Что такое иммуноглобулин, его функции и виды - ZdorovMnogoLet.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Что такое иммуноглобулин, его функции и виды

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ

В организме существуют гомологичные белки, имеющие близкую конформацию, но отличающиеся по структуре полипептидных цепей как, например миоглобин и гемоглобин. Они возникли в ходе эволюции при замене отдельных аминокислотных остатков в цепи. Их конформация содержит обычно одинаковое количество α-спиралей и β-структур, имеет одинаковые повороты и изгибы полипептидных цепей. Гомологичные белки довольно многочисленны, и их объединяют в семейства белков (иммуноглобулины, сериновые протеазы, семейство гемоглобина, семейство альбумина и т.д.).

Самое многочисленное суперсемейство составляют иммуноглобулины.

Иммуноглобулины (антитела)— белки (Y-образ- ные гликопротеины), которые вырабатываются В-лимфоцитами в ответ на поступление в организм чужеродных структур (антигенов) и обеспечивают их обезвреживание. Антигенаминазываются обычно вещества, которые вызывают иммунный ответ, например чужеродные белки или другие макромолекулы, бактерии, вирусы, грибы и др. Организм человека вырабатывает более 10 7 видов иммуноглобулинов, причем каждый из них производится своим клоном В-лимфоцитов. Антитела локализованы на поверхности иммунных клеток или находятся в свободном виде в плазме крови. Они взаимодействуют с антигенами в крови, лимфе, межклеточной жидкости, слюне и других секретах желез. Функция иммуноглобулинов осуществляется в два этапа: узнавание и связывание соответствующего комплементарного антигена при помощи

антигенсвязывающих участков; запуск процесса, в результате которого антиген инактивируется и разрушается (активация системы комплемента).

Особенности строения иммуноглобулинов

Молекулы иммуноглобулинов имеют характерную Y-образную форму, два конца которой связывают антиген (рис. 1.27). Каждая молекула состоит из 4 полипептидных цепей: 2 идентичных тяжелых (Н-цепей, мол. масса 50 000) и 2 легких (L-цепей, мол масса 25 000 кД). Цепи связаны между собой 4 дисульфидными связями. Тяжелые цепи делятся на 5 типов, специфичных для каждого класса иммуноглобулинов, а легкие — на 2 типа, присутствующие во всех классах.

Легкие цепи состоят из двух доменов: вариабельного (VL) и константного (CL), тяжелые цепи формируют 4 домена: один вариабельный (VH) и три константных (CH1, CH2, CH3). Все домены имеют β-складчатую структуру и стабилизируются дисульфидными связями между остатками цистеина.

Рис. 1.27. Схема строения мономера иммуноглобулина

H — тяжелая цепь; L — легкая цепь;

VL, VC — вариабельные участки тяжелой и легкой цепей;

CL, CH1, CH2, CH3 — константные участки тяжелой и легкой цепей;

Fc — фрагмент, отвечающий за связывание с другими компонентами иммунной системы

Тяжелая цепь содержит много остатков пролина между доменами СН1 и СН2, препятствующих формированию вторичной структуры и взаимодействию цепей на этом фрагменте. Этот участок называется шарнирным, поскольку придает иммуноглобулинам внутримолекулярную подвижность.

Центр связывания антигена образуется вариабельными участками Н- и L-цепей. Взаимодействие с антигеном осуществляется за счет нековалентных связей. Уникальная способность каждого клона антител распознавать и связывать соответствующий антиген определяется гипервариабельным участком, расположенным на вариабельных доменах Н- и L-цепей и состоящим из 20-30 аминокислот. Всего возможно существование 25 20 комбинаций из этого количества аминокислот, т.е. за счет замены аминокислот в гипервариабельных частях тяжелой и легкой цепей в организме человека может существовать практически неограниченное количество различных иммуноглобулинов.

Классы иммуноглобулинов, особенности строения и функционирования

Иммуноглобулины человека делят на 5 классов (A, D, E, G, M), отличающихся строением тяжелых цепей (α, δ, ε, γ, μ). Эти различия обусловливают характерную для каждого класса конформацию и физиологическую функцию (рис. 1.28). Связывание антигена вызывает изменение конформации константных доменов иммуноглобулина, это определяет дальнейший путь его уничтожения. Легкие цепи имеют два типа (κ и λ), которые присутствуют во всех классах иммуноглобулинов.

Иммуноглобулины М (IgM)— секретируются на ранних стадиях первичного иммунного ответа. Существуют в двух формах.

• Мономерная форма — (ранняя) связана с поверхностью В-лимфоцитов, служит рецептором, распознающим антиген. Состоит из 1 мономера, имеющего на С-конце тяжелых цепей гидрофобный участок, обеспечивающий встраивание его в мембрану В-лимфоцита.

• Секреторная форма — (более поздняя) состоит из 5 мономеров, связанных дополнительной J-цепью, имеет 10 участков связывания с антигеном (см. рис. 1.28). Секретируется в кровь при первичном иммунном ответе и наиболее эффективна против вирусов и бактерий. Повторное введение того же антигена приводит к массированной секреции IgG. Это свойство иммунной системы называется иммунной памятью. После рождения ребенка уровень IgM повышается, так как новорожденный подвергается антигенному стимулированию.

Иммуноглобулины G (IgG)— основной класс иммуноглобулинов, секретируемых при вторичном иммунном ответе, составляют до 75% всех иммуноглобулинов крови. IgG являются мономерной формой, не имеющей гидрофобного фрагмента на С-конце, и не встраиваются в мембраны клеток. Они служит основным противоинфекционным иммуноглобулином, нейтрализуют бактериальные токсины и, связываясь с микроорганизмами, усиливают фагоцитоз. Единственный класс антител, проникающих через плацентарный барьер и обеспечивающих внутриутробную защиту плода и пассивный иммунитет новорожденных в первые недели жизни.

