacteriene, se disting antigene flagelare, somatice, capsulare și alte câteva. Flagelare sau antigene H, sunt localizate în aparatul locomotor al bacteriilor – flagelii acestora. Sunt epitopi ai flagelinei proteinei contractile. Când este încălzită, flagelina se denaturează și antigenul H își pierde specificitatea. Fenolul nu are efect asupra acestui antigen.

Somatic sau O-antigen, asociat cu peretele celular bacterian. Se bazează pe LPS. O-antigenul prezintă proprietăți termostabile - nu este distrus prin fierbere prelungită. Cu toate acestea, antigenul somatic este susceptibil la acțiunea aldehidelor (de exemplu, formaldehida) și a alcoolilor, care îi perturbă structura.

Capsula sau antigenele K, situat pe suprafata peretelui celular. Se găsește în bacteriile care formează capsule. De regulă, antigenele K constau din polizaharide acide (acizi uronici). În același timp, în bacilul antraxului, acest antigen este construit din lanțuri polipeptidice. Pe baza sensibilității lor la căldură, există trei tipuri de antigen K: A, B și L. Cea mai mare stabilitate termică este caracteristică tipului A, nu se denaturează chiar și la fierbere prelungită. Tipul B poate rezista la încălzirea pe termen scurt (aproximativ 1 oră) la 60 "C. Tipul L este distrus rapid la această temperatură. Prin urmare, îndepărtarea parțială a antigenului K este posibilă prin fierberea prelungită a culturii bacteriene.

Pe suprafața agentului cauzal al febrei tifoide și a altor enterobacterii care sunt foarte virulente, poate fi găsită o versiune specială a antigenului capsular. A primit numele antigenul de virulență sau antigenul Vi. Detectarea acestui antigen sau a anticorpilor specifici acestuia este de mare importanță diagnostică.

Bacteriile bacteriene au și proprietăți antigenice. toxine proteice, enzimeși câteva alte proteine ​​care sunt secretate de bacterii în mediu (de exemplu, tuberculina). Atunci când interacționează cu anticorpi specifici, toxinele, enzimele și alte molecule active biologic de origine bacteriană își pierd activitatea. Tetanusul, difteria și toxinele botulinice se numără printre antigenele puternice cu drepturi depline, așa că sunt folosite pentru a obține toxoizi pentru vaccinarea umană.

Compoziția antigenică a unor bacterii conține un grup de antigeni cu imunogenitate foarte exprimată, a căror activitate biologică joacă un rol cheie în formarea patogenității agentului patogen. Legarea unor astfel de antigene de către anticorpi specifici inactivează aproape complet proprietățile virulente ale microorganismului și oferă imunitate la acesta. Antigenele descrise sunt numite de protecţie. Pentru prima dată, un antigen protector a fost descoperit în scurgerea purulentă a unui carbuncul cauzată de bacilul antraxului. Această substanță este o subunitate a unei toxine proteice, care este responsabilă de activarea altor subunități, de fapt virulente - așa-numiții factori edematoși și letali.

55. Formarea anticorpilor: răspuns primar și secundar.

Capacitatea de a forma anticorpi apare în perioada prenatală la un embrion de 20 de săptămâni; După naștere, începe producția proprie de imunoglobuline a organismului, care crește până la vârsta adultă și scade oarecum la bătrânețe. Dinamica formării anticorpilor variază în funcție de puterea efectului antigenic (doza de antigen), de frecvența expunerii la antigen, de starea organismului și de sistemul său imunitar. În timpul administrării inițiale și repetate a unui antigen, dinamica formării anticorpilor este, de asemenea, diferită și are loc în mai multe etape. Există faze latente, logaritmice, staționare și descrescătoare.

În faza latentă antigenul este procesat și prezentat celulelor imunocompetente, se înmulțește o clonă de celule specializate pentru producerea de anticorpi la acest antigen și începe sinteza anticorpilor. În această perioadă, anticorpii nu sunt detectați în sânge.

În timpul fazei logaritmice anticorpii sintetizați sunt eliberați din plasmocite și intră în limfă și sânge.

În fază staționară numarul de anticorpi atinge un maxim si se stabilizeaza, apoi vine faza de declin nivelul anticorpilor. Odată cu introducerea inițială a unui antigen (răspunsul imun primar), faza latentă este de 3-5 zile, faza logaritmică este de 7-15 zile, faza staționară este de 15-30 de zile și faza de declin este de 1-6 luni sau Mai mult. O caracteristică a răspunsului imun primar este că IgM este sintetizată inițial, iar apoi IgG.

