Класи та типи імуноглобулінів. Імуноглобуліни

Імуноглобуліни за структурою, антигенними та імунобіологічними властивостями поділяються на п'ять класів: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.

Імуноглобулін класу G. Ізотип G складає основну масу Ig сироватки крові. На його частку припадає 70-80% всіх сироваткових Ig, причому 50% міститься в тканинній рідині. Середній вміст IgG у сироватці крові здорової дорослої людини 12 г/л. Період напіврозпаду IgG – 21 день.

IgG - мономер, має 2 антигензв'язувальні центри (може одночасно зв'язати 2 молекули антигену, отже, його валентність дорівнює 2), молекулярну масу близько 160 кДа та константу седиментації 7S. Розрізняють підтипи Gl, G2, G3 та G4. Синтезується зрілими В-лімфоцитами та плазматичними клітинами. Добре визначається у сироватці крові на піку первинного та при вторинній імунній відповіді.

Має високу афінність. IgGl та IgG3 пов'язують комплемент, причому G3 активніше, ніж Gl. IgG4, подібно до IgE, має цитофільність (тропність, або спорідненість, до гладких клітин і базофілів) і бере участь у розвитку алергічної реакції I типу. В імунодіагностичних реакціях IgG може проявляти себе як неповне антитіло.

Легко проходить через плацентарний бар'єр та забезпечує гуморальний імунітет новонародженого у перші 3-4 місяці життя. Здатний також виділятися в секрет слизових, у тому числі молоко шляхом дифузії.

IgG забезпечує нейтралізацію, опсонізацію та маркування антигену, здійснює запуск комплемент-опосередкованого цитолізу та антитілозалежної клітинно-опосередкованої цитотоксичності.

Імуноглобулін класу М.Найбільша молекула з усіх Ig. Це пентамер, який має 10 антигензв'язуючих центрів, тобто його валентність дорівнює 10. Молекулярна маса близько 900 кДа, константа седиментації 19S. Розрізняють підтипи Ml та М2. Важкі ланцюги молекули IgM на відміну інших ізотипів побудовані з 5 доменів. Період напіврозпаду IgM – 5 днів.

На його частку припадає близько 5-10% всіх сироваткових Ig. Середній вміст IgM у сироватці крові здорової дорослої людини становить близько 1 г/л. Цей рівень у людини досягається вже до 2-4-річного віку.

IgM філогенетично – найдавніший імуноглобулін. Синтезується попередниками та зрілими В-лімфоцитами. Утворюється на початку первинної імунної відповіді, також першою починає синтезуватися в організмі новонародженого – визначається вже на 20-му тижні внутрішньоутробного розвитку.

Має високу авидність, найефективніший активатор комплементу класичного шляху. Бере участь у формуванні сироваткового та секреторного гуморального імунітету. Будучи полімерною молекулою, що містить J-ланцюг, може утворювати секреторну форму і виділятися в секрет слизових оболонок, у тому числі в молоко. Більшість нормальних антитіл і изоагглютининов належить до IgM.

Чи не проходить через плаценту. Виявлення специфічних антитіл ізотипу М у сироватці крові новонародженого вказує на колишню внутрішньоутробну інфекцію чи дефект плаценти.

IgM забезпечує нейтралізацію, опсонізацію та маркування антигену, здійснює запуск комплемент-опосередкованого цитолізу та антитілозалежної клітинно-опосередкованої цитотоксичності.

Імуноглобулін класу А.Існує в сироватковій та секреторній формах. Близько 60% всіх IgA міститься у секретах слизових.

Сироватковий IgA:На його частку припадає близько 10-15% всіх сироваткових Ig. У сироватці крові здорової дорослої людини міститься близько 2,5 г/л IgA, максимум досягається до 10-річного віку. Період напіврозпаду IgA – 6 днів.

IgA - мономер, має 2 антигензв'язувальні центри (тобто 2-валентний), молекулярну масу близько 170 кДа і константу седиментації 7S. Розрізняють підтипи А1 та А2. Синтезується зрілими В-лімфоцитами та плазматичними клітинами. Добре визначається у сироватці крові на піку первинного та при вторинній імунній відповіді.

Має високу афінність. Можливо неповним антитілом. Чи не пов'язує комплемент. Чи не проходить через плацентарний бар'єр.

IgA забезпечує нейтралізацію, опсонізацію та маркування антигену, здійснює запуск антитілозалежної клітинно-опосредованной цитотоксичності.

Секреторний IgA:На відміну від сироваткового, секреторний sIgA існує у полімерній формі у вигляді ди- або тримера (4- або 6-валентний) і містить J- та S-пептиди. Молекулярна маса 350 кДа та вище, константа седиментації 13S і вище.

Синтезується зрілими В-лімфоцитами та їх нащадками - плазматичними клітинами відповідної спеціалізації тільки в межах слизових та виділяється у їх секрети. Об'єм продукції може досягати 5 г на добу. Пул slgA вважається найчисленнішим в організмі - його кількість перевищує сумарний вміст IgM та IgG. У сироватці крові не виявляється.

Секреторна форма IgA – основний фактор специфічного гуморального місцевого імунітету слизових оболонок шлунково-кишкового тракту, сечостатевої системи та респіраторного тракту. Завдяки S-ланцюгу він стійкий до дії протеаз. slgA не активує комплемент, але ефективно зв'язується з антигенами та нейтралізує їх. Він перешкоджає адгезії мікробів на епітеліальних клітинах та генералізації інфекції в межах слизових.

