какие клетки синтезируют иммуноглобулины
Научная электронная библиотека
Морозова В. С., Габрильянц О. А., Мягкова М. А.,
3.1.1. Структура и функции антител
Антитела (иммуноглобулины, ИГ, Ig) – это особый класс гликопротеинов (т.е. белков с присоединенных к ним углеводными остатками), присутствующих в сыворотке крови, тканевой жидкости или на клеточной мембране, которые распознают и связывают антигены. Иммуноглобулины синтезируются В-лимфоцитами (плазматическими клетками) в ответ на вещества определенной структуры – антигены. Антитела используются иммунной системой для идентификации и нейтрализации чужеродных и нежелательных эндогенных объектов – например, бактерий и вирусов, опухолевых клеток и др. Они являются важнейшим фактором специфического гуморального иммунитета. Антитела выполняют две функции: антиген-связывающую и эффекторную (вызывают тот или иной иммунный ответ, например, запускают классическую схему активации комплемента).
Антитела синтезируются плазматическими клетками, которыми становятся В-лимфоциты в ответ на присутствие антигенов. Для каждого антигена формируются соответствующие ему специализировавшиеся плазматические клетки, вырабатывающие специфичные для этого антигена антитела. Антитела распознают антигены, связываясь с определённым эпитопом – характерным фрагментом антигена.
Антитела являются относительно крупными (
150 кДа для IgG) гликопротеинами, имеющими сложное строение. Антитела состоят из двух идентичных тяжелых цепей и из двух идентичных лёгких цепей, т.е.
фрагментов с меньшим и большим молекулярным весом (рис. 3). К тяжелым цепям ковалентно присоединены олигосахариды. При помощи протеазы папаина антитела можно расщепить на два Fab (англ. fragment antigen binding – антиген-связывающий фрагмент) и один Fc (англ. fragment crystallizable – фрагмент, способный к кристаллизации). Fab фрагменты называются также вариабельной областью антител, т.к. именно их строение определяет связывающую функцию Ат и варьируется в зависимости от структуры антигена. Fc фрагмент называется константной областью Ат, т.к. у особей данного вида для всех молекул Ат этот фрагмент является идентичным.
Рис. 5. Структура антител
В зависимости от выполняемых функций антитела могут существовать как в различных формах (классы иммуноглобулинов): мономерной (IgG, IgD, IgE, сывороточный IgA) или в олигомерной форме (димер-секреторный IgA, пентамер – IgM). Схематичное строение
Иммуноглобулины класса G (IgG) – основной иммуноглобулин сыворотки здорового человека, составляет 70–75 % всей фракции иммуноглобулинов. IgG наиболее активны во вторичном иммунном ответе и антитоксическом иммунитете. Являются единственной фракцией иммуноглобулинов, способной к транспорту через плацентарный барьер и тем самым обеспечивают иммунитет плода и новорожденного. IgG являются самыми небольшими молекулами по сравнению с другими классами Ig (молекулярная масса М = 146 кДа).
Иммуноглобулины класса А (IgA) содержатся в сыворотке (15–20 %
всей фракции Ig), в секреторном компоненте: слюне, слезах, молозиве, молоке, отделяемом слизистой оболочки мочеполовой
и респираторной системы. IgA представлены в виде мономеров (80 % в сыворотке), димеров (в секрете), и тримеров. Средняя молекулярная масса IgA М = 500 кДа.
Иммуноглобулины класса М (IgM) являются пентамерами IgG и составляют до 10 % фракции иммуноглобулинов. Появляются IgM при первичном иммунном ответе B-лимфоцитами на неизвестный антиген. IgM встроены в плазматическую мембрану B-лимфоцитов и выполняют роль антиген распознающего рецептора. Средняя молекулярная масса IgМ М = 970 кДа.
Иммуноглобулины класса D (IgD) представлены в виде мономеров и содержатся в основном на мембране некоторых В-лимфоцитов, а также в небольшом количестве в плазме (
Какие клетки синтезируют иммуноглобулины
Получить результаты
Компания «Новые Медицинские Технологии»
Иммунный статус
Иммунные реакции здорового организма неусыпно защищают его, обеспечивая жизнеспособность, динамическое равновесие организма с внешней средой. Однако довольно часто по целому ряду причин иммунные реакции нарушаются. Тогда могут возникнуть различные заболевания. Что интересно, согласно данным Всемирной Организации Здравоохранения, практически все заболевания сопровождаются той или иной степенью несостоятельности иммунной системы. Например, повышения иммунных реакций вызывают аллергии, понижения же иммунных реакций приводят к иммунодефицитным состояниям.