Spre deosebire de răspunsul imun primar, odată cu introducerea secundară a unui antigen (răspunsul imun secundar), perioada de latentă se scurtează la câteva ore sau 1-2 zile, faza logaritmică se caracterizează printr-o creștere rapidă și un nivel semnificativ mai ridicat de anticorpii, care în fazele ulterioare sunt reținute pentru o lungă perioadă de timp și încet, uneori sunt în scădere de câțiva ani. Într-un răspuns imun secundar, spre deosebire de cel primar, se sintetizează în principal IgG.

Această diferență în dinamica formării anticorpilor în timpul răspunsului imun primar și secundar se explică prin faptul că, după introducerea inițială a unui antigen, în sistemul imunitar se formează o clonă de limfocite, purtând memoria imunologică a acestui antigen. După o a doua întâlnire cu același antigen, o clonă de limfocite cu memorie imunologică se înmulțește rapid și activează intens procesul de geneză a anticorpilor.

Formarea foarte rapidă și energică a anticorpilor la întâlnirea repetată cu un antigen este utilizată în scopuri practice atunci când este necesar să se obțină titruri mari de anticorpi în producerea de seruri de diagnostic și terapeutice de la animale imunizate, precum și pentru crearea de urgență a imunității în timpul vaccinării. .

Structura imunoglobulinelor

După structura sa chimică imunoglobulinele sunt glicoproteine.

În funcție de proprietățile fizico-chimice și antigenice, imunoglobulinele sunt împărțite în clase: G, M, A, E, D.

Molecula de imunoglobulinaG construit din 2 lanțuri polipeptidice grele (lanțuri H) și 2 lanțuri polipeptidice ușoare (lanțuri L).

Fiecare lanț polipeptidic constă dintr-o variabilă (V), stabilă (constantă, C) și așa-numitele părți balama.

Lanțurile grele ale imunoglobulinelor din diferite clase sunt construite din polipeptide diferite (peptide gamma, mu, alfa, delta, epsilon) și, prin urmare, sunt antigeni diferiți.

Lanțurile ușoare sunt reprezentate de 2 tipuri de polipeptide - peptide kappa și lambda.

Regiunile variabile sunt mult mai scurte decât regiunile constante. Fiecare pereche de lanțuri polipeptidice ușoare și grele din părțile lor C, precum și lanțurile grele, sunt legate între ele prin punți disulfură.

Nici lanțurile grele, nici cele ușoare nu au proprietățile anticorpilor (interacțiune cu haptenele). Când este hidrolizată de papaină, molecula de imunoglobulină G se descompune în 3 fragmente - 2 fragmente Fab și un fragment Fc.

Acesta din urmă reprezintă rămășițele lanțurilor grele, părțile lor constante. Nu are proprietatea unui anticorp (nu interacționează Cu antigen), dar are afinitate pentru complement și este capabil să-l fixeze și să-l activeze. În acest sens, fragmentul este desemnat ca F c -fragment (fragment de complement). Același fragment F c asigură trecerea imunoglobulinelor G prin barierele hemato-encefalice sau placentare.

Celelalte două fragmente de imunoglobuline G sunt resturile de lanț greu și ușor cu părțile lor variabile. Sunt identice între ele și au proprietățile anticorpilor (interacționează cu antigenul), prin urmare aceste fragmente Și notat ca Fab,-(fragment de anticorp).

Deoarece nici lanțurile grele, nici lanțurile uşoare nu au proprietatea unui anticorp, dar este detectat în fragmentele F a b, este evident că părțile variabile ale lanțurilor grele și uşoare sunt responsabile de interacţiunea cu antigenul. Ele formează o structură unică în structură și organizare spațială - centrul activ al anticorpului. Fiecare centru activ al oricărei imunoglobuline corespunde grupului determinant al antigenului corespunzător ca o „cheie a unui lacăt”.

Molecula de imunoglobulina G are 2 centri activi. Deoarece structura centrilor activi ai imunoglobulinelor de unul

clasă, dar specificitățile diferite nu sunt aceleași, atunci aceste molecule (anticorpi din aceeași clasă, dar specificități diferite) sunt anticorpi diferiți. Aceste diferențe sunt denumite diferențe de imunoglobuline idiotipice sau idiotipuri.

Molecule de imunoglobuline din alte clase sunt construite pe același principiu ca IgG, adică din monomeri care au 2 catene grele și 2 catene ușoare, dar imunoglobulinele din clasa M sunt pentameri (construite din 5 astfel de monomeri), iar imunoglobulinele din clasa A sunt dimeri sau tetrameri.