Імуноглобулін класу Е.Називають також реагін. Вміст у сироватці крові вкрай невисокий - приблизно 0,00025 г/л. Виявлення потребує застосування спеціальних високочутливих методів діагностики. Молекулярна маса – близько 190 кДа, константа седиментації – приблизно 8S, мономер. На його частку припадає близько 0,002% всіх Ig, що циркулюють. Цей рівень досягається до 10-15 років життя.

Синтезується зрілими В-лімфоцитами та плазматичними клітинами переважно у лімфоїдній тканині бронхолегеневого дерева та ШКТ.

Чи не пов'язує комплемент. Чи не проходить через плацентарний бар'єр. Має виражену цитофільність - тропність до гладких клітин і базофілів. Бере участь у розвитку гіперчутливості негайного типу – реакція І типу.

Імуноглобулін класу D.Відомостей про Ig цього ізотипу не так багато. Майже повністю міститься в сироватці крові в концентрації близько 0,03 г/л (близько 0,2 % від загальної кількості циркулюючих Ig). IgD має молекулярну масу 160 кДа та константу седиментації 7S, мономер.

Чи не пов'язує комплемент. Чи не проходить через плацентарний бар'єр. Є рецептором попередників В-лімфоцитів.

54. Антигени: визначення, основні властивості. Антигени бактеріальної
клітини.

Антиген -це біополімер органічної природи, генетично чужорідний для макроорганізму, який при попаданні в останній розпізнається його імунною системою та викликає імунні реакції, спрямовані на його усунення.

Антигени маютьрядом характерних властивостей: антигенністю, специфічністю та імуногенністю.

Антигенність. Під антигенністю розуміють потенційну здатність молекули антигену активувати компоненти імунної системи та специфічно взаємодіяти з факторами імунітету (антитіла, клон ефекторних лімфоцитів). Іншими словами, антиген повинен виступати специфічним подразником щодо імунокомпетентних клітин. При цьому взаємодія компоненти імунної системи відбувається не з усією молекулою одночасно, а лише з її невеликою ділянкою, яка отримала назву «антигенна детермінанта», або «епітоп».

Чужорідність є обов'язковою умовою для реалізації антигенності. За цим критерієм система набутого імунітету диференціює потенційно небезпечні об'єкти біологічного світу, синтезовані із чужорідної генетичної матриці. Поняття «чужорідність» відносне, оскільки імунокомпетентні клітини не здатні безпосередньо аналізувати чужорідний генетичний код. Вони сприймають лише опосередковану інформацію, яка, як і дзеркалі, відбито у молекулярної структурі речовини.

Імуногенність- Потенційна здатність антигену викликати по відношенню до себе в макроорганізмі специфічну захисну реакцію. Ступінь імуногенності залежить від ряду факторів, які можна поєднати у три групи: 1. Молекулярні особливості антигену; 2. Кліренс антигену в організмі; 3. Реактивність макроорганізму.

До першої групи факторіввіднесено природу, хімічний склад, молекулярну вагу, структуру та деякі інші характеристики.

Імуногенність значною мірою залежить від природи антигену. Важливою є також оптична ізомерія амінокислот, що становлять молекулу білка. Велике значення має розмір та молекулярна маса антигену. На ступінь імуногенності впливає також просторова структура антигену. Виявилася також суттєвою стерична стабільність молекули антигену. Ще однією важливою умовою імуногенності є розчинність антигену.

Друга група факторівпов'язана з динамікою надходження антигену в організм та його виведення. Так добре відома залежність імуногенності антигену від способу його введення. На імунну відповідь впливає кількість антигену, що надходить: чим її більше, тим більше виражена імунна відповідь.

Третя група поєднує фактори, Що визначають залежність імуногенності від стану макроорганізму У цьому першому плані виступають спадкові чинники.

Специфікоюназивають здатність антигену індукувати імунну відповідь до строго певного епітопу. Ця властивість зумовлена ​​особливостями формування імунної відповіді – необхідна комплементарність рецепторного апарату імунокомпетентних клітин до конкретної антигенної детермінанти. Тому специфічність антигену багато в чому визначається властивостями його епітопів. Однак при цьому слід враховувати умовність меж епітопів, їх структурну різноманітність та гетерогенність клонів антигенреактивної лімфоцитової специфічності. Внаслідок цього організм на антигенне роздратування завжди відповідає поліклональною імунною відповіддю.

Антигени бактеріальної клітки.У структурі бактеріальної клітини розрізняють джгутикові, соматичні, капсульні та деякі інші антигени. Джгутикові, або Н-антигени,локалізуються в локомоторному апараті бактерій - їх джгутиках. Вони є епітопами скорочувального білка флагеліну. При нагріванні флагеллін денатурує і Н-антиген втрачає свою специфічність. Фенол не діє цей антиген.

Соматичний, або О-антиген,пов'язаний із клітинною стінкою бактерій. Його основу складають ЛПС. О-антиген виявляє термостабільні властивості – він не руйнується при тривалому кип'ятінні. Однак соматичний антиген схильний до дії альдегідів (наприклад, формаліну) та спиртів, які порушують його структуру.

Капсульні, або К-антигени,розташовуються на поверхні клітинної стінки. Трапляються у бактерій, що утворюють капсулу. Як правило, К-антигени складаються з кислих полісахаридів (уронові кислоти). У той же час у бацили сибірки цей антиген побудований з поліпептидних ланцюгів. За чутливістю до нагрівання розрізняють три типи К-антигену: А, В і L. Найбільша термостабільність характерна для типу А, він не денатурує навіть при тривалому кип'ятінні. Тип В витримує нетривале нагрівання (близько 1 години) до 60 С. Тип L швидко руйнується при цій температурі. Тому часткове видалення К-антигена можливе шляхом тривалого кип'ятіння бактеріальної культури.

