Triedy a typy imunoglobulínov. Imunoglobulíny

Imunoglobulíny sú rozdelené do piatich tried podľa ich štruktúry, antigénnych a imunobiologických vlastností: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.

Imunoglobulín triedy G. Izotyp G tvorí väčšinu sérových Ig. Tvorí 70 – 80 % všetkých sérových Ig, pričom 50 % sa nachádza v tkanivovej tekutine. Priemerný obsah IgG v krvnom sére zdravého dospelého človeka je 12 g/l. Polčas rozpadu IgG je 21 dní.

IgG je monomér, ktorý má 2 centrá viažuce antigén (môže súčasne viazať 2 molekuly antigénu, preto je jeho valencia 2), molekulová hmotnosť asi 160 kDa a sedimentačná konštanta 7S. Existujú podtypy Gl, G2, G3 a G4. Syntetizovaný zrelými B-lymfocytmi a plazmatickými bunkami. Je dobre definovaný v krvnom sére na vrchole primárnej a sekundárnej imunitnej odpovede.

Má vysokú afinitu. IgGl a IgG3 viažu komplement a G3 je aktívnejší ako Gl. IgG4, podobne ako IgE, má cytofilitu (tropizmus alebo afinitu k mastocytom a bazofilom) a podieľa sa na rozvoji alergickej reakcie I. typu. Pri imunodiagnostických reakciách sa IgG môže prejaviť ako neúplná protilátka.

Ľahko prechádza placentárnou bariérou a poskytuje humorálnu imunitu novorodencovi v prvých 3-4 mesiacoch života. Difúziou sa môže vylučovať aj do tajomstva slizníc, vrátane mlieka.

IgG zaisťuje neutralizáciu, opsonizáciu a značenie antigénu, spúšťa cytolýzu sprostredkovanú komplementom a bunkami sprostredkovanú cytotoxicitu závislú od protilátok.

Imunoglobulín triedy M. Najväčšia molekula zo všetkých Ig. Ide o pentamér, ktorý má 10 centier viažucich antigén, t.j. jeho valencia je 10. Jeho molekulová hmotnosť je asi 900 kDa, sedimentačná konštanta je 19S. Existujú podtypy Ml a M2. Ťažké reťazce molekuly IgM sa na rozdiel od iných izotypov skladajú z 5 domén. Polčas rozpadu IgM je 5 dní.

Tvorí asi 5-10 % všetkých sérových Ig. Priemerný obsah IgM v krvnom sére zdravého dospelého človeka je asi 1 g/l. Táto úroveň sa u ľudí dosiahne vo veku 2-4 rokov.

IgM je fylogeneticky najstarší imunoglobulín. Syntetizované prekurzormi a zrelými B-lymfocytmi. Tvorí sa na začiatku primárnej imunitnej odpovede, je tiež prvý, ktorý sa syntetizuje v tele novorodenca – určuje sa už v 20. týždni vnútromaternicového vývoja.

Má vysokú aviditu a je najúčinnejším aktivátorom komplementu v klasickej dráhe. Podieľa sa na tvorbe sérovej a sekrečnej humorálnej imunity. Keďže ide o polymérnu molekulu obsahujúcu J-reťazec, môže tvoriť sekrečnú formu a môže sa vylučovať do sekrétu slizníc, vrátane mlieka. Väčšina normálnych protilátok a izoaglutinínov sú IgM.

Neprechádza cez placentu. Detekcia špecifických protilátok izotypu M v krvnom sére novorodenca naznačuje bývalú intrauterinnú infekciu alebo defekt placenty.

IgM zaisťuje neutralizáciu, opsonizáciu a značenie antigénu, spúšťa cytolýzu sprostredkovanú komplementom a cytotoxicitu sprostredkovanú bunkami závislú od protilátok.

Imunoglobulín triedy A. Existuje v sérovej a sekrečnej forme. Asi 60 % všetkých IgA sa nachádza v slizničných sekrétoch.

IgA v sére: Tvorí asi 10-15% všetkých sérových Ig. Krvné sérum zdravého dospelého človeka obsahuje asi 2,5 g / l IgA, maximum sa dosahuje do 10. roku života. Polčas rozpadu IgA je 6 dní.

IgA je monomér, má 2 centrá viažuce antigén (t.j. 2-valentné), molekulovú hmotnosť približne 170 kDa a sedimentačnú konštantu 7S. Existujú podtypy A1 a A2. Syntetizovaný zrelými B-lymfocytmi a plazmatickými bunkami. Je dobre definovaný v krvnom sére na vrchole primárnej a sekundárnej imunitnej odpovede.

Má vysokú afinitu. Môže ísť o neúplnú protilátku. Neviaže komplement. Neprechádza cez placentárnu bariéru.

IgA zabezpečuje neutralizáciu, opsonizáciu a značenie antigénu, spúšťa bunkami sprostredkovanú cytotoxicitu závislú od protilátky.

Sekrečné IgA: Na rozdiel od séra existuje sekrečný sIgA v polymérnej forme ako di- alebo trimér (4- alebo 6-valentný) a obsahuje J- a S-peptidy. Molekulová hmotnosť 350 kDa a viac, sedimentačná konštanta 13S a viac.

Je syntetizovaný zrelými B-lymfocytmi a ich potomkami - plazmatickými bunkami zodpovedajúcej špecializácie iba v rámci slizníc a uvoľňuje sa do ich tajomstiev. Objem výroby môže dosiahnuť 5 g za deň. Zásobník slgA sa považuje za najpočetnejší v tele - jeho počet prevyšuje celkový obsah IgM a IgG. Nenachádza sa v krvnom sére.

Sekrečná forma IgA je hlavným faktorom špecifickej humorálnej lokálnej imunity slizníc gastrointestinálneho traktu, genitourinárneho systému a dýchacieho traktu. Vďaka S-reťazcu je odolný voči proteázam. slgA neaktivuje komplement, ale účinne sa viaže na antigény a neutralizuje ich. Zabraňuje adhézii mikróbov na epiteliálnych bunkách a generalizácii infekcie v rámci slizníc.