Рис. 1.28. Строение иммуноглобулинов разных классов

А— IgM, секреторная форма (пентамер, имеет связующую J-цепь); Б— IgG (мономер);

В— IgA (ди-, а также тетрамер, имеют связующую J-цепь); — IgE (мономер)

Иммуноглобулины А (IgA)— основной класс антител в секретах (слюна, слезы, респираторные, желудочные, мочеполовые секреты, молоко), является первой линией защиты. Состоят из 2, 3 или 4 мономеров, связанных J-цепью. Микроорганизмы, покрытые IgA, не могут прикрепляться к поверхности слизистых оболочек и участвовать в заражении. В слюне содержится специфическая секреторная форма — sIgA, обеспечивающая иммунитет полости рта человека.

Иммуноглобулины Е (IgE)— антитела, связывающиеся после секреции с соответствующими рецепторами на поверхности тучных клеток и эозинофилов. Взаимодействие с мембраной клеток происходит с помощью специфического гидрофобного конца, как и у мономерных IgM. Присоединение антигена стимулирует секрецию клеткой гистамина, отвечающего за развитие воспалительной реакции; при аллергии содержание гистамина повышено. Роль IgE у здоровых людей — обеспечение противопаразитарного иммунитета.

Иммуноглобулины D (IgD)обнаруживаются на очень малом количестве В-лимфоцитов (

1,5%), имеют мономерную структуру, играют роль поверхностного рецептора для узнавания антигена.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

3 Антитела. Классы иммуноглобулинов, их функции.

3.1 Антитела

Антитела — иммуноглобулины, продуцируемые В-лимфоцитами (плазматическими клетками). Мономеры иммуноглобулинов состоят из двух тяжелых (Н-цепи) и двух легких (L-цепи) полипептидных цепей, связанных дисульфидной связью. Эти цепи имеют константные (С) и вариабельные (V) участки. Папаин расщепляет молекулу иммуноглобулина на два одинаковых антигенсвязывающих фрагмента — Fab (Fragment anligen binding) и Fc (Fragmenl crislalhzable). По типу тяжелой цепи различают 5 классов иммуноглобулинов IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.

Они состоят из полипептидных цепей. В молекуле иммуноглобулина различают четыре структуры:

1) первичную – это последовательность определенных аминокислот. Она строится из нуклеотидных триплетов, генетически детерминируется и определяет основные последующие структурные особенности;

2) вторичную (определяется конформацией полипептидных цепей);

3) третичную (определяет характер расположения отдельных участков цепи, создающих пространственную картину);

4) четвертичную. Из четырех полипептидных цепей возникает биологически активный комплекс. Цепи попарно имеют одинаковую структуру.

Большинство молекул иммуноглобулинов составлено из двух тяжелых (H) цепей и двух легких (L) цепей, соединенных дисульфидными связями. Легкие цепи состоят или из двух k-цепей, или из двух l-цепей. Тяжелые цепи могут быть одного из пяти классов (IgA, IgG, IgM, IgD и IgE).

Каждая цепь имеет два участка:

1) постоянный. Остается постоянным в последовательности аминокислот и антигенности в пределах данного класса иммуноглобулинов;

2) вариабельный. Характеризуется большой непостоянностью последовательности аминокислот; в этой части цепи происходит реакция соединения с антигеном.

Каждая молекула IgG состоит из двух соединенных цепей, концы которых формируют два антигенсвязывающих участка. На вариабельном участке каждой цепи имеются гипервариабельные участки: три в легких цепях и четыре в тяжелых. Разновидности последовательности аминокислот в этих гипервариабельных участках определяют специфичность антитела. При определенных условиях эти гипервариабельные области могут также выступать в роли антигенов (идиотипов).

В молекуле иммуноглобулина меньше двух антигенсвязывающих центров быть не может, но один может быть завернут внутрь молекулы – это неполное антитело. Оно блокирует антиген, и тот не может связаться с полными антителами.

При энзиматическом расщеплении иммуноглобулинов образуются следующие фрагменты:

1) Fc-фрагмент содержит участки обеих постоянных частей; не обладает свойством антитела, но имеет сродство с комплементом;

2) Fab-фрагмент содержит легкую и часть тяжелой цепи с одним антигенсвязывающим участком; обладает свойством антитела;

3) F(ab)Т2-фрагмент состоит из двух связанных между собой Fab-фрагментов.

Другие классы иммуноглобулинов имеют такую же основную структуру. Исключение – IgM: является пентамером (состоит из пяти основных единиц, связанных в области Fc-концов), а IgA – димер.

3.2 Классы иммуноглобулинов, их функции

Существует пять классов иммуноглобулинов у человека.

1. Иммуноглобулины G – это мономеры, включающие в себя четыре субкласса (IgG1; IgG2; IgG3; IgG4), которые отличаются друг от друга по аминокислотному составу и антигенным свойствам. Антитела субклассов IgG1 и IgG4 специфически связываются через Fc-фрагменты с возбудителем (иммунное опсонирование), а благодаря Fc-фрагментам взаимодействуют с Fc-рецепторами фагоцитов, способствуя фагоцитозу возбудителя. IgG4 участвует в аллергических реакциях и неспособен фиксировать комплемент.

Свойства иммуноглобулинов G:

1) играют основополагающую роль в гуморальном иммунитете при инфекционных заболеваниях;

2) проникают через плаценту и формируют антиинфекционный иммунитет у новорожденных;

3) способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент, участвовать в реакции преципитации.