На поверхні збудника черевного тифу та інших ентеробактерій, які мають високу вірулентність, можна виявити особливий варіант капсульного антигену. Він отримав назву антигену вірулентності, або Vi-антигена.Виявлення цього антигену чи специфічних щодо нього антитіл має велике діагностичне значення.

Антигенними властивостями мають також бактеріальні білкові токсини, ферментита деякі інші білки, що секретуються бактеріями у навколишнє середовище (наприклад, туберкулін). При взаємодії зі специфічними антитілами токсини, ферменти та інші біологічно активні молекули бактеріального походження втрачають свою активність. Повноцінний, дифтерійний і ботулінічний токсини відносяться до сильних повноцінних антигенів, тому їх використовують для отримання анатоксинів для вакцинації людей.

В антигенному складі деяких бактерій виділяється група антигенів із сильно вираженою імуногенністю, чия біологічна активність відіграє ключову роль у формуванні патогенності збудника. Зв'язування таких антигенів специфічними антитілами практично повністю інактивує вірулентні властивості мікроорганізму та забезпечує імунітет до нього. Описувані антигени отримали назву протективних. Вперше протективний антиген був виявлений в гнійному карбункула, що відокремлюється, викликаного бацилою сибірки. Ця речовина є субодиницею білкового токсину, яка відповідальна за активацію інших, власне вірулентних субодиниць – так званого набряклого та летального факторів.

55. Антитілоутворення: первинна та вторинна відповідь.

Здатність до утворення антитіл утворюється у внутрішньоутробному періоді у 20-тижневого ембріона; після народження починається власна продукція імуноглобулінів, яка збільшується до настання зрілого віку та дещо знижується до старості. Динаміка утворення антитіл має різний характер залежно від сили антигенної дії (дози антигену), частоти дії антигену, стану організму та його імунної системи. При первинному та повторному введенні антигену динаміка антитілоутворення також різна та протікає у кілька стадій. Виділяють латентну, логарифмічну, стаціонарну фазу та фазу зниження.

У латентній фазівідбуваються переробка та подання антигену імунокомпетентним клітинам, розмноження клону клітин, спеціалізованого на вироблення антитіл до цього антигену, починається синтез антитіл. У цей період антитіла у крові не виявляються.

Під час логарифмічної фазисинтезовані антитіла вивільняються з плазмоцитів і надходять у лімфу та кров.

У стаціонарній фазікількість антитіл досягає максимуму і стабілізується, потім настає фаза зниженнярівня антитіл. При первинному введенні антигену (первинна імунна відповідь) латентна фаза становить 3-5 діб, логарифмічна - 7-15 діб, стаціонарна - 15-30 діб та фаза зниження - 1-6 міс і більше. Особливістю первинної імунної відповіді є те, що спочатку синтезується IgM, а потім IgG.

На відміну від первинної імунної відповіді при вторинному введенні антигену (вторинна імунна відповідь) латентний період вкорочений до кількох годин або 1-2 діб, логарифмічна фаза характеризується швидким наростанням і значно вищим рівнем антитіл, який у наступних фазах довго утримується і повільно, іноді в протягом кількох років знижується. При вторинному імунному відповіді на відміну первинного синтезуються головним чином IgG.

Така відмінність динаміки антитілоутворення при первинній та вторинній імунній відповіді пояснюється тим, що після первинного введення антигену в імунній системі формується клон лімфоцитів, що несуть імунологічну пам'ять про цей антиген. Після повторної зустрічі з цим же антигеном клон лімфоцитів з імунологічною пам'яттю швидко розмножується та інтенсивно включає процес антитілогенезу.

Дуже швидке та енергійне антитілоутворення при повторній зустрічі з антигеном використовується в практичних цілях при необхідності одержання високих титрів антитіл при виробництві діагностичних та лікувальних сироваток від імунізованих тварин, а також для екстреного створення імунітету при вакцинації.

Будова імуноглобулінів

За своєю хімічною будовоюімуноглобуліни – це гліко-протеїди.

За фізико-хімічними та антигенними властивостями імуноглобуліни діляться на класи: G, M, A, E, D.

Молекула імуноглобулінуGпобудована з 2 важких (Н-ланцюгів) та 2 легких поліпептидних ланцюгів (L-ланцюгів).

Кожен поліпептидний ланцюг складається з варіабельної (V), стабільної (константної, С) та так званої шарнірної частин.

Тяжкі ланцюги імуноглобулінів різних класів побудовані з різних поліпептидів (гама-, мю-, альфа-, дельта-, епсілон-пептидів) і тому є різними антигенами.

Легкі ланцюги представлені 2 типами поліпептидів – каппа- та лямбда-пептидами.

Варіабельні ділянки значно коротші за константні ділянки. Кожна пара легких і важких поліпептидних ланцюгів в їх частинах С, а також важкі ланцюги між собою пов'язані дисульфідними містками.

Ні важкі, ні легкі ланцюга властивостями антитіл (взаємодія з гаптенами) не мають. При гідролізі папаїном молекула імуноглобуліну G розпадається на 3 фрагменти - 2 Fab-фрагменти і F з -фрагмент.