Imunoglobulín triedy E. Tiež sa nazýva reagin. Obsah v krvnom sére je extrémne nízky - približne 0,00025 g/l. Detekcia vyžaduje použitie špeciálnych vysoko citlivých diagnostických metód. Molekulová hmotnosť - asi 190 kDa, sedimentačná konštanta - asi 8S, monomér. Tvorí asi 0,002 % všetkých cirkulujúcich Ig. Táto úroveň sa dosiahne vo veku 10-15 rokov.

Je syntetizovaný zrelými B-lymfocytmi a plazmatickými bunkami hlavne v lymfoidnom tkanive bronchopulmonálneho stromu a gastrointestinálneho traktu.

Neviaže komplement. Neprechádza cez placentárnu bariéru. Má výraznú cytofilitu - tropizmus pre žírne bunky a bazofily. Podieľa sa na vzniku okamžitej precitlivenosti typu – reakcie I. typu.

Imunoglobulín triedy D. O Ig tohto izotypu nie je veľa informácií. Takmer úplne obsiahnuté v krvnom sére v koncentrácii asi 0,03 g / l (asi 0,2% z celkového počtu cirkulujúcich Ig). IgD má molekulovú hmotnosť 160 kDa a sedimentačnú konštantu 7S, monomér.

Neviaže komplement. Neprechádza cez placentárnu bariéru. Je to receptor pre prekurzory B-lymfocytov.

54. Antigény: definícia, základné vlastnosti. Bakteriálne antigény
bunky.

Antigén - je to biopolymér organickej povahy, geneticky cudzí makroorganizmu, ktorý, keď doň vstúpi, rozpozná ho jeho imunitný systém a vyvolá imunitné reakcie zamerané na jeho elimináciu.

Antigény majú rad charakteristických vlastností: antigenicita, špecifickosť a imunogenicita.

antigenicita. Antigenicita sa chápe ako potenciálna schopnosť molekuly antigénu aktivovať zložky imunitného systému a špecificky interagovať s imunitnými faktormi (protilátky, klon efektorových lymfocytov). Inými slovami, antigén by mal pôsobiť ako špecifický stimul vo vzťahu k imunokompetentným bunkám. Súčasne k interakcii zložky imunitného systému nedochádza súčasne s celou molekulou, ale len s jej malou oblasťou, ktorá sa nazýva „antigénny determinant“ alebo „epitop“.

Cudzosť je predpokladom pre realizáciu antigenicity. Podľa tohto kritéria systém získanej imunity rozlišuje potenciálne nebezpečné objekty biologického sveta, syntetizované z mimozemskej genetickej matrice. Pojem „cudzosť“ je relatívny, pretože imunokompetentné bunky nie sú schopné priamo analyzovať cudzí genetický kód. Vnímajú len nepriame informácie, ktoré sa ako v zrkadle odrážajú v molekulárnej štruktúre hmoty.

Imunogenicita- potenciálna schopnosť antigénu vyvolať v makroorganizme špecifickú ochrannú reakciu voči sebe samému. Stupeň imunogenicity závisí od množstva faktorov, ktoré možno kombinovať do troch skupín: 1. Molekulárne vlastnosti antigénu; 2. Klírens antigénu v tele; 3. Reaktivita makroorganizmu.

K prvej skupine faktorov priraďuje sa povaha, chemické zloženie, molekulová hmotnosť, štruktúra a niektoré ďalšie charakteristiky.

Imunogenicita do značnej miery závisí od povahy antigénu. Dôležitá je aj optická izoméria aminokyselín, ktoré tvoria molekulu proteínu. Veľký význam má veľkosť a molekulová hmotnosť antigénu. Stupeň imunogenicity je ovplyvnený aj priestorovou štruktúrou antigénu. Stérická stabilita molekuly antigénu sa tiež ukázala ako významná. Ďalšou dôležitou podmienkou imunogenicity je rozpustnosť antigénu.

Druhá skupina faktorov spojené s dynamikou vstupu antigénu do tela a jeho vylučovaním. Závislosť imunogenicity antigénu od spôsobu jeho podania je teda dobre známa. Množstvo prichádzajúceho antigénu ovplyvňuje imunitnú odpoveď: čím viac, tým výraznejšia je imunitná odpoveď.

Tretia skupina kombinuje faktory, ktoré určujú závislosť imunogenicity od stavu makroorganizmu. V tomto smere vystupujú do popredia dedičné faktory.

Špecifickosť nazývaná schopnosť antigénu vyvolať imunitnú odpoveď na presne definovaný epitop. Táto vlastnosť je spôsobená zvláštnosťami tvorby imunitnej odpovede - je potrebná komplementarita receptorového aparátu imunokompetentných buniek so špecifickým antigénnym determinantom. Špecifickosť antigénu je teda do značnej miery určená vlastnosťami jeho základných epitopov. Treba však vziať do úvahy podmienenosť hraníc epitopov, ich štrukturálnu diverzitu a heterogenitu klonov antigén-reaktívnych lymfocytových špecifík. Výsledkom je, že telo vždy reaguje na antigénne podráždenie polyklonálnou imunitnou odpoveďou.

Antigény bakteriálnych buniek. V štruktúre bakteriálnej bunky sa rozlišujú bičíky, somatické, kapsulárne a niektoré ďalšie antigény. Bičíky alebo H-antigény, lokalizované v pohybovom aparáte baktérií – ich bičíkov. Sú to epitopy kontraktilného proteínu bičíka. Pri zahrievaní bičík denaturuje a H-antigén stráca svoju špecifickosť. Fenol na tento antigén nepôsobí.

Somatický alebo O-antigén, spojené s bakteriálnou bunkovou stenou. Jeho základom je LPS. O-antigén vykazuje termostabilné vlastnosti – neničí sa dlhším varom. Somatický antigén však podlieha pôsobeniu aldehydov (napríklad formalínu) a alkoholov, ktoré narúšajú jeho štruktúru.

kapsulárne alebo K-antigény, nachádza sa na povrchu bunkovej steny. Nachádzajú sa v baktériách, ktoré tvoria kapsulu. K-antigény sa spravidla skladajú z kyslých polysacharidov (urónových kyselín). Zároveň je v antraxovom bacile tento antigén vybudovaný z polypeptidových reťazcov. Podľa citlivosti na teplo sa rozlišujú tri typy K-antigénu: A, B, a L. Najvyššia tepelná stabilita je charakteristická pre typ A, nedenaturuje ani pri dlhšom vare. Typ B vydrží krátke zahrievanie (asi 1 hodinu) až do 60 °C. Typ L sa pri tejto teplote rýchlo ničí. Preto je možné čiastočné odstránenie K-antigénu dlhším varom bakteriálnej kultúry.