При грубом снижении иммунитета защитные силы организма ослабевают настолько, что многие виды бактериальной и вирусной микрофлоры начинают активно функционировать, проявляется хроническими воспалительными процессами. Это особенно ярко видно по возбудителям герпеса, хламидиоза, вирусных гепатитов и многим другим. При длительном протекании перечисленных заболеваний иммунитет дополнительно снижается, что приводит к дополнительной опасности – риску появления онкологических изменений.
В иммунологии различают врожденные иммунодефициты, которые возникли по причине генетического дефекта одного или нескольких компонентов системы иммунитета. В настоящее время выявлено более 70 врожденных дефектов системы иммунитета, они отличаются глубиной и постоянством, но встречаются довольно редко. И только ранняя диагностика и лечение могут предотвратить развитие необратимых инфекционно-воспалительных поражений.
Намного чаще иммунитет нарушается в более позднем возрасте и носит приобретенный характер. Наиболее ярким примером приобретенной формы в иммунологии является СПИД. Снижения защитных сил могут вызвать и такие причины, как рентгеновское облучение, действие кортикостероидов, цитостатиков, травм и хирургических вмешательств, диабет, заболевания почек и печени, злокачественные новообразования и пр. Однако во многих случаях при устранении причины происходит восстановление функции системы иммунитета.
Оценить состояние иммунной системы возможно при помощи исследования иммунного статуса.
Иммунный статус – это показатели работы иммунной системы. Он включает исследование количественных показателей компонентов иммунной системы и определение их функциональной активности.
Показанием к назначению исследования иммунологического статуса может быть любое подозрение на неадекватную работу иммунной системы: тяжелое течение инфекционных болезней, наличие хронических или часто рецидивирующих инфекционных заболеваний, наличие очагов хронического воспаления, заболевания соединительной ткани, аутоиммунные процессы и др.
Среди нарушений работы иммунной системы в первую очередь следует выделить следующие:
Клетки иммунной системы
Лейкоциты. Их назначение – распознавать чужеродных веществ и микроорганизмов, бороться с ними, а также запоминать информацию о них.
Выделяют несколько видов лейкоцитов:
— лимфоциты:
— натуральные киллеры (НК) – это лимфоцитоподобные клетки, которые лишены признаков Т- и В-лимфоцитов. Они способны уничтожать опухолевые клетки и клетки, инфицированные вирусами;
— нейтрофильные лейкоциты (палочкоядерные: ядро имеет вид изогнутых палочек; сегментоядерные: ядра сегментированы, имеют перетяжки);
— эозинофильные лейкоциты;
— базофильные лейкоциты.
Нейтрофилы, эозинофилы и базофилы – это разновидности лейкоцитов, однако эти клетки не одинаково воспринимают красящие вещества, вследствие чего и различаются в названиях.
Эозинофилы участвуют в уничтожении паразитов (выделяют специальные ферменты, оказывающие на них повреждающее действие), а также в аллергических реакциях (выделяют вещества, уничтожающие гистамин, предотвращающие выход ферментов из гранул тучных клеток).
Нейтрофилы иногда называют «микрофагоцитами», указывая на их способность фагоцитировать микроорганизмы.
Макрофаги, или фагоциты «поедают» живых и мертвых микробов, комплексы антиген-антитело (образуются в процессе борьбы с вирусами, бактериями и их токсинами), погибшие клетки самого организма. Без этих клеток невозможна деятельность лимфоцитов, поскольку именно они «помогают» последним распознавать антигены, выделяют медиаторы (вещества, которые стимулируют или угнетают деятельность других клеток иммунной системы).
Среднее число микробов, поглощенных одной фагоцитирующей клеткой, называют фагоцитарным числом, а процент фагоцитирующих макрофагов – фагоцитарным показателем.