Останній є залишками важких ланцюгів, їх константні частини. Він не має властивості антитіла (не взаємодіє зантигеном), але має спорідненість до комплементу, здатний фіксувати та активувати його. У зв'язку з цим фрагмент і позначається як F-фрагмент (фрагмент комплементу). Цей F з -фрагмент забезпечує проходження імуноглобулінів G через гематоенцефалічний або плацентарний бар'єри.

Два інших фрагменти імуноглобуліну G є залишками важкого і легкого ланцюга з їх варіабельними частинами. Вони ідентичні один одному і мають властивість антитіл (взаємодіють з антигеном), у зв'язку з цим ці фрагменти іпозначаються як F ab -(фрагмент-антитіло).

Оскільки ні важкі, ні легкі ланцюги не мають властивість антитіла, але воно виявляється у F а ь-фрагментів, очевидно, що за взаємодію з антигеном відповідальні саме варіабельні частини важких і легких ланцюгів. Вони формують унікальну за будовою та просторовою організацією структуру - активний центр антитіла.Кожен активний центр будь-якого імуноглобуліну відповідає детермінантній групі відповідного антигену як ключ замку.

Молекула імуноглобуліну G має 2 активні центри. Оскільки будова активних центрів імуноглобулінів одного

класу, але різної специфічності неоднаково, ці молекули (антитіла одного класу, але різної специфічності) є різними антитілами. Ці відмінності позначаються як ідіотипні відмінності імуноглобулінів або ідіотипи.

Молекули імуноглобулінів інших класівпобудовані за тим же принципом, що і IgG, тобто з мономерів, що мають 2 важкі і 2 легкі ланцюги, але імуноглобуліни класу М є пентамерами (побудовані з 5 таких мономерів), а імуноглобуліни класу А - димерами або тетрамерами.

Кількість мономерів, що входять до складу молекули того чи іншого класу імуноглобуліну, визначає молекулярну її масу. Найважчі – це IgM, найлегші – IgG, внаслідок чого вони і проходять через плаценту.

Очевидно також, що імуноглобуліни різних класів мають різну кількість активних центрів: у IgG їх 2, а в IgM - 10. У зв'язку з цим вони здатні зв'язати різне число молекул антигену, і швидкість цього зв'язування буде різною.

Швидкість зв'язування імуноглобулінів з антигеном – це їх авидність.

Міцність зв'язку позначають як афінітет.

IgM високоавидні, але низькоафінні, IgG - навпаки, низькоавідні, але високоафінні.

Якщо в молекулі антитіла функціонує лише один активний центр, вона може зв'язатися лише з однією антигенною детермінантою без подальшого утворення мережевої структури комплексів антиген - антитіло. Такі антитіла називаються неповними. Вони не дають видимих ​​реакцій на око, але гальмують реакцію антигену з повними антитілами.

Неповні антитіла відіграють важливу роль у розвитку резус-конфлікту, аутоімунних захворювань (колагенози) та ін та виявляються за допомогою реакції Кумбса (антиглобуліновий тест).

Захисна роль імуноглобулінів різних класівтакож не однакова.

Імуноглобуліни класу Е (реагіни)реалізують розвиток алергічних реакцій негайного типу (гіперчутливість негайного типу – ГНТ). До F аЬ -фрагментів фіксованих у тканинах реагінів (F с -фрагмент пов'язаний з рецепторами тканинних базофілів) приєднуються алергени (антигени), що надходять в організм, що призводить до звільнення біологічно активних речовин, що запускають розвиток алергічних реакцій. При алергічних реакціях тканинні базофіли ушкоджуються комплексом антиген - антитіло і виділяють гранули, що містять гістамін та інші біологічно активні речовини.

Імуноглобуліни класу Аможуть бути:

• сироватковими (синтезуються в плазматичних клітинах селезінки, лімфатичних вузлів, мають мономерну і димерну структуру молекули і становлять 80% IgA, що міститься в сироватці);
• секреторними (синтезуються у лімфатичних елементах слизових оболонок).

Останні відрізняються наявністю секреторного компонента (бета-глобуліну), що приєднується до молекул імуноглобуліну при його проходженні через епітеліальні клітини слизової оболонки.

Секреторні імуноглобуліни відіграють істотну роль у місцевому імунітеті, перешкоджаючи адгезії мікроорганізмів на слизових оболонках, стимулюють фагоцитоз та активують комплемент, можуть проникати у слину, молозиво.

Імуноглобуліни класу М

першими синтезують у відповідь антигенне роздратування. Вони здатні пов'язувати велику кількість антигенів і відіграють важливу роль у формуванні антибактеріального та антитоксичного імунітету. Більшість сироваткових антитіл становлять імуноглобуліни класу G, частку яких припадає до 80% всіх імуноглобулінів. Вони утворюються на висоті первинної та вторинної імунної відповіді та визначають напруженість імунітету проти бактерій та вірусів. Крім того, вони здатні проникати через плацентарний та гематоенцефалічний бар'єр.

Імуноглобуліни класуD

на відміну від імуноглобулінів інших класів, містять N-ацетилгалактозоамін і не здатні фіксувати комплемент. Рівень IgD підвищується при мієломній хворобі та хронічних запальних процесах.

1658 0

Ізотипи

Досі описувалися риси, загальні всім імуноглобулінових молекул, такі як конструкція з чотирьох ланцюгів і структурні домени. У своєму протистоянні агресивним чужорідним субстанціям організм виробив низку механізмів, кожен з яких ґрунтується на якійсь окремій властивості або функції молекули імуноглобуліну.