Na povrchu pôvodcu brušného týfusu a iných enterobaktérií, ktoré majú vysokú virulenciu, možno nájsť špeciálny variant kapsulárneho antigénu. Dostal meno virulentný antigén alebo Vi antigén. Detekcia tohto antigénu alebo protilátok k nemu špecifických má veľkú diagnostickú hodnotu.

Bakteriálne baktérie majú tiež antigénne vlastnosti. proteínové toxíny, enzýmy a niektoré ďalšie proteíny, ktoré baktérie vylučujú do prostredia (napr. tuberkulín). Pri interakcii so špecifickými protilátkami strácajú toxíny, enzýmy a iné biologicky aktívne molekuly bakteriálneho pôvodu svoju aktivitu. Toxíny tetanu, záškrtu a botulotoxínu patria medzi silné plnohodnotné antigény, preto sa využívajú na získavanie toxoidov na očkovanie ľudí.

V antigénnom zložení niektorých baktérií sa rozlišuje skupina antigénov so silne výraznou imunogenicitou, ktorých biologická aktivita zohráva kľúčovú úlohu v patogenite patogénu. Väzba takýchto antigénov špecifickými protilátkami takmer úplne inaktivuje virulentné vlastnosti mikroorganizmu a poskytuje mu imunitu. Opísané antigény sú tzv ochranný. Prvýkrát bol nájdený ochranný antigén v purulentnom výtoku karbunky spôsobenej antraxovým bacilom. Táto látka je podjednotkou bielkovinového toxínu, ktorý je zodpovedný za aktiváciu ďalších, vlastne virulentných podjednotiek – takzvaných edematóznych a letálnych faktorov.

55. Tvorba protilátok: primárna a sekundárna odpoveď.

Schopnosť vytvárať protilátky sa objavuje v prenatálnom období u 20-týždňového embrya; po narodení začína vlastná produkcia imunoglobulínov, ktorá do dospelosti stúpa a v starobe o niečo klesá. Dynamika tvorby protilátok má rôzny charakter v závislosti od sily antigénneho účinku (dávka antigénu), frekvencie expozície antigénu, stavu organizmu a jeho imunitného systému. Pri počiatočnom a opakovanom zavádzaní antigénu je aj dynamika tvorby protilátok odlišná a prebieha v niekoľkých fázach. Priraďte latentnú, logaritmickú, stacionárnu fázu a fázu poklesu.

V latentnej fáze prebieha spracovanie a prezentácia antigénu imunokompetentným bunkám, reprodukcia bunkového klonu špecializovaného na tvorbu protilátok proti tomuto antigénu, začína sa syntéza protilátok. Počas tohto obdobia sa protilátky v krvi nezistia.

Počas logaritmickej fázy syntetizované protilátky sa uvoľňujú z plazmatických buniek a vstupujú do lymfy a krvi.

V stacionárnej fáze počet protilátok dosiahne maximum a stabilizuje sa, potom príde fáza zostupu hladiny protilátok. Pri počiatočnom podaní antigénu (primárna imunitná odpoveď) je latentná fáza 3-5 dní, logaritmická fáza je 7-15 dní, stacionárna fáza je 15-30 dní a fáza poklesu je 1-6 mesiacov, resp. viac. Charakteristickým znakom primárnej imunitnej odpovede je, že najprv sa syntetizuje IgM a potom IgG.

Na rozdiel od primárnej imunitnej odpovede pri sekundárnom podaní antigénu (sekundárna imunitná odpoveď) je latentná perióda skrátená na niekoľko hodín alebo 1-2 dní, logaritmická fáza je charakterizovaná rýchlym nárastom a výrazne vyššou hladinou protilátok , ktorá sa v ďalších fázach dlhodobo udržiava a pomaly, niekedy až niekoľko rokov, klesá. V sekundárnej imunitnej odpovedi sa na rozdiel od primárnej syntetizuje hlavne IgG.

Takýto rozdiel v dynamike tvorby protilátok počas primárnej a sekundárnej imunitnej odpovede sa vysvetľuje tým, že po prvotnom podaní antigénu sa v imunitnom systéme vytvorí klon lymfocytov nesúcich imunologickú pamäť tohto antigénu. Po druhom stretnutí s rovnakým antigénom sa klon lymfocytov s imunologickou pamäťou rýchlo a intenzívne zapína proces genézy protilátok.

Veľmi rýchla a rázna tvorba protilátok pri opakovanom stretnutí s antigénom sa využíva v praxi, keď je potrebné získať vysoké titre protilátok pri produkcii diagnostických a terapeutických sér z imunizovaných zvierat, ako aj pre núdzovú imunitu pri vakcinácii.

Štruktúra imunoglobulínov

Podľa jeho chemickej štruktúry imunoglobulíny sú glykoproteíny.

Podľa fyzikálno-chemických a antigénnych vlastností sú imunoglobulíny rozdelené do tried: G, M, A, E D.

Molekula imunoglobulínuG zostavené z 2 ťažkých (H-reťazce) a 2 ľahkých polypeptidových reťazcov (L-reťazce).

Každý polypeptidový reťazec pozostáva z variabilných (V), stabilných (konštantných, C) a takzvaných pántových častí.

Ťažké reťazce imunoglobulínov rôznych tried sú postavené z rôznych polypeptidov (gama, mu, alfa, delta, epsilon peptidy), a preto sú to rôzne antigény.

Ľahké reťazce sú reprezentované 2 typmi polypeptidov – kappa a lambda peptidy.

Variabilné oblasti sú oveľa kratšie ako konštantné oblasti. Každý pár ľahkých a ťažkých polypeptidových reťazcov v ich C častiach, ako aj ťažké reťazce, sú vzájomne prepojené disulfidovými mostíkmi.