Numărul de monomeri care alcătuiesc o moleculă dintr-o anumită clasă de imunoglobuline determină greutatea moleculară a acesteia. Cele mai grele sunt IgM, cele mai ușoare sunt IgG, drept urmare trec prin placentă.

De asemenea, este evident că imunoglobulinele din diferite clase au un număr diferit de centri activi: IgG are 2, iar IgM are 10. În acest sens, ele sunt capabile să lege un număr diferit de molecule de antigen, iar viteza acestei legături va fi diferit.

Rata de legare a imunoglobulinelor la antigen este a lor aviditate.

Puterea acestei conexiuni este notată ca afinitate.

IgM este cu aviditate mare, dar cu afinitate scăzută; IgG, dimpotrivă, este cu aviditate scăzută, dar cu afinitate ridicată.

Dacă există un singur centru activ într-o moleculă de anticorp, acesta poate contacta doar un determinant antigenic fără formarea ulterioară a unei structuri de rețea de complexe antigen-anticorp. Astfel de anticorpi sunt numiți incompleti. Nu dau reacții vizibile, dar inhibă reacția antigenului cu anticorpi completi.

Anticorpii incompleti joacă un rol important în dezvoltarea conflictului Rh, a bolilor autoimune (colagenoză) etc. și sunt detectați cu ajutorul testului Coombs (testul antiglobulinei).

Rolul protector al imunoglobulinelor din diferite clase de asemenea, nu la fel.

Imunoglobuline clasa E (reagine) realizează dezvoltarea reacțiilor alergice de tip imediat (hipersensibilitate de tip imediat - IHT). Alergenii (antigenii) care intră în organism sunt atașați de fragmentele F ab ale reaginelor fixate în țesuturi (fragmentul F c este asociat cu receptorii bazofili tisulare), ceea ce duce la eliberarea de substanțe biologic active care declanșează dezvoltarea reacțiilor alergice. În timpul reacțiilor alergice, bazofilele tisulare sunt deteriorate de complexul antigen-anticorp și secretă granule care conțin histamina și alte substanțe biologic active.

Imunoglobuline clasa A poate fi:

• ser (sintetizat în celulele plasmatice ale splinei, ganglionii limfatici, au o structură moleculară monomerică și dimerică și constituie 80% din IgA conținută în ser);
• secretorie (sintetizat în elementele limfatice ale mucoaselor).

Acestea din urmă se disting prin prezența unei componente secretoare (beta-globulină), care se atașează de molecula de imunoglobulină pe măsură ce trece prin celulele epiteliale ale mucoasei.

Imunoglobulinele secretoare joacă un rol semnificativ în imunitatea locală, împiedicând aderarea microorganismelor pe membranele mucoase, stimulând fagocitoza și activând complementul, putând pătrunde în salivă și colostru.

Imunoglobuline clasa M

sunt primele sintetizate ca răspuns la stimularea antigenică. Sunt capabili să lege un număr mare de antigeni și joacă un rol important în formarea imunității antibacteriene și antitoxice. Majoritatea anticorpilor serici sunt imunoglobuline din clasa G, care reprezintă până la 80% din toate imunoglobulinele. Ele se formează la înălțimea răspunsului imun primar și secundar și determină intensitatea imunității împotriva bacteriilor și virușilor. În plus, sunt capabili să pătrundă în bariera placentară și hemato-encefalică.

Clasa imunoglobulinelorD

spre deosebire de imunoglobulinele din alte clase, acestea conțin N-acetilgalactozamină și nu sunt capabile să fixeze complementul. Nivelurile de IgD cresc în mielom și procesele inflamatorii cronice.

1658 0

Izotipuri

Până acum, au fost descrise caracteristici comune tuturor moleculelor de imunoglobuline, cum ar fi designul cu patru lanțuri și domeniile structurale. În rezistența sa la substanțele străine agresive, organismul a dezvoltat o serie de mecanisme, fiecare dintre ele bazat pe o anumită proprietate sau funcție a moleculei de imunoglobuline.

Astfel, atunci când o moleculă de anticorp specifică se leagă de un antigen sau patogen specific, intră în joc mai multe mecanisme efectoare diferite. Aceste mecanisme sunt mediate de diferite clase (izotopi) de imunoglobuline, fiecare dintre acestea putând interacționa cu același epitop, dar fiecare poate declanșa o reacție diferită față de celelalte.