Таким чином, коли специфічна молекула антитіла поєднується зі специфічним антигеном або патогеном, починають діяти кілька різних ефекторних механізмів. Ці механізми опосередковані різними класами (ізотопами) імуноглобулінів, кожен з яких може взаємодіяти з тим самим епітопом, але при цьому кожен може запускати відмінну від інших реакцію.

Дані відмінності є результатом структурних варіацій важких кіл, які створили домени, що визначають різноманітність функцій. Загальний огляд властивостей класів імуноглобулінів наведено в табл. 4.2 та 4.3 та на рис. 4.7.

Таблиця 4.2. Найбільш важливі властивості ізотипів імуноглобуліну

Властивість	Ізотип
	IgG	IgA	IgM	IgD	IgE
Молекулярна маса	150000	160000 у мономера	900000	180000	200000
Додаткові білкові компоненти	-	J та S	J	-	-
Орієнтовна концентрація в сироватці, мг/мл	12	1,8	1	0,00-0,04	0,00002
Частка всіх Ig, %	80	13	6	0,2	0,002
Місцезнаходження	Приблизно рівне поза та всередині судин	Усередині судин та в секреті	В основному всередині судин	На поверхні лімфоциту	На опасистих клітинах, базофілах, у секреті слизової оболонки носа та слині.
Період напіврозпаду, добу	23	5,5	5,0	2,8	2,0
Проходження через плаценту	+ +	-	-	-	-
Наявність у секреті	-	+ +	-	-	-
Наявність у молоці	+		Від нуля до слідів	-	-
Активація комплементу	+	-	+ + +	-	-
Зв'язування з Fc-рецепторами на макрофагах, NK- та ПМЯ-клітинах	+ +
Відносна аглютинуюча здатність	+	+ +	+ + +	-	-
Противірусна активність	+ + +	+ + +	+	-	-
Антибактеріальна активність	+ + +	(З лізоцимом)	+ + + (з комплементом)
Антитоксична активність	+ + +	-	-	-	+ +
Алергічна активність	-	-	-	-	+ +

Таблиця 4.3. Важливі відмінності серед підкласів IgG людини

Аллотипи

Іншою формою варіацій у структурі імуноглобулінів є алотипи. Ці варіації засновані на генетичних відмінностях між індивідуумами і залежать від існування алельних форм (алотипів) одного і того ж білка в результаті присутності різних форм одного і того ж гена в даному локусі. В результаті алотипи важкого або легкого ланцюга, що становлять будь-який імуноглобулін, можуть бути присутніми в одних представників виду і відсутні в інших. Подібна ситуація різко відрізняється від ситуацій із класами чи підкласами імуноглобулінів, які присутні у всіх представників виду.

Мал. 4.7. Різні типи варіацій імуноглобулінів

Аллотипові відмінності у відомих локусах зачіпають лише одну або дві амінокислоти в константній ділянці ланцюга. За рідкісним винятком наявність алотипових відмінностей у двох ідентичних молекул імуноглобуліну зазвичай не впливає на зв'язування антигену, але є важливим маркером для аналізу спадкування Менделем.

Деякі відомі алотипові маркери складають групи на γ-ланцюга людського IgG (звану Gm для маркерів IgG), κ-ланцюга (названу Km) і α-ланцюга (названу Am).

Аллотипові маркери були виявлені у імуноглобулінів декількох видів зазвичай при використанні антисироватки, отриманої шляхом імунізації представника даного виду антитілами від іншого представника того ж виду. Як і щодо інших алельних систем, алотипи успадковуються як домінантні менделівські ознаки. Гени, що кодують ці маркери, експресуються кодомінантно, і таким чином індивід може бути гомозиготним або гетерозиготним щодо даного маркера.

Ідіотипи

Як ми переконалися, антигензв'язуючий центр молекули специфічного антитіла складається з унікальної комбінації амінокислот у варіабельних областях легкого та важкого ланцюгів. Оскільки така комбінація відсутня в інших молекул антитіл, вона повинна бути імуногенною і здатною стимулювати імунологічну відповідь на себе у тварини того ж виду. Такий факт дійсно виявили Ж.Оудін (J.Oudin) та Г. Кункель (Н. Kunkel), які на початку 1960-х рр. показали, що при експериментальній імунізації певними антитілами або мієломним білком можна отримувати антисироватку, специфічну лише по відношенню до використаного антитілу і до жодного іншого імуноглобуліну даного виду.

Такі антисироватки містять популяції антитіл, специфічних для кількох епітопів, які називаються ідіотопами. які присутні у варіабельній області (важкого та легкого ланцюга) антитіл, використаних для імунізації. Сукупність всіх ідіотопів на введеній молекулі антитіла називається ідіотипом. У деяких випадках антиідіотипова сироватка запобігає зв'язуванню антитіла з його антигеном. У цьому випадку вважається, що ідіотипова детермінанта розташовується всередині або поруч із самим антиген-зв'язуючим центром.

Антиідіотипові сироватки, які не блокують зв'язування антитіл з антигеном, ймовірно, спрямовані проти варіабельних детермінантів на каркасній ділянці, поза антигензв'язуючим центром (рис. 4.8).