Ani ťažké, ani ľahké reťazce nemajú vlastnosti protilátok (interakcia s haptény). Po hydrolýze papaínom sa molekula imunoglobulínu G rozkladá na 3 fragmenty - 2 Fab fragmenty a Fc fragment.

Posledne menované sú zvyšky ťažkých reťazcov, ich konštantné časti. Nemá vlastnosť protilátky (neinteraguje s antigén), ale má afinitu ku komplementu, je schopný ho fixovať a aktivovať. V tomto ohľade je fragment označený ako Fc-fragment (komplementový fragment). Rovnaký Fc-fragment zabezpečuje prechod imunoglobulínov G cez hematoencefalickú alebo placentárnu bariéru.

Ďalšie dva fragmenty imunoglobulínu G sú zvyšky ťažkého a ľahkého reťazca s ich variabilnými časťami. Sú navzájom identické a majú vlastnosť protilátok (interagujú s antigénom), v tomto ohľade tieto fragmenty A označované ako Fab,-(fragment protilátky).

Keďže ani ťažké, ani ľahké reťazce nemajú vlastnosť protilátky, ale deteguje sa vo fragmentoch Fa-, je zrejmé, že za interakciu s antigénom sú zodpovedné variabilné časti ťažkého a ľahkého reťazca. Tvoria jedinečnú štruktúru a priestorovú organizačnú štruktúru - aktívne miesto protilátky. Každé aktívne centrum akéhokoľvek imunoglobulínu zodpovedá determinantnej skupine zodpovedajúceho antigénu, ako „kľúč od zámku.

Molekula imunoglobulínu G má 2 aktívne centrá. Vzhľadom k tomu, štruktúra aktívnych centier imunoglobulínov jedného

triedy, ale rozdielna špecificita nie je rovnaká, potom tieto molekuly (protilátky rovnakej triedy, ale odlišná špecificita) sú rôzne protilátky. Tieto rozdiely sa označujú ako idiotypické imunoglobulínové rozdiely alebo idiotypy.

Molekuly imunoglobulínov iných tried postavené na rovnakom princípe ako IgG, t.j. z monomérov, ktoré majú 2 ťažké a 2 ľahké reťazce, ale imunoglobulíny triedy M sú pentaméry (vytvorené z 5 takýchto monomérov) a imunoglobulíny triedy A sú diméry alebo tetraméry.

Počet monomérov, ktoré tvoria molekulu určitej triedy imunoglobulínu, určuje jej molekulovú hmotnosť. Najťažšie sú IgM, najľahšie IgG, v dôsledku čoho prechádzajú cez placentu.

Je tiež zrejmé, že imunoglobulíny rôznych tried majú rôzny počet aktívnych centier: IgG ich má 2 a IgM 10. Z tohto hľadiska sú schopné viazať rôzny počet molekúl antigénu a rýchlosť tejto väzby bude iná.

Rýchlosť väzby imunoglobulínov na antigén je ich avidita.

Sila tejto väzby sa označuje ako afinita.

IgM majú vysokú aviditu, ale nízku afinitu, zatiaľ čo IgG majú nízku aviditu, ale vysokú afinitu.

Ak v molekule protilátky funguje len jedno aktívne centrum, môže sa viazať len na jeden antigénny determinant bez následnej tvorby sieťovej štruktúry komplexov antigén-protilátka. Takéto protilátky sa nazývajú neúplné. Nedávajú oku viditeľné reakcie, ale inhibujú reakciu antigénu s kompletnými protilátkami.

Nekompletné protilátky zohrávajú dôležitú úlohu pri vzniku Rh konfliktu, autoimunitných ochorení (kolagenóza) atď., Zisťujú sa pomocou Coombsovej reakcie (antiglobulínový test).

Ochranná úloha imunoglobulínov rôznych tried tiež nie to isté.

Imunoglobulíny triedy E (reagins) uvedomiť si rozvoj alergických reakcií bezprostredného typu (precitlivenosť bezprostredného typu – HNT). Alergény (antigény) vstupujúce do tela sú viazané na F ab fragmenty reaginov fixované v tkanivách (F c fragment je spojený s tkanivovými bazofilnými receptormi), čo vedie k uvoľňovaniu biologicky aktívnych látok, ktoré spúšťajú rozvoj alergických reakcií. Pri alergických reakciách sú tkanivové bazofily poškodené komplexom antigén-protilátka a uvoľňujú granule obsahujúce histamín a iné biologicky aktívne látky.

Imunoglobulíny triedy A môže byť:

• sérum (syntetizované v plazmatických bunkách sleziny, lymfatických uzlín, má monomérnu a dimérnu molekulovú štruktúru a tvorí 80 % IgA obsiahnutého v sére);
• sekrečné (syntetizované v lymfatických prvkoch slizníc).

Posledne menované sa vyznačujú prítomnosťou sekrečnej zložky (beta-globulín), ktorá sa viaže na molekulu imunoglobulínu počas jej prechodu cez epitelové bunky sliznice.

Sekrečné imunoglobulíny zohrávajú významnú úlohu v lokálnej imunite, zabraňujú adhézii mikroorganizmov na slizniciach, stimulujú fagocytózu a aktivujú komplement, môžu prenikať do slín a kolostra.

Imunoglobulíny triedy M

najprv syntetizovaný v reakcii na antigénnu stimuláciu. Sú schopné viazať veľké množstvo antigénov a zohrávajú dôležitú úlohu pri tvorbe antibakteriálnej a antitoxickej imunity. Väčšina sérových protilátok sú imunoglobulíny triedy G, ktoré tvoria až 80 % všetkých imunoglobulínov. Vznikajú vo výške primárnej a sekundárnej imunitnej odpovede a určujú intenzitu imunity proti baktériám a vírusom. Okrem toho sú schopné preniknúť cez placentárnu a hematoencefalickú bariéru.

triedy imunoglobulínovD

na rozdiel od imunoglobulínov iných tried obsahujú N-acetylgalaktozamín a nie sú schopné fixovať komplement. Hladina IgD je zvýšená pri mnohopočetnom myelóme a chronických zápalových procesoch.