Aceste diferențe sunt rezultatul variațiilor structurale ale lanțurilor grele, creând domenii care definesc o diversitate de funcții. O prezentare generală a proprietăților claselor de imunoglobuline este prezentată în tabel. 4.2 și 4.3 și în fig. 4.7.

Tabelul 4.2. Cele mai importante proprietăți ale izotipurilor de imunoglobuline

Proprietate	Izotip
	IgG	IgA	IgM	IgD	IgE
Masa moleculara	150000	160000 pentru monomer	900000	180000	200000
Componente proteice suplimentare	-	J și S	J	-	-
Concentrația serică aproximativă, mg/ml	12	1,8	1	0,00-0,04	0,00002
Proporția din Ig totale, %	80	13	6	0,2	0,002
Locație	Aproximativ egale în exterior și în interiorul vaselor	În interiorul vaselor și în secret	În principal în interiorul vaselor de sânge	Pe suprafața unui limfocit	Pe mastocite, bazofile, în secreția mucoasei nazale și a salivei
Înjumătățire, zile	23	5,5	5,0	2,8	2,0
Trecerea prin placentă	+ +	-	-	-	-
Prezența în secret	-	+ +	-	-	-
Prezența în lapte	+		De la zero la urme	-	-
Activarea complementului	+	-	+ + +	-	-
Legarea la receptorii Fc de pe macrofage, celulele NK și PMN	+ +
Capacitate de aglutinare relativă	+	+ +	+ + +	-	-
Activitate antivirală	+ + +	+ + +	+	-	-
Activitate antibacteriană	+ + +	(cu lizozim)	+ + + (cu complement)
Activitate antitoxică	+ + +	-	-	-	+ +
Activitate alergică	-	-	-	-	+ +

Tabelul 4.3. Diferențe importante între subclasele de IgG umane

Alotipuri

O altă formă de variație a structurii imunoglobulinelor este alotipurile. Aceste variații se bazează pe diferențele genetice dintre indivizi și depind de existența formelor alelice (alotipuri) ale aceleiași proteine ​​ca urmare a prezenței diferitelor forme ale aceleiași gene la un anumit locus. Ca rezultat, alotipurile de lanț greu sau ușor care alcătuiesc orice imunoglobulină pot fi prezente la unii membri ai unei specii și absente la altele. Această situație este în contrast puternic cu situațiile cu clase sau subclase de imunoglobuline care sunt prezente la toți membrii speciei.

Orez. 4.7. Diferite tipuri de variații ale imunoglobulinei

Diferențele alotipice la loci cunoscuți afectează doar unul sau doi aminoacizi din regiunea lanțului constant. Cu rare excepții, prezența diferențelor alotipice între două molecule identice de imunoglobulină nu afectează de obicei legarea antigenului, dar servește ca un marker important pentru analiza moștenirii mendeliane.

Unii markeri de alotip cunoscuți formează grupuri pe lanțul γ IgG uman (numit Gm pentru markeri IgG), lanțul κ (numit Km) și lanțul α (numit Am).

Markeri alotipici au fost găsiți în imunoglobulinele mai multor specii, utilizând de obicei antiser obținut prin imunizarea unui membru al unei anumite specii cu anticorpi de la un alt membru al aceleiași specii. Ca și în cazul altor sisteme alelice, alotipurile sunt moștenite ca caractere mendeliane dominante. Genele care codifică acești markeri sunt exprimate codominant și astfel un individ poate fi homozigot sau heterozigot pentru un marker dat.

Idiotipuri

După cum am văzut, centrul de legare a antigenului al unei molecule specifice de anticorp constă dintr-o combinație unică de aminoacizi în regiunile variabile ale lanțurilor ușor și grele. Deoarece această combinație nu se găsește în alte molecule de anticorpi, ea trebuie să fie imunogenă și capabilă să stimuleze un răspuns imunologic la ea însăși la un animal din aceeași specie. Acest fapt a fost de fapt descoperit de J. Oudin și G. Kunkel, care la începutul anilor 1960 au arătat că imunizarea experimentală cu anumiți anticorpi sau proteină de mielom poate produce antiser specific doar anticorpului medicamentului utilizat și nu oricărei alte imunoglobuline de acest tip.

Astfel de antiseruri conțin populații de anticorpi specifici pentru mai mulți epitopi, numiți idiotopi. care sunt prezente în regiunea variabilă (lanț greu și ușor) a anticorpilor utilizați pentru imunizare. Setul tuturor idiotopilor de pe molecula de anticorp introdusă se numește idiotip. În unele cazuri, serul anti-idiotipic împiedică legarea anticorpului de antigenul său. În acest caz, determinantul idiotipic este considerat a fi situat în interiorul sau adiacent situsului de legare a antigenului însuși.