2. Иммуноглобулины М включают в себя два субкласса: IgM1 и IgM2.

Свойства иммуноглобулинов М:

1) не проникают через плаценту;

2) появляются у плода и участвуют в антиинфекционной защите;

Читайте также:  Повышены эритроциты в крови — эритроцитоз

3) способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент;

4) играют важную роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, активации фагоцитоза;

5) образуются на ранних сроках инфекционного процесса;

6) отличаются высокой активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания эндотоксинов грамотрицательных бактерий.

3. Иммуноглобулины А – это секреторные иммуноглобулины, включающие в себя два субкласса: IgA1 и IgA2. В состав IgA входит секреторный компонент, состоящий из нескольких полипептидов, который повышает устойчивость IgA к действию ферментов.

Свойства иммуноглобулинов А:

1) содержатся в молоке, молозиве, слюне, слезном, бронхиальном и желудочно-кишечном секрете, желчи, моче;

2) участвуют в местном иммунитете;

3) препятствуют прикреплению бактерий к слизистой;

4) нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент.

4. Иммуноглобулины Е – это мономеры, содержание которых в сыворотке крови ничтожно мало. К этому классу относится основная масса аллергических антител – реагинов. Уровень IgE значительно повышается у людей, страдающих аллергией и зараженных гельминтами. IgE связывается с Fc-рецепторами тучных клеток и базофилов.

Свойства иммуноглобулинов Е: при контакте с аллергеном образуются мостики, что сопровождается выделением БАВ, вызывающих аллергические реакции немедленного типа.

5. Иммуноглобулины D – это мономеры. Функционируют в основном в качестве мембранных рецепторов для антигена. Плазматические клетки, секретирующие IgD, локализуются преимущественно в миндалинах и аденоидной ткани.

Свойства иммуноглобулинов D:

1) участвуют в развитии местного иммунитета;

2) обладают антивирусной активностью;

3) активируют комплемент (в редких случаях);

4) участвуют в дифференцировке В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа;

Что такое иммуноглобулин, его функции и виды

Самое первое антитело было обнаружено Берингом и Китазато в 1890 году, однако в это время о природе обнаруженного столбнячного антитоксина, кроме его специфичности и его присутствия в сыворотке иммунного животного, ничего определенного сказать было нельзя. Только с 1937 года — исследований Тизелиуса и Кабата, начинается изучение молекулярной природы антител. Авторы использовали метод электрофореза и продемонстрировали увеличение гамма-глобулиновой фракции сыворотки крови иммунизированных животных. Адсорбция сыворотки антигеном, который был взят для иммунизации, снижала количество белка в данной фракции до уровня интактных животных .

Строение антител

Антитела являются относительно крупными (

150 кДа — IgG) гликопротеидами, имеющими сложное строение. Состоят из двух тяжелых цепей (H-цепи, в свою очередь состоящие из VH, CH1, шарнира, CH2 and CH3 доменов) и из двух лёгких цепей (L-цепей, состоящих из VL и CL доменов). К тяжелым цепям ковалентно присоединены олигосахариды. При помощи протеазы папаина антитела можно расщепить на два Fc (от fragment crystallizable — фрагмент, способный к кристаллизации). В зависимости от класса и исполняемых функций антитела могут существовать как в мономерной форме (IgG, IgD, IgE, сывороточный IgA) так и в олигомерной форме (димер-секреторный IgA, пентамер — IgM). Всего различают пять типов тяжелых цепей (α-, γ-, δ-, ε-и μ- цепи) и два типа легких цепей (κ-цепь и λ-цепь).

Классификация по тяжелым цепям

Различают пять классов (ещё называемых изотипами) антител, различающихся по строению и функции. Основная структурная единица всех антител состоит из двух одинаковых тяжелых цепей и двух легких цепей, соединенными дисульфидными мостиками. Изотипы антител отличаются по строению тяжелой цепи (IgG содержат две γ-цепи, IgA- две α-цепи, IgM- две μ- цепи, IgD- две δ-цепи, IgE- две ε-цепи), олигомерному строению, местом синтеза.

  • IgG является основным иммуноглобулином сыворотки здорового человека (составляет 70-75 % всей фракции иммуноглобулинов), наиболее активен во вторичном иммунном ответе и антитоксическом иммунитете. Благодаря малым размерам (коэффициент седиментации 7S, молекулярная масса 146 кДа) является единственной фракцией иммуноглобулинов, способной к транспорту через плацентарный барьер и тем самым обеспечивая иммунитет плода и новорожденного.
  • IgM представляют собой пентамер основной четырехцепочечной единицы, содержащей две μ- цепи. Появляются при первичном иммунном ответе на неизвестный антиген, составляют до 10 % фракции иммуноглобулинов. Являются наиболее крупными иммуноглобулинами (970 кДа).
  • IgA сывороточный IgA составляет 15-20 % всей фракции иммуноглобулинов, при этом 80 % молекул IgA представлено в мономерной форме у человека. Секреторный IgA представлен в димерной форме в комплексе секреторным компонентом, содержится в серозно-слизистых секретах (например в слюне, молозиве, молоке, отделяемом слизистой оболочки мочеполовой и респираторной системы).
  • IgD составляет менее одного процента фракции иммуноглобулинов плазмы, содержится в основном на мембране некоторых В-лимфоцитов. Функции до конца не выяснены, предположительно является антигенным рецептором для В-лимфоцитов, еще не представлявшихся антигену.
  • IgE- связан с мембранами базофиллов и тучных клеток, в свободном виде в плазме почти отсутствует. Связан с аллергическими реакциями.