На поверхности клеток находятся антигены – своеобразные маркеры (метки), по которым одни клетки отличаются от других. Их называют кластерами дифференцировки (CD). То, какие метки находятся на поверхности клетки, зависит от ее вида (Т-лимфоцит, В-лимфоцит и т.д.) и ее зрелости (способности выполнять свои функции). Метки нумеруются по очереди, в соответствии с тем, когда они были открыты: чем раньше был открыт кластер, тем меньше у него номер.
В лабораториях кластеры дифференцировки выявляются с помощью моноклональных антител.
٭Клоном называют совокупность клеток, появившихся от одной общей клетки. Клетки клона идентичны на 100%. Одинаковые клетки синтезируют одинаковые антитела, которые и называют моноклональными.
Наиболее часто встречающиеся следующие виды кластеров:
Обследование на иммуноглобулины дает информацию о состоянии гуморального звена иммунитета. Это используется в диагностике первичных и вторичных иммунодефицитов, аутоиммунных, инфекционных, гематологических и других заболеваний.
Изменения иммунологических показателей могут быть проявлением нормальной реакции организма на воздействие физиологических или патологических факторов (с различной картиной сдвигов на разных стадиях заболевания), отражать чрезмерную активацию, истощение иммунной системы, характеризовать врожденный или приобретенный дефект отдельных звеньев иммунной системы.
Иммуноглобулины
Иммуноглобулины (Ig), выполняющие в организме функцию антител, синтезируются плазматическими клетками, которые являются конечным этапом дифференцировки В-лимфоцита, наступившей в результате антигенного стимула и хелперного сигнала.
Иммуноглобулины представляют собой белки плазмы, которые при электрофорезе мигрируют как гамма-глобулины и образуют диффузную полосу в гамма-области электрофореграм-мы, что подтверждает их гетерогенность. Иммуноглобулины относятся к полифункциональным белкам и реализуют следующие основные функции:
Fab – специфический участок, антигенсвязывающий фрагмент; Fc – неспецифический участок, функционально активная часть молекулы Ig: фиксация на мембранах клеток, связывание комплемента, проникновение через мембраны.
Легкие цепи имеют молекулярную массу приблизительно 2,3*104 D и состоят примерно из 200 аминокислотных остатков. Отдельно взятая молекула иммуноглобулина любого класса может содержать идентичные либо каппа-, либо лямбда- цепи, но никогда – обе. Тяжелые цепи имеют молекулярную массу приблизительно вдвое большую (0,005 – 7*104 D) и состоят примерно из 400 аминокислотных остатков.
Как видно из рис. 5, молекулы иммуноглобулинов состоят из двух видов фрагментов: Fab (fragment antigen binding, англ.) – антигенсвязывающего и Fc (fragment crystalline, англ.) – кристаллизующегося. Если на молекулу IgG воздействовать папаином, она распадется на три фрагмента: два Fab-фрагмента и один Fc-фрагмент. Область, в которой соединяются Fab- и Fc-фрагменты молекул иммуноглобулинов, называется шарнирной. За счет шарнирной области субъединицы молекул иммуноглобулинов (цепи) обладают способностью к вращению по отношению друг к другу, что обусловливает гибкость молекул иммуноглобулинов.
По первичной структуре тяжелых цепей Ig делятся на подклассы. У человека обнаружено четыре подкласса IgG и два подкласса IgM и IgA. У каждого человека одновременно могут присутствовать все классы и подклассы Ig, что само по себе уже обусловливает гетерогенность всей популяции Ig, не касающейся, однако, их специфичности к антигенам.
В то же время между L- и Н-цепями есть определенное сходство, очень важное для всего комплекса иммунологических реакций: обе они имеют вариабельную и константную область. Вариабельная область Ig состоит из легких и тяжелых цепей, различна для разных Ig, и именно она отвечает за специфичность Ig в отношении определенного антигена. Принадлежность Ig к тому или иному классу не влияет на их специфичность к антигенам, но степень специфичности различна у разных классов Ig: наиболее специфичны IgG, менее IgA и еще меньше IgM.
После соединения с антигеном и образования иммунного комплекса (ИК) молекула Ig со-храняет достаточно выраженную активность за счет второго, неспецифического, участка молекулы – Fc. Fc-константная область молекулы Ig состоит только из тяжелых цепей, не имеет отношения к специфичности, но обусловливает ряд важных биологических свойств Ig, получивших название эффекторных.