Serurile anti-idiotipice care nu blochează legarea anticorpilor la antigen sunt probabil direcționate împotriva determinanților variabili din regiunea cadru, în afara situsului de legare a antigenului (Fig. 4.8).

Orez. 4.8. Doi anticorpi anti-idiotipici la AT1. (A) Un anticorp anti-idiotipic îndreptat împotriva situsului de legare a antigenului AT1 împiedică legarea AT1 de antigen. (B) Anticorpul anti-idiotipic se leagă de regiunile cadru AT1 fără a împiedica legarea sa de antigen

Pe baza considerentelor teoretice, se poate vizualiza că un anticorp anti-idiotipic care se leagă la un situs de legare la antigen complementar unui astfel de centru într-un idiotip seamănă cu un epitop care este, de asemenea, complementar cu centrul de legare la antigen al unui idiotip. Astfel, anti-idiotipul poate reprezenta o amprentă sau o imagine internă a epitopului condiționat. Într-adevăr, există exemple de imunizare a animalelor experimentale folosind imagini interne anti-idiotipice ca imunogeni.

Astfel de imunogeni dau naştere la anticorpi capabili să reacţioneze cu antigenul care poartă epitopul către care este îndreptat idiotipul original. Apariția unor astfel de anticorpi este indusă fără niciun contact al animalului imunizat cu antigenul original în sine.

În unele cazuri, în special la animalele consangvinizate, anticorpii anti-idiotipici reacționează cu mai mulți anticorpi diferiți direcționați împotriva aceluiași epitop și având idiotipuri similare. Aceste idiotipuri sunt numite comune sau cu reacție încrucișată, iar acest termen identifică de obicei o familie de molecule de anticorpi.

În contrast, un ser care reacționează cu o singură moleculă de anticorp specific este definit ca având un idiotip unic. Prezența determinanților idiotipici în moleculele de imunoglobuline poate juca un rol în controlul și modularea răspunsului imun, așa cum este descris în teoria rețelei a lui N. Jerne, deși opiniile în acest sens sunt controversate.

În fig. Figura 4.9 prezintă diferitele tipuri de variații observate între imunoglobuline.

Orez. 4.9. Structuri ale principalelor clase de anticorpi secretați. Lanțurile ușoare sunt afișate în verde, iar lanțurile grele sunt afișate cu albastru. Cercurile portocalii indică locurile de glicozilare. IgM și IgA polimerice conțin o polipeptidă numită lanț J. Molecula dimerică IgA prezentată conține o componentă secretorie (indicată cu roșu)

Diferențele dintre regiunile constante care rezultă din implicarea diferitelor gene ale regiunii constante ale lanțului greu și ușor sunt numite izotipuri. Diferențele asociate cu diferite alele ale aceleiași gene a regiunii constante sunt numite alotipuri. În cele din urmă, în cadrul unui anumit izotip (de exemplu, IgG), caracteristicile din rearanjarea specifică a genelor VH și VL sunt numite idiotipuri.

R. Koiko, D. Sunshine, E. Benjamini

La om, imunoglobulinele sunt localizate în secrețiile care sunt produse de membrana mucoasă, sau mai degrabă de glandele acesteia, în serul sanguin și lichidul interstițial. Datorită acestui fapt, este asigurată o protecție completă a unei persoane împotriva bolilor, care se numește și imunitate umorală.

Răspunsul imun la această afecțiune este de două tipuri:

• specific;
• nespecific.

Deoarece mulți oameni nu știu ce sunt imunoglobulinele, merită să ne amintim că acestea dau un răspuns specific organismului, deoarece găsesc în el și apoi distrug bacteriile străine. Corpul uman își produce propriile anticorpi care rezistă bacteriilor și virușilor dăunători. Cu toate acestea, ei vor lupta doar cu un agent patogen.

Ca urmare, în organism se formează imunitatea dobândită, care vine în două tipuri:

1. Activ. Poate apărea din cauza anticorpilor care apar în organism după o boală. De asemenea, se formează după administrarea unui vaccin preventiv, atunci când bacteriile slăbite sau distruse, precum și toxinele lor modificate, sunt introduse în organism.
2. Pasiv. Această imunitate apare la un nou-născut care a primit-o de la mamă în uter sau în timpul alăptării. Poate apărea și după vaccinarea împotriva unei anumite boli.