1658 0

izotypy

Doteraz boli opísané znaky spoločné pre všetky imunoglobulínové molekuly, ako napríklad štvorreťazcový konštrukt a štruktúrne domény. V opozícii voči agresívnym cudzorodým látkam si telo vyvinulo množstvo mechanizmov, z ktorých každý je založený na nejakej konkrétnej vlastnosti alebo funkcii molekuly imunoglobulínu.

Keď sa teda špecifická molekula protilátky viaže na špecifický antigén alebo patogén, vstupuje do hry niekoľko rôznych efektorových mechanizmov. Tieto mechanizmy sú sprostredkované rôznymi triedami (izotopmi) imunoglobulínov, z ktorých každý môže interagovať s rovnakým epitopom, ale každý môže spustiť inú reakciu.

Tieto rozdiely sú výsledkom štrukturálnych variácií v ťažkých reťazcoch, ktoré vytvorili domény, ktoré určujú diverzitu funkcií. Všeobecný prehľad vlastností tried imunoglobulínov je uvedený v tabuľke. 4.2 a 4.3 a na obr. 4.7.

Tabuľka 4.2. Najdôležitejšie vlastnosti izotypov imunoglobulínov

Nehnuteľnosť	izotyp
	IgG	IgA	IgM	IgD	IgE
Molekulová hmotnosť	150000	160 000 za monomér	900000	180000	200000
Ďalšie proteínové zložky	-	J a S	J	-	-
Približná koncentrácia v sére, mg/ml	12	1,8	1	0,00-0,04	0,00002
Podiel všetkých Ig, %	80	13	6	0,2	0,002
Poloha	Približne rovnaké zvonku a vnútri ciev	Vo vnútri nádob a tajne	Hlavne v rámci plavidiel	na povrchu lymfocytov	Na žírnych bunkách, bazofiloch, nazálnych sekrétoch a slinách
Polčas rozpadu, dni	23	5,5	5,0	2,8	2,0
Prechod cez placentu	+ +	-	-	-	-
Mať tajomstvo	-	+ +	-	-	-
Prítomnosť v mlieku	+		Od nuly po stopu	-	-
Aktivácia doplnkov	+	-	+ + +	-	-
Väzba na Fc receptory na makrofágoch, NK a PMN bunkách	+ +
Relatívna aglutinačná kapacita	+	+ +	+ + +	-	-
Antivírusová aktivita	+ + +	+ + +	+	-	-
Antibakteriálna aktivita	+ + +	(s lyzozýmom)	+ + + (s doplnkom)
Antitoxická aktivita	+ + +	-	-	-	+ +
Alergická aktivita	-	-	-	-	+ +

Tabuľka 4.3. Dôležité rozdiely medzi ľudskými podtriedami IgG

Alotypy

Ďalšou formou variácií v štruktúre imunoglobulínov sú alotypy. Tieto variácie sú založené na genetických rozdieloch medzi jednotlivcami a závisia od existencie alelických foriem (alotypov) toho istého proteínu v dôsledku prítomnosti rôznych foriem toho istého génu v danom lokuse. Výsledkom je, že alotypy ťažkého alebo ľahkého reťazca, ktoré tvoria akýkoľvek imunoglobulín, môžu byť prítomné u niektorých členov tohto druhu a chýbajúce u iných. Táto situácia sa výrazne líši od situácií s triedami alebo podtriedami imunoglobulínov, ktoré sú prítomné u všetkých členov druhu.

Ryža. 4.7. Rôzne typy variácií imunoglobulínov

Alotypické rozdiely na známych lokusoch ovplyvňujú iba jednu alebo dve aminokyseliny v konštantnej oblasti reťazca. Až na zriedkavé výnimky prítomnosť alotypických rozdielov medzi dvoma identickými molekulami imunoglobulínu zvyčajne neovplyvňuje väzbu antigénu, ale je dôležitým markerom pre analýzu Mendelovej dedičnosti.

Niektoré známe alotypické markery sú zoskupené na y reťazci ľudského IgG (nazývanom Gm pre markery IgG), reťazci k (nazývanom Km) a reťazci a (nazývanom Am).

Alotypické markery boli detegované v imunoglobulínoch z niekoľkých druhov, zvyčajne s použitím antisér získaných imunizáciou člena daného druhu protilátkami z iného člena rovnakého druhu. Rovnako ako u iných alelických systémov sa alotypy dedia ako dominantné mendelovské znaky. Gény kódujúce tieto markery sú kodominantne exprimované, a teda jedinec môže byť pre tento marker homozygotný alebo heterozygotný.

Idiotypy

Ako sme videli, antigén viažuce centrum špecifickej molekuly protilátky pozostáva z jedinečnej kombinácie aminokyselín vo variabilných oblastiach ľahkého a ťažkého reťazca. Pretože takáto kombinácia sa nenachádza v iných molekulách protilátky, musí byť imunogénna a schopná stimulovať imunologickú reakciu proti sebe samej u zvieraťa rovnakého druhu. Túto skutočnosť skutočne objavili J. Oudin a G. Kunkel, ktorí začiatkom 60. rokov minulého storočia ukázali, že experimentálna imunizácia s určitými protilátkami alebo myelómovým proteínom môže produkovať antisérum, ktoré je špecifické iba pre použitú protilátku a pre žiadny iný imunoglobulín tohto typu. druhov.

Takéto antiséra obsahujú populácie protilátok špecifických pre niekoľko epitopov, nazývaných idiotopy. ktoré sú prítomné vo variabilnej oblasti (ťažký a ľahký reťazec) protilátok použitých na imunizáciu. Súhrn všetkých idiotopov na zavedenej molekule protilátky sa nazýva idiotyp. V niektorých prípadoch anti-idiotypické séra bránia protilátke vo väzbe na jej antigén. V tomto prípade sa idiotypový determinant považuje za lokalizovaný vo vnútri alebo v susedstve samotného antigén viažuceho miesta.

Antiidiotypické séra, ktoré neblokujú väzbu protilátky na antigén, sú pravdepodobne namierené proti variabilným determinantom v rámcovej oblasti mimo miesta viazania antigénu (obrázok 4.8).

Ryža. 4.8. Dve anti-idiotypické protilátky proti AT1. (A) Anti-idiotypická protilátka namierená proti antigén-viažucemu miestu AT1 bráni AT1 vo väzbe na antigén. (B) Anti-idiotypická protilátka sa viaže na kostru AT1 bez toho, aby jej bránila vo väzbe na antigén.