Мал. 4.8. Два антиідіотипічні антитіла до AТ1. (А) Антиідіотипове антитіло, спрямоване проти антигензв'язуючого центру АТ1, запобігає зв'язуванню АТ1 з антигеном. (Б) Антиідіотипове антитіло зв'язується з каркасними ділянками АТ1, не запобігаючи його зв'язуванню з антигеном

Грунтуючись на теоретичних викладках, можна наочно уявити, що антиідіотипове антитіло, що зв'язується з антиген-зв'язуючим центром, комплементарним такому центру у ідіотипу, нагадує епітоп, який також комплементарний до антиген-зв'язуючого центру ідіотипу. Таким чином, антиідіотип може являти відбиток або внутрішній образ умовного епітопу. Справді, є приклади імунізації експериментальних тварин з використанням антиідіотипних внутрішніх образів як імуногени.

Такі імуногени призводять до появи антитіл, здатних реагувати з антигеном, який несе епітоп, до якого спрямований початковий ідіотип. Поява таких антитіл індукується без контакту імунізованої тварини з самим початковим (оригінальним) антигеном.

У деяких випадках, особливо у інбредних тварин, антиідіотипні антитіла реагують з декількома різними антитілами, спрямованими проти одного і того ж епітопу і такими, що мають подібні ідіотипи. Ці ідіотипи називаються загальними або перехресно реагують, і зазвичай цей термін визначає сімейство античних молекул.

На відміну від подібної ситуації сироватка, яка реагує лише з однією певною молекулою антитіла, визначається як така, що має унікальний ідіотип. Наявність ідіотипних детермінант у молекулах імуноглобуліну може відігравати роль у контролі та модуляції імунної відповіді, як описується в мережевій теорії Н. Ерне (N. Jerne), хоча думки з цього приводу суперечливі.

На рис. 4.9 представлені різні типи варіацій, що спостерігаються серед імуноглобулінів.

Мал. 4.9. Структури основних класів секретованих антитіл. Легкі ланцюги показані зеленим кольором, а важкі – блакитним. Помаранчеві кружки показують ділянки глікозилювання. Полімерні IgM та IgА містять поліпептид, званий J-ланцюгом. Представлена ​​димерна молекула IgA містить секреторний компонент (показаний червоним)

Відмінності між константними областями внаслідок залучення різних генів константних областей важких та легких ланцюгів називають ізотипами. Відмінності, пов'язані з різними алелями одного гена константної області, називають алотипами. Нарешті, всередині конкретного ізотипу (наприклад IgG) особливості у специфічному реаранжуванні VH- та VL-генів називають ідіотипами.

Р.Койко, Д.Саншайн, Е.Бенджаміні

У людини імуноглобуліни розташовуються в секретах, які виробляються за допомогою слизової оболонки, а точніше її залоз, у сироватці крові та міжтканинної рідини. Завдяки цьому забезпечується повноцінний захист людини від хвороб, що також має назву гуморальний імунітет.

Відповідь імунітету на такий стан буває двох видів:

• специфічний;
• неспецифічний.

Оскільки багато хто не знає, імуноглобуліни – що це таке, то варто пам'ятати, що вони дають специфічну відповідь організму, тому що знаходять у ньому, а потім знищують чужорідні бактерії. В організмі людей утворюються власні антитіла, які протистоять шкідливим бактеріям та вірусам. Однак вони боротимуться лише з одним збудником хвороби.

Внаслідок цього в організмі утворюється набутий імунітет, який буває двох видів:

1. Активний. Він може виникати завдяки антитілам, які з'явилися в організмі після хвороби. Також він утворюється після встановлення профілактичної вакцини, коли в організм вводять ослаблені або знищені бактерії, а також їх видозмінені токсини.
2. Пасивний. Даний імунітет виникає у новонародженого малюка, який отримав його від мами внутрішньоутробним способом або під час грудного вигодовування. Також він може з'являтися після вакцинації від конкретної хвороби.

Імунітет, який сформувався лише внаслідок введення сироватки в організм із складовими імуноглобуліну, також називається штучним. Тоді як імунітет, який немовля отримало від матері, називається природним.

Як було сказано вище, імуноглобулін – це захист пацієнта від різних хвороб, оскільки він наділений кількома важливими властивостями:

• визначає чужорідні речовини у клітинах та органах людини (до них можна віднести мікроорганізми або їх складові);
• утворює новий імунітет, зв'язуючись із антигеном;
• знищує імунні комплекси, що з'явилися;
• після перенесення захворювань цей елемент залишається в організмі назавжди, що забезпечує людині відсутність повторного зараження.

Крім цього, такі речовини можуть виконувати інші функції. Наприклад, в організмі людей є антитіла, які знешкоджують «зайві» імуноглобуліни, які були надмірно утворені. Через ці антитіла може відбуватися відторгнення пересаджених органів. Саме тому пацієнтам, яким була проведена операція з трансплантації, потрібно постійно приймати лікарські засоби, що пригнічують імунну відповідь.

Варто знати, що за деяких аутоімунних хвороб можуть вироблятися дефектні імуноглобуліни, які атакують тканини свого організму.