Классификация по антигенам

  • антиинфекционные или антипаразитарные антитела, вызывающие непосредственную гибель или нарушение жизнедеятельности возбудителя инфекции либо паразита
  • антитоксические антитела, не вызывающие гибели самого возбудителя или паразита, но обезвреживаюшие вырабатываемые им токсины.
  • так называемые «антитела-свидетели заболевания», наличие которых в организме сигнализирует о знакомстве иммунной системы с данным возбудителем в прошлом или о текущем инфицировании этим возбудителем, но которые не играют существенной роли в борьбе организма с возбудителем (не обезвреживают ни самого возбудителя, ни его токсины, а связываются со второстепенными белками возбудителя).
  • аутоагрессивные антитела, или аутологичные антитела, аутоантитела — антитела, вызывающие разрушение или повреждение нормальных, здоровых тканей самого организма хозяина и запускающие механизм развития аутоиммунных заболеваний.
  • аллореактивные антитела, или гомологичные антитела, аллоантитела — антитела против антигенов тканей или клеток других организмов того же биологического вида. Аллоантитела играют важную роль в процессах отторжения аллотрансплантантов, например, при пересадке почки, печени, костного мозга, и в реакциях на переливание несовместимой крови.
  • гетерологичные антитела, или изоантитела — антитела против антигенов тканей или клеток организмов других биологических видов. Изоантитела являются причиной невозможности осуществления ксенотрансплантации даже между эволюционно близкими видами (например, невозможна пересадка печени шимпанзе человеку) или видами, имеющими близкие иммунологические и антигенные характеристики (невозможна пересадка органов свиньи человеку).
  • антиидиотипические антитела — антитела против антител, вырабатываемых самим же организмом. Причём это антитела не «вообще» против молекулы данного антитела, а именно против рабочего, «распознающего» участка антитела, так называемого идиотипа. Антиидиотипические антитела играют важную роль в связывании и обезвреживании избытка антител, в иммунной регуляции выработки антител. Кроме того, антиидиотипическое «антитело против антитела» зеркально повторяет пространственную конфигурацию исходного антигена, против которого было выработано исходное антитело. И тем самым антиидиотипическое антитело служит для организма фактором иммунологической памяти, аналогом исходного антигена, который остаётся в организме и после уничтожения исходных антигенов. В свою очередь, против антиидиотипических антител могут вырабатываться анти-антиидиотипические антитела и т. д.

Специфичность антител

Клонально-селекционная теория имеет в виду то, что каждый лимфоцит синтезирует антитела только одной определенной специфичности. И эти антитела располагаются на поверхности этого лимфоцита в качестве рецепторов.

Как показывают опыты, все поверхностные иммуноглобулины клетки имеют одинаковый идиотип : когда растворимый антиген, похожий на полимеризованный флагеллин, связывается со специфической клеткой, то все иммуноглобулины клеточной поверхности связываются с данным антигеном и они имеют одинаковую специфичность то есть одинаковый идиотип.

Антиген связывается с рецепторами, затем избирательно активирует клетку с образованием большого количества антител. И так как клетка синтезирует антитела только одной специфичности, то эта специфичность должна совпадать со специфичностью начального поверхностного рецептора.

Специфичность взаимодействия антител с антигенами не абсолютна, они могут в разной степени перекрестно реагировать с другими антигенами. Антисыворотка, полученная к одному антигену, может реагировать с родственным антигеном, несущим одну или несколько одинаковых или похожих детерминант . Поэтому каждое антитело может реагировать не только с антигеном, который вызвал его образование, но и с другими, иногда совершенно неродственными молекулами. Специфичность антител определяется аминокислотной последовательностью вариабельных областей Ig.

  1. Антитела и лимфоциты с нужной специфичностью уже существуют в организме до первого контакта с антигеном.
  2. Лимфоциты, которые участвуют в иммунном ответе, имеют антигенспецифические рецепторы на поверхности своей мембраны. У B-лимфоцитов рецепторы- молекулы той же специфичности, что и антитела, которые лимфоциты впоследствии продуцируют и секретируют.
  3. Любой лимфоцит несет на своей поверхности рецепторы только одной специфичности.
  4. Лимфоциты, имеющие антиген, проходят стадию пролиферации и формируют большой клон плазматических клеток . Плазматические клетки синтезируют антитела только той специфичности, на которую был запрограммирован лимфоцит-предшественник. Сигналами к пролиферации служат цитокины, которые выделяются другими клетками. Лимфоциты могут сами выделять цитокины.

Вариабельность антител

Антитела являются чрезвычайно вариабельными (в организме одного человека может существовать до 0,1 миллиарда вариантов антител). Все разнообразие антител проистекает из вариабельности как тяжелых цепей, так и легких цепей. У антител, вырабатываемых тем или иным организмом в ответ на те или иные антигены, выделяют:

  • Изотипическая вариабельность — проявляется в наличии классов антител(изотипов), различающихся по строению тяжелых цепей и олигомерностью, вырабатываемых всеми организмами данного вида;
  • Аллотипическая вариабельность — проявляется на индивидуальном уровне в пределах данного вида в виде вариабельности аллелей иммуноглобулинов- является генетически детерминированым отличием данного организма от другого ;
  • Идиотипическая вариабельность — проявляется в различии аминокислотного состава антиген-связывающего участка. Это касается вариабельных и гипервариабельных доменов тяжелой и легкой цепи, непосредственно контактирующих с антигеном.