Na základe teoretických úvah je možné vizualizovať, že anti-idiotypová protilátka, ktorá sa viaže na antigén viažuce centrum komplementárne k tomuto centru v idiotype, sa podobá epitopu, ktorý je tiež komplementárny k antigén viažucemu centru idiotypu. Anti-idiotyp teda môže predstavovať odtlačok alebo interný obraz podmieneného epitopu. V skutočnosti existujú príklady imunizácie experimentálnych zvierat s použitím antiidiotypických vnútorných obrazov ako imunogénov.

Výsledkom takýchto imunogénov sú protilátky schopné reagovať s antigénom nesúcim epitop, na ktorý je namierený pôvodný idiotyp. Výskyt takýchto protilátok je vyvolaný bez akéhokoľvek kontaktu imunizovaného zvieraťa so samotným pôvodným (pôvodným) antigénom.

V niektorých prípadoch, najmä u inbredných zvierat, antiidiotypové protilátky reagujú s niekoľkými rôznymi protilátkami, ktoré sú namierené proti rovnakému epitopu a majú podobné idiotypy. Tieto idiotypy sa nazývajú bežné alebo skrížene reaktívne a tento termín zvyčajne definuje rodinu molekúl protilátok.

Na rozdiel od tejto situácie je sérum, ktoré reaguje iba s jednou molekulou špecifickej protilátky, definované ako sérum s jedinečným idiotypom. Prítomnosť idiotypických determinantov v molekulách imunoglobulínu môže hrať úlohu pri kontrole a modulácii imunitnej odpovede, ako je opísané v teórii siete N. Jernea, hoci názory na túto záležitosť sú protichodné.

Na obr. Uvádza sa 4.9 rôznych typov zmien zaznamenaných medzi imunoglobulínmi.

Ryža. 4.9. Štruktúry hlavných tried vylučovaných protilátok. Ľahké reťazce sú znázornené zelenou farbou a ťažké reťazce modrou. Oranžové kruhy znázorňujú miesta glykozylácie. Polymérne IgM a IgA obsahujú polypeptid nazývaný J reťazec. Zobrazená dimérna molekula IgA obsahuje sekrečnú zložku (zobrazená červenou farbou)

Rozdiely medzi konštantnými oblasťami vyplývajúce zo zapojenia rôznych génov konštantnej oblasti ťažkého a ľahkého reťazca sa označujú ako izotypy. Rozdiely spojené s rôznymi alelami rovnakého génu konštantnej oblasti sa nazývajú alotypy. Nakoniec, v rámci určitého izotypu (napr. IgG) sa znaky špecifického preskupenia VH a VL génov nazývajú idiotypy.

R. Koiko, D. Sunshine, E. Benjamini

U ľudí sa imunoglobulíny nachádzajú v tajomstvách, ktoré produkuje sliznica, alebo skôr jej žľazy, v krvnom sére a intersticiálnej tekutine. Vďaka tomu je človek plne chránený pred chorobami, čomu sa hovorí aj humorálna imunita.

Imunitná odpoveď na tento stav je dvoch typov:

• špecifické;
• nešpecifické.

Keďže mnohí nevedia, čo sú imunoglobulíny, stojí za to pripomenúť, že dávajú telu špecifickú odpoveď, pretože v ňom nájdu a potom zničia cudzie baktérie. Ľudské telo si vytvára vlastné protilátky, ktoré odolávajú škodlivým baktériám a vírusom. Budú však bojovať len s jedným patogénom.

V dôsledku toho sa v tele vytvára získaná imunita, ktorá môže byť dvoch typov:

1. Aktívne. Môže sa vyskytnúť v dôsledku protilátok, ktoré sa objavili v tele po chorobe. Vzniká aj po podaní profylaktickej vakcíny, kedy sa do tela dostanú oslabené alebo zničené baktérie, ako aj nimi upravené toxíny.
2. Pasívne. Táto imunita sa vyskytuje u novorodenca, ktorý ju dostal od matky v maternici alebo počas dojčenia. Objaviť sa môže aj po očkovaní proti konkrétnemu ochoreniu.

Imunita, ktorá sa vytvorila iba v dôsledku zavedenia séra do tela s imunoglobulínovými zložkami, sa tiež nazýva umelá. Zatiaľ čo imunita, ktorú dieťa dostalo od matky, sa nazýva prirodzená.

Ako je uvedené vyššie, imunoglobulín je ochranou pacienta pred rôznymi chorobami, pretože má niekoľko dôležitých vlastností:

• určuje cudzorodé látky v ľudských bunkách a orgánoch (medzi ne patria mikroorganizmy alebo ich zložky);
• vytvára novú imunitu väzbou na antigén;
• ničí vznikajúce imunitné komplexy;
• po prenose chorôb zostáva tento prvok v tele navždy, čo zabezpečuje, že sa človek znova neinfikuje.

Okrem toho môžu takéto látky vykonávať ďalšie funkcie. Napríklad v ľudskom tele sú protilátky, ktoré neutralizujú „extra“ imunoglobulíny, ktoré sa nadmerne tvorili. Kvôli týmto protilátkam môže dôjsť k odmietnutiu transplantovaných orgánov. Preto pacienti, ktorí podstúpili transplantáciu, musia neustále užívať lieky, ktoré potláčajú imunitnú odpoveď.

Stojí za to vedieť, že niektoré autoimunitné ochorenia môžu produkovať defektné imunoglobulíny, ktoré napádajú tkanivá vášho tela.