Imunitatea, care s-a format doar ca urmare a introducerii în organism a serului cu componente de imunoglobuline, se mai numește și artificială. În timp ce imunitatea pe care a primit-o copilul de la mamă se numește naturală.

După cum am menționat mai sus, imunoglobulina protejează pacientul de diferite boli, deoarece este înzestrată cu câteva proprietăți importante:

• determină substanțe străine în celulele și organele umane (aceasta poate include microorganisme sau componente ale acestora);
• formează o nouă imunitate prin legarea de un antigen;
• distruge complexele imune emergente;
• după ce suferă de boli, acest element rămâne în organism pentru totdeauna, ceea ce asigură că persoana nu se reinfectează.

În plus, astfel de substanțe pot îndeplini și alte funcții. De exemplu, în corpul uman există anticorpi care neutralizează imunoglobulinele „extra” care au fost formate în exces. Acești anticorpi pot provoca respingerea transplantului de organe. De aceea, acei pacienți care au suferit o intervenție chirurgicală de transplant trebuie să ia constant medicamente care suprimă răspunsul imun.

Merită să știți că unele boli autoimune pot produce imunoglobuline defecte care atacă țesuturile organismului.

Oricine vrea să înțeleagă ce clase de imunoglobuline există ar trebui să știe că toate imunoglobulinele sunt împărțite în 5 clase - G, M, E, A și D, ale căror diferențe constau în structura și scopul lor funcțional:

1. Imunoglobulina G (IgG). Acest element poate fi atribuit clasei principale de imunoglobuline situate în serul sanguin. Există 4 subclase ale acestei substanțe, care pot funcționa separat una de cealaltă. Ce arată imunoglobulina? Această componentă informează despre disfuncționalitățile din organism, care pot fi diagnosticate cu ușurință cu ajutorul unui test de sânge. Producerea acestei componente are loc la câteva zile după apariția imunoglobulinei de clasa M și apoi rămâne în corpul uman mult timp, prevenind reinfectarea și distrugând elementele toxice dăunătoare. Datorită dimensiunilor sale mici, această imunoglobulină pătrunde cu ușurință în membranele fetale situate în corpul viitoarei mame și protejează copilul de efectele nocive ale diferitelor infecții. Un indicator al normei acestei imunoglobuline G este conținutul său, care reprezintă 75% din cantitatea totală de anticorpi din organism.
2. Imunoglobulina M (IgM). Acest tip este primul protector, care este produs imediat după ce bacteriile periculoase intră în el. Spre deosebire de IgG, imunoglobulinele din clasa M sunt mai mari, astfel încât în ​​corpul unei femei însărcinate nu vor putea pătrunde prin membrană până la făt - motiv pentru care pot fi detectate doar în sânge. Rata acestor anticorpi nu trebuie să depășească 10% din cantitatea lor totală.
3. Imunoglobulina E (IgE). Componentele acestei clase sunt destul de greu de găsit în sânge. Ele apar doar odată cu dezvoltarea alergiilor, care formează un „ajutor” pentru ca organismul să răspundă la efectele alergenului. Imunoglobulina este, de asemenea, capabilă să protejeze o persoană de anumite infecții. Dacă nivelul normal de IgE este crescut, aceasta va indica tendința pacientului la alergii și atopie.
4. Imunoglobulina A (IgA). Proprietatea principală a IgA este protecția membranei mucoase de efectele microbilor și substanțelor străine. Se găsește în secrețiile de lacrimi și saliva, precum și pe membrana mucoasă a sistemului genito-urinar și respirator. Concentrația de IgA nu ajunge la mai mult de 20%.
5. Imunoglobulina D (IgD). Funcțiile acestei substanțe nu sunt încă pe deplin înțelese. Acest element se găsește în sânge într-o cantitate minimă - doar 1%. IgD este utilizat în principal în formulările medicinale vândute în farmacii.

Aceste clase de imunoglobuline ajută la determinarea prezenței patologiei în organism și prescriu tratamentul în timp util. De aceea, un test de sânge pentru determinarea anticorpilor este utilizat pentru a examina starea imunității pentru a evalua starea de sănătate a pacientului și severitatea bolii.

După cum sa menționat mai sus, principala imunoglobulina responsabilă de formarea alergiilor la un pacient este IgE. După ce organismul începe să intre în contact cu alergenul, histamina, serotonina și alte componente sunt eliberate, ceea ce provoacă suprimarea activă a inflamației care se dezvoltă în organism.