Контроль пролиферации

Наиболее эффективный контролирующий механизм заключается в том, что продукт реакции одновременно служит ее ингибитором. Этот тип отрицательной обратной связи имеет место при образовании антител. Действие антител нельзя объяснить просто нейтрализацией антигена, потому что целые молекулы IgG подавляют синтез антител намного эффективнее, чем F(ab’)2 -фрагменты. Предполагают, что блокада продуктивной фазы T-зависимого B-клеточного ответа возникает в результате образования перекрестных связей между антигеном, IgG и Fc — рецепторами на поверхности B-клеток . Инъекция IgM , усиливает иммунный ответ.Так как антитела именно этого изотипа появляются первыми после введения антигена, то на ранней стадии иммунного ответа им приписывается усиливающая роль.

Читайте также:  Чем отличается инсульт от инфаркта и какую первую помощь можно оказать

Рекомендуемая литература

  • А. Ройт, Дж. Брюсстофф, Д. Мейл. Иммунология- М.: Мир, 2000 — ISBN 5-03-003362-9
  • Иммунология в 3 томах / Под. ред. У. Пола.- М.:Мир, 1988
  • В. Г. Галактионов. Иммунология- М.: Изд. МГУ, 1998 — ISBN 5-211-03717-0

См. также

  • Моноклональные антитела
  • Абзимы — каталитически активные антитела
  • Иммунитет
Иммунная система / Иммунология
СистемыАдаптивная иммунная система и Врожденная иммунная система · Гуморальная иммунная система и Клеточная иммунная система · Система комплемента (Анафилотоксины) · Intrinsic immunity
Антигены и антителаАнтиген (Суперантиген, Аллерген) · Гаптен · · ·
Эпитоп (Линейный эпитоп, Конформационный эпитоп)
Антитело (Моноклональные антитела, Поликлональные антитела, Аутоантитела) · Polyclonal B cell response · Аллотипы антител · Изотипы антител · Идиотипы антител
Иммунный комплекс
Клетки иммунной системы
Лейкоциты

Лимфоидные: Т-лимфоциты · B-лимфоциты · Нормальные киллеры · Плазматические клетки

Что такое иммуноглобулины (антитела) и для чего они нужны организму?

Антителами, или иммуноглобулинами называется особые вид белков, которые продуцируются плазматическими клетками иммунной системы, В, Т и NK-лимфоцитами. Эти белки обеспечивают клеточно-гуморальный иммунитет, защищая клетки и межклеточное пространство от повреждения чужеродными микроорганизмами или токсинами, поступившими из окружающей среды или образовавшимися внутри организма.

В теле человека иммуноглобулины присутствуют в крови, лимфе, вырабатываемых железами секретах. Общая численность антител ― от 1 до 100 миллиардов. Такое огромное количество является необходимостью. Ведь бактерии и вирусы размножаются с огромной скоростью, а разновидностей вредных факторов, ежедневно атакующих организм человека, существует множество.

Строение и функции иммуноглобулинов

Молекула АТ состоит из двух частей ― пептидной и полисахаридной. Они соединены ковалентной связью, то есть имеют в «общем пользовании» несколько электронов. Антитело имеет открытые для контакта с другими молекулами, так называемые активные, участки. Связываясь с вирусом или бактерией, эта белковая частица блокирует микроорганизм, препятствует размножению, нейтрализует токсические продукты его жизнедеятельности.

Особый вид пептидных соединений, который получил название иммуноглобулинов, был открыт в конце 19 века учеными Берингом и Кисато. Эти вещества были обнаружены в крови животных после заражения их дифтерийной палочкой, и обладали способностью уничтожать сам вирус, а также нейтрализовать выделенные им токсины.

Иммуноглобулины наделены способностью:

  • распознавать чужеродные для организма вещества;
  • образовывать с ними комплексы;
  • разрушать связанные агенты и эвакуировать их остатки;
  • обеспечивать стойкую, часто пожизненную защиту от повторного инфицирования: при попадании внутрь организма «знакомого» возбудителя инфекции, иммунная система уже имеет наготове сформированную при его прошлом нашествии специализированную «бригаду ликвидаторов».

Виды иммуноглобулина

Антитела действуют строго избирательно, против каждого вредоносного фактора ― токсина, бактерии, вируса или глистой инвазии вырабатываются отдельный вид защитного белка. Это уникальное качество очень важно, поскольку некоторые микроорганизмы, к примеру, папилломавирус или вирус гриппа, способны к мутациям.

Прицельно поражая только инфекционного агрессора, антитела не повреждают нормальные клетки организма, в отличие от антибиотиков, которые уничтожают также полезную микрофлору, оказывая общее токсическое действие на организм и вызывая резкое падение иммунитета. Все иммуноглобулины подразделяют на несколько классов, которые отличаются набором аминокислот, строением и функциями.

На данном видео врач рассказывает об анализе крови на иммуноглобулины и о самих иммуноглобулинах.

G (Ig G)

АТ класса G содержатся в тканях большинства органов, вырабатываясь при повторном вторжении возбудителя в организм. Количество этих специфических белков составляет почти ¾ всех иммуноглобулинов. К функциям IgG относятся:

  • способность проникать сквозь плаценту, обеспечивая организму плода иммунитет;
  • участие в иммунном ответе и его регулировке;
  • участие в активации так называемого комплемента ― каскадного вида иммунной реакции, когда защитные белки вырабатываются последовательными сериями;
  • обеспечение процессов фагоцитоза ― разрушения патогенов и их эвакуации из организма.

Эта группа АТ составляет около 15% от общего количества. Иммуноглобулины А блокируют бактерии и вирусы, а также нейтрализуют выделяемые патогенными микроорганизмами токсины. Они действуют против первичных патогенных факторов, то есть «воюют» с новыми, ранее незнакомыми, возбудителями.