Сложная и многогранная роль Ig, их функциональная неоднозначность еще раз заставляют обратить внимание на особенности их синтеза. Как указывалось выше, синтез иммуноглобулинов, осуществляемый В-лимфоцитами, напрямую с действием какого-либо антигена не связан. Так, в организме еще до появления того или иного антигена существуют клоны В-лимфоцитов, которые способны продуцировать разнообразные по специфичности Ig. Синтез Ig происходит постоянно и в определенной степени не зависит от действия конкретного антигена.
При расщеплении молекул иммуноглобулина пепсином образуются два фрагмента: F(ab)2 и Fc. Двухвалентный F(аb)2-фрагмент вследствие своей двухковалентности действует как полное антитело и обладает способностью преципитировать или агглютинировать специфические антигены.
Специфичность антител обусловлена первичной последовательностью расположения аминокислот в вариабельной области Fab-фрагмента, которая, собственно, и обеспечивает связь с антигеном и поэтому считается активным центром молекулы Ig. Зоны повышенной изменчивости аминокислот в вариабельных областях тяжелых и легких цепей названы гипервариабельными участками (“горячие точки”) (см. рис. 5). Считается, что этим обеспечивается разнообразие спектра специфичности антител.
В Fc-фрагменте молекул Ig расположены центры, ответственные за их разнообразные биологические функции:
Прочность связи антитела с соответствующим антигеном называется авидностью. Авидность (жадность) антител в процессе иммунного ответа меняется и зависит от их валентности. В свою очередь, валентность антител зависит от числа их активных центров. Так, например, молекула IgG двухвалентна, a IgM – десятивалентна. Антитела с двумя валентностями более полноценно связывают антиген, в отличие от моновалентных антител (неполных или блокирующих), которые не способны самостоятельно вызвать агглютинацию или преципитацию антигенов.
Точность совпадения (сродства) пространственной конфигурации активного центра иммуноглобулина с конфигурацией антигенной детерминанты обозначается термином “аффинитет”, или “аффинность антитела”. Ее определяют как сумму межмолекулярных сил притяжения и отталкивания, возникающих при взаимодействии антигенсвязывающего центра антител и антигенной детерминанты. Аффинность антител в процессе иммунизации нарастает и обеспечивает более полную связь с антигеном.
Таким образом, прочность связи антител зависит как от аффинности, так и от валентности, приходящейся в среднем на од н у молекулу имм уноглобул инов. При равной аффинности ави дность IgM будет больше, чем IgG, поскольку молекула IgM десятивалентна, a IgG – двухвалентна. Разнообразие иммуноглобулинов вытекает из особенности их структуры. Иммуноглобулины имеют изотипические, аллотипические и идиотипические характеристики.
Изотипы отражают классоспецифические особенности иммуноглобулина данного биологического вида. Изотипические различия иммуноглобулинов обусловлены структурой тяжелых цепей, что как уже говорилось, позволяет выделить пять классов иммуноглобулинов разных изотипов: М, G, А, Е и D.
Что такое иммуноглобулины и зачем они нужны
зложена на разные
Человеческий иммунитет – это сложная многоступенчатая система защиты организма от вредоносного воздействия извне (вирусов, бактерий, аллергенов, грибков). Не существует одного органа, который бы отвечал за иммунную защиту. Эта функция возложена на разные органы иммунной системы: начиная с лимфатических узлов до кишечника и заканчивая белковыми веществами – иммуноглобулинами.
Общая характеристика иммуноглобулинов
Иммуноглобулины (Ig), или антитела, представляют собой гликопротеины, имеющие в своем составе центры специфического нековалентного связывания антигена, основанного на принципе комплементарности. Существуют растворимые формы иммуноглобулинов, которые и называют антителами, и мембранные формы иммуноглобулинов, составляющие основу В-клеточных рецепторов на поверхности В-лимфоцитов. Иммуноглобулины содержатся в крови и в некоторых секреторных жидкостях и вырабатываются как ответ на контакт с антигенами, например, бактериями или вирусами. Иногда иммуноглобулины продуцируются после контакта с собственными тканями организма, называемыми аутоантигенами.