Každý, kto chce zistiť, aké sú triedy imunoglobulínov, by mal vedieť, že všetky imunoglobulíny sú rozdelené do 5 tried - G, M, E, A a D, ktorých rozdiely sú v štruktúre a funkčnom účele:

1. Imunoglobulín G (IgG). Tento prvok možno pripísať hlavnej triede imunoglobulínov nachádzajúcich sa v krvnom sére. Existujú 4 podtriedy tejto látky, ktoré môžu fungovať oddelene od seba. Čo ukazuje imunoglobulín? Takáto zložka upozorňuje na poruchy v tele, ktoré sa dajú ľahko diagnostikovať pomocou krvného testu. K produkcii tejto zložky dochádza niekoľko dní po objavení sa imunoglobulínu triedy M a potom zostáva v ľudskom tele dlhú dobu, čím zabraňuje opätovnej infekcii a ničí škodlivé toxické prvky. Vďaka svojej malej veľkosti tento imunoglobulín voľne preniká do fetálnych membrán umiestnených v tele nastávajúcej matky a chráni dieťa pred škodlivými účinkami rôznych infekcií. Indikátorom normy tohto imunoglobulínu G je jeho obsah, ktorý je 75% z celkového množstva protilátok v tele.
2. Imunoglobulín M (IgM). Tento typ je úplne prvým obrancom, ktorý vzniká ihneď po tom, ako sa doň dostanú nebezpečné baktérie. Na rozdiel od IgG sú imunoglobulíny triedy M väčšie, a preto v tele tehotnej ženy nebudú schopné preniknúť cez membránu k plodu, a preto ich možno zistiť iba v krvnom obehu. Norma takýchto protilátok by nemala byť väčšia ako 10% ich celkového množstva.
3. Imunoglobulín E (IgE). Zložky tejto triedy je ťažké nájsť v krvi. Objavujú sa až s rozvojom alergií, ktoré tvoria „pomoc“ organizmu reagovať na alergén. Imunoglobulín je tiež schopný chrániť osobu pred určitými infekciami. Ak je normálna hladina IgE zvýšená, indikuje to pacientovu tendenciu k alergiám a atopii.
4. Imunoglobulín A (IgA). Hlavnou vlastnosťou IgA je ochrana sliznice pred účinkami mikróbov a cudzorodých látok. Nachádza sa v sekrétoch sĺz a slín, ako aj na slizniciach urogenitálneho a dýchacieho systému. Koncentrácia IgA nedosahuje viac ako 20 %.
5. Imunoglobulín D (IgD). Funkcia tejto látky ešte nie je úplne objasnená. Tento prvok je v krvi v minimálnom množstve - iba 1%. IgD sa používa hlavne v liečivých prípravkoch predávaných v lekárňach.

Tieto triedy imunoglobulínov pomáhajú určiť prítomnosť patológie v tele a predpísať včasnú liečbu. Práve preto sa krvný test na stanovenie protilátok používa na vyšetrenie stavu imunity, aby sa posúdil zdravotný stav pacienta a závažnosť ochorenia.

Ako bolo uvedené vyššie, hlavným imunoglobulínom zodpovedným za vznik alergie u pacienta je IgE. Keď sa telo dostane do kontaktu s alergénom, uvoľní sa histamín, serotonín a ďalšie zložky, ktoré aktívne potláčajú zápaly vznikajúce v tele.

Najväčší počet takýchto protilátok sa nachádza na slizniciach v gastrointestinálnom trakte, dýchacom trakte a na koži. Norma imunoglobulínu v krvnom sére je malá - je v rozmedzí 30-240 mcg / l. Zároveň sú najvyššie ukazovatele počtu protilátok pozorované na konci jari (v máji) a najnižšie - v decembri.

IgE sa v ľudskej krvi objavuje v minimálnom množstve 10-12 týždňov v maternici. Potom po narodení sa množstvo látky výrazne zvýši a naďalej rastie až do veku 18 rokov. V starobe tieto ukazovatele začínajú, naopak, klesať.

Prudký pokles alebo zvýšenie koncentrácie IgE naznačuje niektoré ľudské choroby, napríklad:

• bronchiálna astma;
• dermatitída;
• helmintiázu;
• ekzém;
• polinóza.

Dôležité: darovanie krvi na stanovenie imunoglobulínu E sa odporúča aj vtedy, ak sa u vás objaví alergia na lieky alebo produkty. Okrem toho táto analýza pomáha určiť prítomnosť možných dedičných chorôb u detí, ktorých príbuzní trpia alergiami.

Stojí za zmienku: ak je výsledok IgE zobrazený u dospievajúcich a detí nízky, príčinou tohto javu môže byť vývoj nádorov alebo hypogamaglobulinémia, ktorá sa v tele vyvíja ešte pred narodením.

Norma imunoglobulínu je:

• u novorodencov a detí do 3 mesiacov - 0-2 kU / l;
• po 3-6 mesiacoch sú ukazovatele 3-10 kU / l;
• do 12 mesiacov sa hodnoty pohybujú medzi 8-20 kU / l;
• do 5 rokov je ukazovateľ - 10-50 kU / l;
• u dospievajúcich mladších ako 15 rokov - 16-60 kU / l;
• u dospelých - 20-100 kU / l.

Ako už bolo uvedené vyššie, odchýlky od týchto parametrov naznačujú vážne porušenia v tele, takže je dôležité vykonať krvný test včas, aby ste sa uistili o svojom zdraví.

Odpoveď: Imunoglobulíny:

Imunoglobulíny sa nazývajú proteíny, ktoré sa syntetizujú pod vplyvom antigénu a špecificky s ním reagujú. Pri elektroforéze sú lokalizované v globulínových frakciách.

Imunoglobulíny sa skladajú z polypeptidových reťazcov. V molekule imunoglobulínu sú štyri štruktúry:

Primárna je sekvencia určitých aminokyselín. Je zostavený z nukleotidových tripletov, je geneticky podmienený a určuje hlavné následné štruktúrne znaky.

Sekundárny je určený konformáciou polypeptidových reťazcov.

Terciér určuje charakter umiestnenia jednotlivých úsekov reťazca, ktoré vytvárajú priestorový obraz.

Kvartérna je charakteristická pre imunoglobulíny. Biologicky aktívny komplex vzniká zo štyroch polypeptidových reťazcov. Reťazce v pároch majú rovnakú štruktúru.

Každá molekula imunoglobulínu má tvar Y a pozostáva z 2 ťažkých (H) a 2 ľahkých (L) reťazcov spojených disulfidovými mostíkmi. Každá IG molekula má 2 identické antigén viažuce Fab fragmenty (Fragment antigen binding) a jeden Fc fragment (Fragment cristalisable), pomocou ktorých sa IG viažu komplementárne k Fc receptorom bunkovej membrány.