Антитела А находятся на слизистых оболочках мочеполовых путей, системы пищеварения, органов дыхания, содержатся в жидких средах ― слюне, желудочном соке, слезах, вагинальных выделениях, и поэтому эффективно работают против возбудителей ЗППП. Особенно ценным источником иммуноглобулинов IgA служит материнское молоко, обеспечивающее защиту организма ребенка от инфекций в первые месяцы жизни.

Численность этих иммуноглобулинов составляет около 2% от общего количества, основное место локализации ― открытые для внешнего воздействия слизистые оболочки. АТ группы Е служат медиатором (посредником) процессов быстрых иммунных реакций при повторном контакте с внешними или внутренними аллергенами.

При наличии в организме большого количества возбудителя именно иммуноглобулины Е способствуют развитию анафилактического шока ― неадекватной иммунной реакции на внешний или внутренний раздражитель.

Количество антител этого типа в организме человека невелико, не больше 0,2%. Они играют важную роль в формировании специализированных лимфоцитов: иммуноглобулины D первыми распознают антигены, и передают сигнал об их наличии иммунной системе.

Антитела М содержатся в крови, образуются при первичном попадании в организм возбудителя, отвечают за включение механизма противомикробной защиты. Комплементарность (способность связывать антигены) у иммуноглобулинов М намного выше, чем у антител других типов.

К этому типу принадлежат:

  • холодовые агглютинины, вызывающие агрегацию (слипание) эритроцитов под воздействием низких температур;
  • агглютинины крови, вызывающие ее сворачивание при попадании клеток несовместимой группы крови;
  • антитела против пиогенных (гноеродных) бактерий ― стрептококка, стафилококка, гонококка.

О чем говорит уровень антител, нормы

Количество образовавшихся в организме защитных белков того или иного вида может служить показателем состояния здоровья: уровня иммунитета, наличия инфекционного заболевания. Анализ на АТ позволяет выявить:

  • столбняк;
  • сифилис;
  • гепатит;
  • дифтерию;
  • лептоспироз;
  • хламидиоз;
  • уреаплазмоз;
  • микоплазмоз;
  • вирус иммунодефицита человека;
  • вирус Эпштейна-Барр;
  • вирус герпеса (в том числе самую опасную его разновидность цитомегаловирус);
  • глистные инвазии.

Наиболее значимыми для диагностики являются иммуноглобулины IgA, IgG и IgM, количество которых при заболеваниях резко изменяется.

  • Уровень иммуноглобулина А превышает норму при хронических вирусных или бактериальных инфекциях, а также заболеваниях аутоиммунной природы. Снижение количества антител А наблюдается при заболеваниях лимфатической и кровеносной системы, атопическом дерматите. В норме содержание IgA должно составлять: у детей до 12 лет 0,15÷2,5 г/л, у взрослых – 0,4÷3,5 г/л. Уровень IgA после успешно проведенного лечения обычно снижается до нормального, если этого не случилось, говорят о хронической форме заболевания или реинфекции (повторном заражении).
  • Его показатель может быть повышен при хронических инфекционных, аутоиммунных и паразитарных заболеваниях, печеночных патологиях. Рост количества иммуноглобулинов G происходит через 2-3 недели после начала заболевания. Норма IgG составляет: для детей до года 3,91÷17,37 г/л; для взрослых 5,52 ÷16,31 г/л. Низкий уровень IgG может быть также следствием мышечной дистрофии или злокачественного заболевания крови.

Уровень иммуноглобулинов G остается повышенным и после выздоровления. Если, к примеру, результат анализа показал наличие антител IgG к вирусам герпеса, трихомониаза или уреаплазмоза, но антитела IgM, которые служат признаком текущей инфекции, не обнаружены, это говорит о ранее перенесенном заболевании, к возбудителю которого уже выработан иммунитет.

  • Уровень антител M превышает норму при острых воспалительных заболеваниях, в том числе ЗППП, негенитальных паразитарных инфекциях, пневмонии, бронхите, болезнях ЖКТ, некоторых патологиях кроветворной системы (лейкозе, геморрагическом диатезе, миеломной болезни). Норма IgM в сыворотке крови у детей до года 0,06÷0,21 г/л, у взрослых женщин 0,33÷2,93 г/л, у мужчин 0,22÷2,40 г/л. Концентрация защитных белков М возрастает вскоре после начала заболевания, достигая пиковой величины примерно через 1 – 4 недели.

Анализы на антитела

Биоматериалом для анализа могут быть:

  • Мазок. Это безболезненная атравматичная процедура. Ватным тампоном снимается часть эпителия слизистой оболочки ротовой полости, горла, уретры, влагалища, цервикального канала матки или заднепроходного канала.
  • Кровь. Для проведения большинства анализов на антитела используется кровь из вены, так как ее насыщенность форменными элементами и антигенами больше, чем в крови, взятой из капилляра при заборе из пальца. Кровь берут с помощью иглы, из локтевой вены.
  • Моча или сперма. Могут служить материалом при проведении анализа по методике ПЦР. Чтобы обеспечить достоверность результата, сбор мочи или семенной жидкости следует проводить в стерильную емкость непосредственно перед сдачей на анализ.
  • Другие варианты. Иногда для проведения исследования используют спинномозговую жидкость, биопаты желудка или кишечника, ткань стекловидного тела глаза, плодные воды.