Cel mai mare număr de astfel de anticorpi este localizat pe membrana mucoasă situată în tractul gastrointestinal, tractul respirator și pe piele. Norma de imunoglobuline în serul sanguin este scăzută - este în intervalul 30-240 mcg/l. În același timp, cele mai ridicate niveluri de anticorpi sunt observate la sfârșitul primăverii (mai), iar cele mai scăzute în decembrie.

IgE apare în sângele uman în cantități minime la 10-12 săptămâni în uter. Apoi, după naștere, cantitatea de substanță crește semnificativ și continuă să crească până la vârsta de 18 ani. La bătrânețe, acești indicatori încep, dimpotrivă, să scadă.

O scădere sau o creștere bruscă a concentrației de IgE indică unele boli umane, de exemplu:

• astm bronsic;
• dermatită;
• helmintiază;
• eczemă;
• febra fânului

Important: donarea de sânge pentru determinarea imunoglobulinei E este recomandată și dacă dezvoltați o alergie la medicamente sau alimente. În plus, această analiză ajută la determinarea prezenței unor posibile boli ereditare la copiii ale căror rude suferă de alergii.

Este de remarcat: dacă rezultatul IgE indicat la adolescenți și copii este scăzut, cauzele acestui fenomen pot fi dezvoltarea unor tumori sau hipogammaglobulinemie, care se dezvoltă în organism chiar înainte de naștere.

Nivelul normal de imunoglobuline este:

• la nou-născuți și copii până la 3 luni – 0-2 kE/l;
• la 3-6 luni indicatorii sunt 3-10 kE/l;
• până la 12 luni, valorile variază între 8-20 kE/l;
• până la 5 ani indicatorul este de 10-50 kE/l;
• la adolescenții sub 15 ani – 16-60 kE/l;
• la adulți – 20-100 kE/l.

După cum am menționat mai sus, abaterile de la acești parametri indică tulburări grave în organism, de aceea este important să efectuați un test de sânge în timp util pentru a vă asigura propria sănătate.

Răspuns: Imunoglobuline:

Imunoglobulinele sunt proteine ​​care sunt sintetizate sub influența unui antigen și reacţionează specific cu acesta. În timpul electroforezei ele sunt localizate în fracțiuni de globulină.

Imunoglobulinele constau din lanțuri polipeptidice. Există patru structuri în molecula de imunoglobulină:

Primar este secvența anumitor aminoacizi. Este construit din tripleți de nucleotide, este determinat genetic și determină principalele caracteristici structurale ulterioare.

Cel secundar este determinat de conformația lanțurilor polipeptidice.

Terțiar determină natura locației secțiunilor individuale ale lanțului care creează o imagine spațială.

Cuaternarul este caracteristic imunoglobulinelor. Un complex biologic activ ia naștere din patru lanțuri polipeptidice. Lanțurile în perechi au aceeași structură.

Orice moleculă de imunoglobulină are formă de Y și constă din 2 lanțuri grele (H) și 2 lanțuri ușoare (L) legate prin punți disulfură. Fiecare moleculă de Ig are 2 fragmente identice de legare la antigen Fab (Fragment antigen binding) și un fragment Fc (Fragment cristalisable), cu ajutorul cărora IG-urile se leagă complementar la receptorii Fc ai membranei celulare.

Secțiunile terminale ale lanțurilor ușor și grele ale moleculei IG sunt destul de diverse (variabile), iar regiunile individuale ale acestor lanțuri sunt deosebit de diverse (hipervariabile). Secțiunile rămase ale moleculei IG sunt relativ joase (constante). În funcție de structura regiunilor constante ale lanțurilor grele, IG-urile sunt împărțite în clase (5 clase) și subtipuri (8 subtipuri). Aceste regiuni constante ale lanțurilor grele, semnificativ diferite în compoziția de aminoacizi între diferitele clase de IG, determină în cele din urmă proprietățile speciale ale fiecărei clase de anticorpi:

lgM activează sistemul complementului;

IgE se leagă de receptori specifici de pe suprafața mastocitelor și bazofilelor, eliberând mediatori alergici din aceste celule;

IgA este secretată în diferite fluide corporale, oferind imunitate secretorie;

IgD funcționează în primul rând ca receptori membranari pentru antigen;

IgG prezintă o varietate de activități, inclusiv capacitatea de a pătrunde în placentă.

Clasele de imunoglobuline.