Той, хто хоче розібратися, які бувають класи імуноглобулінів, повинен знати, що всі імуноглобуліни поділяються на 5 класів - G, M, E, A та D, відмінності яких полягають у будові та функціональному призначенні:

1. Імуноглобулін G(IgG). Цей елемент можна зарахувати до головного класу імуноглобулінів, розташованих у сироватці крові. Виділяють 4 підкласи даної речовини, які можуть працювати окремо один від одного. Що показує імуноглобулін? Такий компонент повідомляє про збої в роботі організму, які можна легко діагностувати за допомогою аналізу крові. Вироблення цього компонента відбувається через кілька днів після виникнення імуноглобуліну класу M і потім довгий час залишається в організмі людини, не допускаючи повторного зараження і знищуючи шкідливі токсичні елементи. Завдяки своїм невеликим розмірам цей імуноглобулін безперешкодно проникає в плодові оболонки, розташовані в організмі майбутньої мами, і захищає дитину від шкідливого впливу різних інфекцій. Показником норми даного імуноглобуліну G є його вміст, який становить 75% від кількості антитіл, що знаходяться в організмі.
2. Імуноглобулін М (IgM). Даний вид - це перший захисник, який виробляється відразу після потрапляння в нього небезпечних бактерій. На відміну від IgG, імуноглобуліни класу М більші, тому в організмі вагітної жінки вони не зможуть проникати через оболонку до плода – саме тому їх можна виявити тільки в кров'яному потоці. Норма таких антитіл повинна становити не більше 10% їх загальної кількості.
3. Імуноглобулін E (IgE). Компоненти цього класу досить важко зустріти у крові. Вони виникають лише за розвитку алергії, що утворює «допомога» організму відповідати вплив алергена. Також імуноглобулін здатний захищати людину від деяких інфекцій. Якщо нормальний рівень IgE підвищений, це свідчить про схильність пацієнта до алергії та атопії.
4. Імуноглобулін A (IgA). Основна властивість IgA – захист слизової від дії мікробів та чужорідних речовин. Він знаходиться в секретах сліз і слини, а також на слизовій оболонці сечостатевої та дихальної системи. Концентрація IgA досягає трохи більше 20%.
5. Імуноглобулін D (IgD). Функції цієї речовини досі повністю не з'ясовані. Цей елемент знаходиться в крові в мінімальній кількості – лише 1%. В основному IgD застосовується у лікувальних складах, що продаються в аптеках.

Дані класи імуноглобулінів допомагають визначити наявність патології в організмі та призначити своєчасне лікування. Саме тому аналіз крові визначення антитіл застосовується для обстеження стану імунітету, щоб оцінити стан здоров'я пацієнта і ступінь тяжкості хвороби.

Як було сказано вище, основний імуноглобулін, який відповідає за утворення у пацієнта алергії, це IgE. Після того, як організм почне контактувати з алергеном, відбудеться викид гістаміну, серотоніну та інших компонентів, що викликає активне пригнічення запалень, що розвиваються в організмі.

Найбільша кількість таких антитіл розташовується на слизовій оболонці, розташованій в ШКТ, дихальних шляхах і на шкірному покриві. Імуноглобулін норма у сироватці крові невелика - вона знаходиться в діапазоні 30-240 мкг/л. При цьому найбільші показники кількості антитіл спостерігаються наприкінці весни (у травні), а найнижчі – у грудні.

IgE з'являється в крові людини в мінімальній кількості на 10-12 тижні в утробі матері. Потім після народження кількість речовини значно збільшується і продовжує зростати аж до досягнення 18-річного віку. У літньому віці ці показники починають, навпаки, знижуватися.

Різке зниження або збільшення концентрації IgE говорить про деякі захворювання людини, наприклад:

• бронхіальна астма;
• дерматит;
• гельмінтоз;
• екзема;
• поліноз.

Важливо: здавати кров визначення імуноглобуліну E рекомендується і за розвитку алергії на ліки чи продукти. Крім цього, даний аналіз допомагає визначити наявність можливих спадкових хвороб у дітей, родичі яких страждають на алергію.

Варто зауважити: якщо показаний результат IgE у підлітків і дітей буде низьким, причинами цього явища може стати розвиток пухлин або гіпогаммаглобулінемія, яка розвивається в організмі ще до народження.

Норма імуноглобуліну становить:

• у новонароджених та дітей до 3 місяців – 0-2кЕ/л;
• у 3-6 місяців показники становлять 3-10 кЕ/л;
• до 12 місяців значення варіюються в межах 8-20 кЕ/л;
• до 5 років показник становить – 10-50 кЕ/л;
• у підлітків до 15 років – 16-60 кЕ/л;
• у дорослих людей – 20-100 кЕ/л.

Як було сказано вище, відхилення від цих параметрів говорять про серйозні порушення в організмі, тому важливо своєчасно проводити аналіз крові, щоб упевнитися у власному здоров'ї.

Відповідь: Імуноглобуліни:

Імуноглобулінами називаються білки, які синтезуються під впливом антигену та специфічно з ним реагують. При електрофорез вони локалізуються в глобулінових фракціях.

Імуноглобуліни складаються з поліпептидних ланцюгів. У молекулі імуноглобуліну розрізняють чотири структури:

Первинна – це послідовність певних амінокислот. Вона будується з нуклеотидних триплетів, генетично детермінується та визначає основні наступні структурні особливості.

Вторинна визначається конформацією поліпептидних ланцюгів.

Третинна визначає характер розташування окремих ділянок ланцюга, що створюють просторову картину.

Четвертична характерна для імуноглобулінів. З чотирьох поліпептидних кіл виникає біологічно активний комплекс. Ланцюги попарно мають однакову структуру.

Будь-яка молекула імуноглобуліну має Y-подібну форму і складається з 2 важких (Н) та 2 легких (L) ланцюгів, пов'язаних між собою дисульфідними містками. Кожна молекула ІГ має 2 однакові антигензв'язувальні фрагменти Fab (англ. Fragment antigen binding) і один Fc-фрагмент (англ. Fragment cristalisable), за допомогою якого ІГ комплементарно зв'язуються з Fc-рецепторами клітинної мембрани.