При проведении дифференциальной диагностики анализ на АТ проводится для каждой из предполагаемых инфекций. Так, при обследовании репродуктивной функции могут назначить анализ на антитела к женскому гормону хорионическому гонадотропину или на антиспермальные АТ, блокирующие способность сперматозоидов к оплодотворению. При беременности также обязательно проводится исследование на АТ к резус-фактору, этот вид иммуноглобулинов вырабатывается в организме матери в случае несовместимости ее крови с кровью плода.

Существуют качественные и количественные методы анализов на антитела. Первые называются тестами и дают информацию о наличии в организме инфекции, вторые определяют уровень иммуноглобулинов. В настоящее время применяются три основные методики определения иммуноглобулинов, для получения наиболее достоверной и полной информации они могут использоваться комплексно.

С помощью метода полимеразной цепной реакции можно обнаружить наличие единичных экземпляров бактерий или вирусов, определить их вид и количество. В основе метода ПЦР лежит поэтапное клонирование возбудителя, количество микроорганизмов возрастает в геометрической прогрессии, после чего они идентифицируются.

Результаты анализа будут готовы через 5 часов, его точность в обнаружении возбудителя почти стопроцентна. Недостатком методики служит возможность получения ложноположительного результата. Это может случиться, если заболевание уже вылечено, но в организме остались клетки необновленного эпителия, которые система и будет клонировать .

ИФА (иммуноферментный анализ)

Иммуноферментный анализ позволяет выявить антитела различных видов и определить их титр, на основании чего делается вывод о заболевании, а также о форме его протекания.

  • Высокий уровень IgM и отсутствие IgG, IgA говорят об острой фазе заболевания инфекционной природы.
  • Положительные результаты на антитела A, M, G указывают на рецидив хронической инфекции.
  • Для периода ремиссии хронического заболевания характерны высокий титр иммуноглобулинов G и А при отсутствии IgM.
  • Об иммунитете, сформировавшемся после заболевания или прививки, может свидетельствовать отсутствие иммуноглобулинов вида A, M при положительной реакции на антитела G.

Серологический метод экспресс-диагностики, основанный на явлении флюоресценции, считается наиболее информативным для обнаружения антител, поскольку он обладает высокой чувствительностью и не дает ложноположительных или ложноотрицательных результатов. Для идентификации комплекса антиген–антитело используется реакция непрямой иммунофлюоресценции ― РНИФ. При проведении качественного анализа используют диагностический комплекс антиген-антитело, полученный из обработанной флюорохромом сыворотки крови животных.

Иммуноглобулины, структура и функции. Классы иммуноглобулинов, их характеристика.

Ответ: Иммуноглобулины:

Иммуноглобулинами называются белки, которые синтезируются под влиянием антигена и специфически с ним реагируют. При электрофорезе они локализуются в глобулиновых фракциях.

Иммуноглобулины состоят из полипептидных цепей. В молекуле иммуноглобулина различают четыре структуры:

• Первичная – это последовательность определенных аминокислот. Она строится из нуклеотидных триплетов, генетически детерминируется и определяет основные последующие структурные особенности.

• Вторичная определяется конформацией полипептидных цепей.

• Третичная определяет характер расположения отдельных участков цепи, создающих пространственную картину.

• Четвертичная характерна для иммуноглобулинов. Из четырех полипептидных цепей возникает биологически активный комплекс. Цепи попарно имеют одинаковую структуру.

Любая молекула иммуноглобулина имеет Y-образную форму и состоит из 2 тяжелых (Н) и 2 легких (L) цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками. Каждая молекула ИГ имеет 2 одинаковых антигенсвязывающих фрагмента Fab (англ. Fragment antigen binding) и один Fc-фрагмент (англ. Fragment cristalisable), с помощью которого ИГ комплементарно связываются с Fc-рецепторами клеточной мембраны.

Концевые участки легких и тяжелых цепей молекулы ИГ достаточно разнообразны (вариабельны), а отдельные области этих цепей отличаются особенно выраженным разнообразием (гипервариабельностью). Остальные участки молекулы ИГ относительно низменны (константны). В зависимости от строения констатных областей тяжелых цепей ИГ разделяются на классы (5 классов) и подвиды (8 подвидов). Именно эти константные области тяжелых цепей, существенно отличаясь по аминокислотному составу у различных классов ИГ, в конечном итоге определяют особые свойства каждого класса антител:

lgMактивируют систему комплемента;

IgE связывается со специфическими рецепторами на поверхности тучных клеток и базофилов с высвобождением из этих клеток медиаторов аллергии;

IgA секретируется в различные жидкости организма, обеспечивая секреторный иммунитет;

IgD функционирует в основном в качестве мембранных рецепторов для антигена;

в IgG проявляет разнообразные виды активности, в том числе способность проникать через плаценту.

Иммуноглобулины G, IgG

Иммуноглобулины G – это мономеры, включающие 4 субкласса (IgGl – 77%; IgG2 – 11%; IgG3 – 9%; IgG4 – 3%), которые отличаются друг от друга по аминокислотному составу и антигенным свойствам. Их содержание в сыворотке крови колеблется от 8 до 16,8 мг/мл. период полураспада составляет 20-28 дней, а синтезируется в течение суток от 13 до 30 мг/кг. На их долю приходится 80% от общего содержания ИГ. Они защищают организм от инфекций. Антитела субклассов IgGl и IgG4 специфически связываются через Fc-фрагменты с возбудителем (иммунное опсонирование), а благодаря Fc- фрагментам взаимодействуют с Fc-рецепторами фагоцитов (макрофагов, полиморфноядерных лейкоцитов), способствуя тем самым фагоцитозу возбудителя. IgG4 участвует в аллергических реакциях и не способен фиксировать комплемент.