Imunoglobuline G, IgG

Imunoglobulinele G sunt monomeri care cuprind 4 subclase (IgGl - 77%; IgG2 - 11%; IgG3 - 9%; IgG4 - 3%), care diferă între ele prin compoziția aminoacizilor și proprietățile antigenice. Conținutul lor în serul sanguin variază de la 8 la 16,8 mg/ml. Timpul de înjumătățire este de 20-28 de zile, iar în timpul zilei se sintetizează 13 până la 30 mg/kg. Ele reprezintă 80% din conținutul total al ISIS. Ele protejează organismul de infecții. Anticorpii subclaselor IgGl și IgG4 se leagă în mod specific prin fragmentele Fc de agentul patogen (opsonizare imună) și datorită fragmentelor Fc interacționează cu receptorii Fc ai fagocitelor (macrofage, leucocite polimorfonucleare), promovând astfel fagocitoza agentului patogen. IgG4 este implicată în reacții alergice și nu este capabilă să stabilească complementul.

Anticorpii IgG joacă un rol fundamental în imunitatea umorală în bolile infecțioase, provocând moartea agentului patogen cu participarea complementului și a celulelor fagocitare opsonizante. Ele pătrund în placentă și formează imunitate antiinfecțioasă la nou-născuți. Sunt capabili să neutralizeze exotoxinele bacteriene, să fixeze complementul și să participe la reacția de precipitare.

Imunoglobuline M, IgM

Imunoglobulinele M sunt „cea mai timpurie” dintre toate clasele de IG, inclusiv 2 subclase: IgMl (65%) și IgM2 (35%). Concentrația lor în serul sanguin variază între 0,5 și 1,9 g/l sau 6% din conținutul total de IG. Se sintetizează 3-17 mg/kg pe zi, iar timpul lor de înjumătățire este de 4-8 zile. Nu traversează placenta. IgM apare la făt și este implicată în apărarea antiinfecțioasă. Sunt capabili să aglutine bacteriile, să neutralizeze virușii și să activeze complementul. IgM joacă un rol important în eliminarea agentului patogen din fluxul sanguin și în activarea fagocitozei. O creștere semnificativă a concentrației de IgM în sânge se observă într-un număr de infecții (malaria, tripanosomiază) atât la adulți, cât și la nou-născuți. Acesta este un indicator al infecției intrauterine cu agentul cauzal al rubeolei, sifilisului, toxoplasmozei și citomegaliei. IgM sunt anticorpi formați în stadiile incipiente ale procesului infecțios. Sunt foarte activi în reacțiile de aglutinare, liză și legare a endotoxinelor bacteriilor gram-negative.

Imunoglobuline A, IgA

Imunoglobulinele A sunt IG secretoare, incluzând 2 subclase: IgAl (90%) și IgA2 (10%). Conținutul de IgA în serul sanguin variază de la 1,4 la 4,2 g/l sau 13% din cantitatea totală de IgA; Se sintetizează zilnic 3 până la 50 mcg/kg. Timpul de înjumătățire al anticorpilor este de 4-5 zile. IgA se găsește în lapte, colostru, salivă, secreții lacrimale, bronșice și gastrointestinale, bilă și urină. IgA conține o componentă secretorie constând din mai multe polipeptide, care crește rezistența IgA la acțiunea enzimelor. Acesta este principalul tip de IG implicat în imunitatea locală. Ele împiedică atașarea bacteriilor la mucoasă, neutralizează enterotoxina și activează fagocitoza și complementul. IgA nu este detectabilă la nou-născuți. Apare în salivă la copiii în vârstă de 2 luni, iar componenta secretorie SC este detectată mai întâi. Și abia mai târziu molecula completă de SigA. Varsta 3 luni Mulți autori o definesc ca fiind o perioadă critică; această perioadă este deosebit de importantă pentru diagnosticarea deficienței congenitale sau tranzitorii a imunității locale.

Imunoglobuline E, IgE

Imunoglobuline D, IgD

Imunoglobulinele D sunt monomeri; conținutul lor în sânge este de 0,03-0,04 g/l sau 1% din cantitatea totală de IG; pe zi se sintetizează de la 1 la 5 mg/kg, iar timpul de înjumătățire variază de la 2-8 zile. IgD-urile sunt implicate în dezvoltarea imunității locale, au activitate antivirală și, în cazuri rare, activează complementul. Celulele plasmatice care secretă IgD sunt localizate în principal în amigdale și țesutul adenoid. IgD este detectată pe celulele B și este absentă pe monocite, neutrofile și limfocite T. Se crede că IgD este implicată în diferențierea celulelor B, contribuie la dezvoltarea unui răspuns anti-idiotipic și este implicată în procesele autoimune.