Кінцеві ділянки легких і важких ланцюгів молекули ІГ досить різноманітні (варіабельні), а окремі області цих ланцюгів відрізняються особливо вираженою різноманітністю (гіперваріабельністю). Інші ділянки молекули ІГ відносно низовинні (константні). Залежно від будови констатних областей важких ланцюгів ІД поділяються на класи (5 класів) та підвиди (8 підвидів). Саме ці константні області важких ланцюгів, суттєво відрізняючись за амінокислотним складом у різних класів ІГ, зрештою визначають особливі властивості кожного класу антитіл:

lgM активують систему комплементу;

IgE зв'язується зі специфічними рецепторами на поверхні опасистих клітин та базофілів з вивільненням з цих клітин медіаторів алергії;

IgA секретується у різні рідини організму, забезпечуючи секреторний імунітет;

IgD функціонує в основному як мембранні рецептори для антигену;

в IgG виявляє різноманітні види активності, зокрема здатність проникати через плаценту.

Класи імуноглобулінів.

Імуноглобуліни G, IgG

Імуноглобуліни G – це мономери, що включають 4 субкласи (IgGl – 77%; IgG2 – 11%; IgG3 – 9%; IgG4 – 3%), які відрізняються один від одного за амінокислотним складом та антигенними властивостями. Їхній вміст у сироватці крові коливається від 8 до 16,8 мг/мл. Період напіврозпаду становить 20-28 днів, а синтезується протягом доби від 13 до 30 мг/кг. На частку припадає 80% від загального змісту ІГ. Вони захищають організм від інфекцій. Антитіла субкласів IgGl та IgG4 специфічно зв'язуються через Fc-фрагменти зі збудником (імунне опсонування), а завдяки Fc-фрагментам взаємодіють з Fc-рецепторами фагоцитів (макрофагів, поліморфноядерних лейкоцитів), сприяючи тим самим фагоцитозу збудника. IgG4 бере участь в алергічних реакціях та не здатний фіксувати комплемент.

Антитіла класу IgG відіграють основну роль у гуморальному імунітеті при інфекційних захворюваннях, викликаючи загибель збудника за участю комплементу та опсонізуючи фагоцитарні клітини. Вони проникають через плаценту та формують антиінфекційний імунітет у новонароджених. Вони здатні нейтралізувати бактеріальні екзотоксини, пов'язувати комплемент, брати участь у реакції преципітації.

Імуноглобуліни М, IgM

Імуноглобуліни М - це найбільш ранні з усіх класів ІГ, що включають 2 субкласу: IgMl (65%) і IgM2 (35%). Їхня концентрація в сироватці крові коливається від 0,5 до 1,9 г/л або 6% від загального вмісту ІГ. За добу синтезується 3-17 мг/кг, а період їхнього напіврозпаду становить 4-8 діб. Вони не проникають крізь плаценту. IgM з'являється у плода та бере участь в антиінфекційному захисті. Вони здатні аглютинувати бактерії, нейтралізувати віруси, активувати комплемент. IgM відіграють важливу роль в елімінації збудника з кровоносного русла, активації фагоцитозу. Значне підвищення концентрації IgM у крові спостерігається при низці інфекцій (малярія, трипаносомоз) як у дорослих, так і у новонароджених. Це показник внутрішньоутробного зараження збудника краснухи, сифілісу, токсоплазмозу, цитомегалії. IgM – це антитіла, що утворюються на ранніх термінах інфекційного процесу. Вони відрізняються високою активністю в реакціях аглютинації, лізису та зв'язування ендотоксинів грамнегативних бактерій.

Імуноглобуліни A, IgA

Імуноглобуліни А – це секреторні ІГ, що включають 2 субкласи: IgAl (90%) та IgA2 (10%). Зміст IgA у сироватці крові коливається від 1.4 до 4.2 г/л або 13% від загальної кількості ІД; щоденно синтезується від 3 до 50 мкг/кг. Період напіврозпаду антитіл становить 4-5 діб. IgA міститься в молоці, молозиві, слині, у слізному, бронхіальному та шлунково-кишковому секреті, жовчі, сечі. До складу IgA входить секреторний компонент, що складається з кількох поліпептидів, що підвищує стійкість IgA до дії ферментів. Це основний вид ІД, що беруть участь у місцевому імунітеті. Вони перешкоджають прикріпленню бактерій до слизової оболонки, нейтралізують ентеротоксин, активують фагоцитоз і комплемент. IgA не визначається у новонароджених. У слині він з'являється у дітей віком 2 місяці, причому першим виявляється секреторний компонент SC. І лише згодом повна молекула SigA. Вік 3 міс. Багато авторів визначається як критичний період; цей період особливо важливий для діагностики вродженої чи транзиторної недостатності місцевого імунітету.

Імуноглобуліни Е, IgE

Імуноглобуліни D, IgD

Імуноглобуліни D – це мономери; їх вміст у крові становить 0,03-0,04 г/л або 1% від загальної кількості ІД; на добу їх синтезується від 1 до 5 мг/кг, а період напіврозпаду коливається не більше 2-8 днів. IgD беруть участь у розвитку місцевого імунітету, мають антивірусну активність, у поодиноких випадках активують комплемент. Плазматичні клітини, що секретують IgD, локалізуються переважно в мигдаликах та аденоїдній тканині. IgD виявляються на B-клітинах та відсутні на моноцитах, нейтрофілах та Т-лімфоцитах. Вважають, що IgD беруть участь у диференціювання В-клітин, сприяють розвитку антиідіотипної відповіді, беруть участь в аутоімунних процесах.