Антитела класса IgG играют основополагающую роль в гуморальном иммунитете при инфекционных заболеваниях, вызывая гибель возбудителя с участием комплемента и опсонизируя фагоцитарные клетки. Они проникают через плаценту и формируют антиинфекционный иммунитет у новорожденных. Они способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент, участвовать в реакции преципитации.

Иммуноглобулины М, IgM

Иммуноглобулины М – это наиболее «ранние» из всех классов ИГ, включающие 2 субкласса: IgMl (65%) и IgM2 (35%). Их концентрация в сыворотке крови колеблется от 0,5 до 1,9 г/л или 6% от общего содержания ИГ. За сутки синтезируется 3-17 мг/кг, а период их полураспада составляет 4-8 суток. Они не проникают через плаценту. IgM появляется у плода и участвует в антиинфекционной защите. Они способны агглютинировать бактерий, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент. IgM играют важную роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, в активации фагоцитоза. Значительное повышение концентрации IgM в крови наблюдается при ряде инфекций (малярия, трипаносомозе) как у взрослых, так и у новорожденных. Это показатель внутриутробного заражения возбудителя краснухи, сифилиса, токсоплазмоза, цитомегалии. IgM – это антитела, образующиеся на ранних сроках инфекционного процесса. Они отличаются высокой активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания эндотоксинов грамотрицательных бактерий.

Иммуноглобулины A, IgA

Иммуноглобулины А – это секреторные ИГ, включающие 2 субкласса: IgAl (90%) и IgA2 (10%). Содержание IgA в сыворотке крови колеблется от 1.4 до 4.2 г/л или 13% от общего количества ИГ; ежедневно синтезируется от 3 до 50 мкг/кг. Период полураспада антител составляет 4-5 суток. IgA содержится в молоке, молозиве, слюне, в слезном, бронхиальном и желудочно-кишечном секрете, желчи, моче. В состав IgA входит секреторный компонент, состоящий из нескольких полипептидов, который повышает устойчивость IgA к действию ферментов. Это основной вид ИГ, участвующих в местном иммунитете. Они препятствуют прикреплению бактерий к слизистой, нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент. IgA не определяется у новорожденных. В слюне он появляется у детей в возрасте 2 месяца., причем первым обнаруживается секреторный компонент SC. И только позднее полная молекула SigA. Возраст 3 мес. Многими авторами определяется как критический период; этот период особенно важен для диагностики врожденной или транзиторной недостаточности местного иммунитета.

Иммуноглобулины Е, IgE

Иммуноглобулины Е — это мономеры, содержание которых в сыворотке крови ничтожно мало – 0.00005-0,0003 г/л или 0.002% от общего количества ИГ. За сутки синтезируется 0,02мг/кг, а период их полураспада в сыворотке крови составляет 2-3 дня, а в коже -9-14 дней. К классу IgE относится основная масса аллергических антител – реагинов. Уровень IgE значительно повышается у людей, страдающих аллергией и зараженных гельминтами. IgE связывается с Fc-рецепторами тучных клеток и базофилов. 11ри контакте с аллергеном образуются мостики «IgE-aHTHreH-IgE», что сопровождается поступлением ионов кальция в клетку-мишень, активацией в ней биохимических процессов и выделением БАВ. Вызывающих аллергические реакции немедленного типа. Эозинофильный хемотаксичеекий фактор, выделяемый тучными клетками, способствует аккумуляции эозинофилов и деструкции гельминтов. Предполагается также, что IgE, покрывая паразита, аккумулирует макрофаги благодаря Fc-рецепторам этих клеток.

Иммуноглобулины D, IgD

Иммуноглобулины D – это мономеры; их содержание в крови составляет 0,03-0.04 г/л или 1% от общего количества ИГ; в сутки их синтезируется от 1 до 5 мг/кг, а период полураспада колеблется в пределах 2-8 дней. IgD участвуют в развитии местного иммунитета, обладают антивирусной активностью, в редких случаях активируют комплемент. Плазматические клетки, секретирующие IgD, локализуются преимущественно в миндалинах и аденоидной ткани. IgD выявляются на B-клетках и отсутствуют на моноцитах, нейтрофилах и Т-лимфоцитах. Полагают, что IgD участвуют в дифференцировке В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа, участвуют в аутоиммунных процессах.

При исследовании фекалий больного с подозрением на брюшной тиф (1 неделя заболевания) чистую культуру выделить не удалось. На основании чего диагноз брюшной тиф был снят. Какой метод исследования был использован? В чем заключается методическая ошибка врача? Какой дополнительный метод исследования следует применить для уточнения диагноза?

Ответ: Был использован бактериологический метод.

Методическая ошибка врача –необходимо было взять кровь на бактериологическое исследование изасеять на 10- 20%-ный желчный бульон или среду Раппопорта, так как идет только 1 неделя заболевания. Возбудитель сыпного тифа появляется в испражнениях и моче только со 2-3 недели заболевания (засевают на среды Мюллера, висмут-сульфитный агар).

Дополнительный метод исследования – серологический метод с постановкой РНГА. Для серологической диагностики брюшного тифа используется с 5-7-го дня заболевания РНГА (реакция непрямой гемагглютинации) с эритроцитарными диагностикумами (О, Н, Vi-антигенами). Положительной считается реакция в титре 1: 200 и выше. Учитываются результаты в парных сыворотках, взятых в динамике заболевания, диагностически значимым считается четырехкратное и большее нарастание титра антител. Для выявления бактерионосителей используют РНГА с Vi-антигеном.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Читайте также:  Что такое АЦЦП при ревматоидном артрите, и какая норма?
Ссылка на основную публикацию