Микробиология Лекции ИД Равновесие
|
|
|
|
Вопрос 30. Иммуноглобулины
1. Строение иммуноглобулинов (на примере молекулы иммуноглобулина G). По своему химическому строению иммуноглобулины - это гликопротеиды.
По физико-химическим и антигенным свойствам иммуноглобулины делятся на классы: G, M, A, E, D.
Молекула иммуноглобулина G построена из двух тяжелых (Н-цепей) и двух легких полипептидных цепей (L-цепи). Каждая полипептидная цепь состоит из вариабельной (V), стабильной (константной, С) и так называемой шарнирной частей. Тяжелые цепи иммуноглобулинов разных классов построены из разных полипептидов (гамма, мю, альфа, дельта, эпсилон, соответственно), и потому являются разными антигенами. Это изотипические различия иммуноглобулинов. Легкие цепи иммуноглобулинов разных классов представлены двумя типами полипептидов - каппа и лямбда.
Вариабельные участки значительно короче константных участков. Каждая пара легких и тяжелых полипептидных цепей в их С-частях, а также тяжелые цепи между собой связаны дисульфидными мостиками. Ни тяжелые, ни легкие цепи свойствами антител (взаимодействие с гаптенами) не обладают. При гидролизе папаином молекула иммуноглобулина G распадается на 3 фрагмента - 2 Fab-фрагмента и Fc-фрагмент. Последний представляет собой остатки тяжелых цепей, их константные части. Он не обладает свойством антитела (не взаимодействует с антигеном), но обладает сродством к комплементу, способен фиксировать и активировать его. В связи с этим этот фрагмент и обозначается как Fc-фрагмент (фрагмент комплемента). Этот же Fc-фрагмент обеспечивает прохождение иммуноглобулинов G через гематоэнцефалический или плацентарный барьеры.
Два других фрагмента иммуноглобулина G представляют собой остатки тяжелой и легкой цепи с их вариабельными частями. Они идентичны друг другу и обладают свойством антител (взаимодействуют с антигеном), в связи с этим эти фрагменты и обозначаются как Fab (фрагмент- антитело).
Поскольку ни тяжелые, ни легкие цепи не обладают свойством антитела, но оно выявляется у Fab фрагментов, очевидно, что за взаимодействие с антигеном ответственны именно вариабельные части тяжелых и легких цепей. Они формируют уникальную по строению и пространственной организации структуру - активный центр антитела. Каждый активный центр любого иммуноглобулина соответствует детерминантной группе соответствующего антигена как "ключ замку".
Молекула иммуноглобулина G имеет 2 активных центра. Поскольку строение активных центров иммуноглобулинов одного класса, но разной специфичности неодинаково, то эти молекулы (антитела одного класса, но разной специфичности) являются разными антителами. Эти различия обозначаются как идиотипические различия иммуноглобулинов, или идиотипы.
Молекулы иммуноглобулинов других классов построены по тому же принципу, что и Ig G, т. е. из мономеров, имеющих две тяжелых и две легких цепи, но иммуноглобулины класса М являются пентамерами (построен из 5 таких мономеров), а иммуноглобулины класса А - димером или тетрамером.
Количество мономеров, входящих в состав молекулы того или иного класса иммуноглобулина, определяет ее молекулярную массу. Самые тяжелые - это Ig М, самые легкие - Ig G, вследствие чего они и проходят через плаценту. Очевидно также то, что иммуноглобулины разных классов имеют разное число активных центров: у Ig G их 2, а у Ig М - 10. В связи с этим они способны связать разное число молекул антигена и скорость этого связывания будет различной. Скорость связывания иммуноглобулинов с антигеном - это их авидность. Прочность этой связи обозначают как аффинитет. Ig М высокоавидны, но низкоафинны, Ig G - наоборот, низкоавидны, но высокоафинны.
Если в молекуле антитела функционирует лишь один активный центр, она может связаться лишь с одной антигенной детерминантой без последующего образования сетевой структуры комплексов антиген-антитело. Такие антитела называются неполными. Они не дают видимых на глаз реакций, но тормозят реакцию антигена с полными антителами. Неполные антитела играют важную роль в развитии резус-конфликта, аутоиммунных заболеваний (коллагенозы) и другие и выявляются с помощью реакции Кумбса (антиглобулиновый тест).
2. Защитная роль иммуноглобулинов разных классов. Защитная роль иммуноглобулинов разных классов также не одинакова.
Иммуноглобулины класса Е (реагины) реализуют развитие аллергических реакций немедленного типа (гиперчувствительность немедленного типа - ГНТ). К Fab фрагментам фиксированных в тканях реагинов (Fc-фрагмент связан с рецепторами тканевых базофилов) присоединяются поступающие в организм аллергены (антигены), что приводят к освобождению биологически активных веществ, запускающих развитие аллергических реакций. При аллергических реакциях тканевые базофилы повреждаются комплексом антиген-антитело и выделяют гранулы, содержащие гистамин и другие биологически активные вещества.
Иммуноглобулины класса А могут быть:
Секреторные иммуноглобулины играют существенную роль в местном иммунитете, препятствуя адгезии микроорганизмов на слизистых оболочках, стимулируют фагоцитоз и активируют комплемент, могут проникать в слюну, молозиво.
Иммуноглобулины класса М первыми синтезируют в ответ на антигенное раздражение. Они способны связывать большое количество антигенов и играют важную роль в формировании антибактериального и антитоксического иммунитета.
Большую часть сывороточных антител составляют иммуноглобулины класса G, на долю которых приходится до 80 % всех иммуноглобулинов. Они образуются на высоте первичного и вторичного иммунного ответа и определяют напряженность иммунитета против бактерий и вирусов. Кроме того, они способны проникать через плацентарный и гематоэнцефалический барьер.
Иммуноглобулины класса Dв отличие от иммуноглобулинов других классов содержат N-ацетилгалактозоамин и не способны фиксировать комплемент. Уровень Ig D повышается при миеломной болезни и хронических воспалительных процессах.