Koncové úseky ľahkých a ťažkých reťazcov IG molekuly sú dosť rôznorodé (variabilné) a určité oblasti týchto reťazcov sa vyznačujú obzvlášť výraznou diverzitou (hypervariabilita). Zvyšné časti molekuly IG sú relatívne nízke (konštantné). V závislosti od štruktúry konštantných oblastí ťažkých reťazcov sa IG delia na triedy (5 tried) a poddruhy (8 poddruhov). Práve tieto konštantné oblasti ťažkých reťazcov, ktoré sa výrazne líšia v zložení aminokyselín pre rôzne triedy IG, v konečnom dôsledku určujú špeciálne vlastnosti každej triedy protilátok:

lgM aktivujú komplementový systém;

IgE sa viaže na špecifické receptory na povrchu žírnych buniek a bazofilov, čím sa z týchto buniek uvoľňujú mediátory alergie;

IgA sa vylučuje do rôznych telesných tekutín, čím poskytuje sekrečnú imunitu;

IgD funguje primárne ako membránové receptory pre antigén;

v IgG vykazuje rôzne aktivity, vrátane schopnosti prechádzať placentou.

Triedy imunoglobulínov.

Imunoglobulíny G, IgG

Imunoglobulíny G sú monoméry, ktoré zahŕňajú 4 podtriedy (IgGl - 77%; IgG2 - 11%; IgG3 - 9%; IgG4 - 3%), ktoré sa navzájom líšia zložením aminokyselín a antigénnymi vlastnosťami. Ich obsah v krvnom sére sa pohybuje od 8 do 16,8 mg/ml. polčas je 20-28 dní a syntetizuje sa počas dňa od 13 do 30 mg / kg. Tvoria 80 % z celkového obsahu IG. Chránia telo pred infekciami. Protilátky podtried IgGl a IgG4 sa špecificky viažu cez Fc fragmenty na patogén (imunitná opsonizácia) a vďaka Fc fragmentom interagujú s Fc receptormi fagocytov (makrofágy, polymorfonukleárne leukocyty), čím prispievajú k fagocytóze patogénu. IgG4 sa podieľa na alergických reakciách a nie je schopný fixovať komplement.

Protilátky triedy IgG hrajú zásadnú úlohu v humorálnej imunite pri infekčných ochoreniach, spôsobujú smrť patogénu za účasti komplementu a opsonizujúcich fagocytárnych buniek. Prechádzajú placentou a u novorodencov vytvárajú protiinfekčnú imunitu. Sú schopné neutralizovať bakteriálne exotoxíny, viazať komplement, podieľať sa na precipitačnej reakcii.

Imunoglobulíny M, IgM

Imunoglobulíny M sú „najskoršie“ zo všetkých tried IG, vrátane 2 podtried: IgMl (65 %) a IgM2 (35 %). Ich koncentrácia v krvnom sére sa pohybuje od 0,5 do 1,9 g/l alebo 6 % z celkového obsahu IG. Denne sa syntetizuje 3-17 mg/kg a ich polčas je 4-8 dní. Neprechádzajú cez placentu. IgM sa objavuje u plodu a podieľa sa na protiinfekčnej ochrane. Sú schopné aglutinovať baktérie, neutralizovať vírusy a aktivovať komplement. IgM hrajú dôležitú úlohu pri eliminácii patogénu z krvného obehu, pri aktivácii fagocytózy. Významné zvýšenie koncentrácie IgM v krvi sa pozoruje pri mnohých infekciách (malária, trypanozomiáza) u dospelých aj novorodencov. Toto je indikátor intrauterinnej infekcie pôvodcu rubeoly, syfilisu, toxoplazmózy, cytomegálie. IgM sú protilátky, ktoré sa tvoria na začiatku infekčného procesu. Sú vysoko aktívne v reakciách aglutinácie, lýzy a viazania endotoxínov Gram-negatívnych baktérií.

Imunoglobulíny A, IgA

Imunoglobulíny A sú sekrečné IG, ktoré zahŕňajú 2 podtriedy: IgAl (90 %) a IgA2 (10 %). Obsah IgA v krvnom sére sa pohybuje od 1,4 do 4,2 g/l alebo 13 % z celkového množstva IG; denne syntetizované od 3 do 50 mcg/kg. Polčas rozpadu protilátok je 4-5 dní. IgA sa nachádza v mlieku, mledzive, slinách, slzných, bronchiálnych a gastrointestinálnych sekrétoch, žlči a moči. Zloženie IgA zahŕňa sekrečnú zložku pozostávajúcu z niekoľkých polypeptidov, ktorá zvyšuje odolnosť IgA voči pôsobeniu enzýmov. Toto je hlavný typ IG zapojený do lokálnej imunity. Zabraňujú prichyteniu baktérií na sliznici, neutralizujú enterotoxín, aktivujú fagocytózu a komplementujú. IgA sa u novorodencov nezistí. V slinách sa objavuje u detí vo veku 2 mesiacov, pričom ako prvá sa zistí sekrečná zložka SC. A až neskôr kompletnú molekulu SigA. Vek 3 mesiace Mnohými autormi definované ako kritické obdobie; toto obdobie je dôležité najmä pre diagnostiku vrodenej alebo prechodnej nedostatočnosti lokálnej imunity.

Imunoglobulíny E, IgE

Imunoglobulíny D, IgD

Imunoglobulíny D sú monoméry; ich obsah v krvi je 0,03-0,04 g/l alebo 1 % z celkového množstva IG; za deň sa syntetizujú od 1 do 5 mg / kg a polčas sa pohybuje od 2 do 8 dní. IgD sa podieľajú na rozvoji lokálnej imunity, majú antivírusovú aktivitu a v ojedinelých prípadoch aktivujú komplement. Plazmatické bunky vylučujúce IgD sú lokalizované hlavne v mandlích a adenoidnom tkanive. IgD sa nachádzajú na B bunkách a chýbajú na monocytoch, neutrofiloch a T lymfocytoch. Predpokladá sa, že IgD sa podieľajú na diferenciácii B buniek, prispievajú k rozvoju antiidiotypovej odpovede a podieľajú sa na autoimunitných procesoch.