Дефицит или избыток антител может быть признаком различных патологий, поэтому определение их количества в крови является важной частью при диагностике многих заболеваний. Кроме того, современные достижения в биомедицине позволяют использовать синтетические антитела в лечении некоторых заболеваний.
Структура антител
Иммуноглобулины – это симметричные Y-образные молекулы, состоящие из двух тяжелых длинных (Н) и двух коротких легких (L). цепей, которые соединены друг с другом либо дисульфидными (SS), либо водородными связями. Каждая молекула иммуноглобулина содержит не менее двух идентичных Н-цепей. Тяжелые цепи иммуноглобулинов разных классов состоят из четырех или пяти доменов и обозначаются буквами греческого алфавита соответственно латинской аббревиатуре класса. Принадлежность антитела к конкретному классу и подклассу называют изотипом, который обозначается по типу тяжелой цепи.
Легкие цепи построены из двух доменов. В их составе обязательно находится два вида доменов – вариабельный (V – variable) и константный (С-coпstaпt). Иммуноглобулины, продуцируемые разными клонами плазматических клеток, имеют разные по аминокислотной последовательности вариабельные домены. Константные домены сходны или очень близки для каждого изотипа иммуноглобулина. Вариабельные домены являются N-концевыми. В составе легкой цепи N-концевой домен является вариабельным (VL), С-концевой домен – константным (CL). Тяжелые цепи имеют один вариабельный (N-концевой) домен (Vн) и несколько константных доменов. Легкие и тяжелые цепи иммуноглобулинов гликозилированы.
Иными словами, каждое антитело подходит к антигену по принципу ключа и замка, а при соединении образуют иммунные комплексы. Но также антитела способны проявлять гибкость чужеродных агентов, благодаря чему с легкостью адаптироваться к различным антигенам. Однако эта способность иммуноглобулинов иногда провоцирует у человека перекрестные аллергические реакции – когда иммунитет человека с аллергией не может различать аллергены. Например, человек с аллергией на цветочную пыльцу вследствие “ошибки” иммуноглобулинов может также реагировать на сырые фрукты и овощи.
Разновидности иммуноглобулинов
В человеческом организме иммуноглобулины представлены в двух формах:
Кроме того, существуют разные классы и подклассы (изотопы) иммуноглобулинов. Они различаются по своим биологическим особенностям, структуре и нацеленности на «мишени». На основе различий в структуре тяжелых цепей было выделено несколько классов антител. Каждый из них отличается функциями и ответными реакциями.
У плацентарных млекопитающих, и в том числе человека, было идентифицировано 5 основных классов антител: IgA, IgD, IgE, IgG и IgM. В человеческой крови содержатся только три из них – IgA, IgG и IgM. Но остальные, по мнению специалистов, являются не менее полезными для поддержания иммунной системы. Все они различаются между собой по типу тяжелой цепи. К примеру, для молекул IgG свойственны гамма-цепи, IgM имеют мю-цепи, IgA – альфа-цепи, IgE отличаются наличием цепей типа эпсилон, а IgD – обладатели дельта-цепей. Эти различия позволяют иммуноглобулинам участвовать в различных типах и на разных стадиях иммунных ответов.
Кроме основных классов иммуноглобулинов существует несколько подклассов. Разница между ними основана на незначительных отличиях в типе тяжелых цепей каждого класса. В человеческом организме встречаются 4 подкласса антител. Нумерация соответствует порядку уменьшения их концентрации в сыворотке. Так, антитела IgG и IgA дополнительно группируют на подклассы IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, а также IgA1 и IgA2.
Большинство антител (IgG, IgD, IgE) в организме представлены в форме мономера (одной молекулы). Исключение составляет антитела класса А, которые также встречается в форме димера, и IgМ, образующий форму снежинки (пентамер).
Характеристика разных классов иммуноглобулинов
Класс IgA
Около 15% антител, содержащихся в организме здорового человека, это иммуноглобулины класса IgA, которые разделяются на два подкласса IgA – IgA1 и IgA2. Они различаются молекулярной массой тяжелых цепей и концентрацией в сыворотке, где IgA представлен в основном как мономер, с молекулярной массой 160 кДа. В секреторных жидкостях иммуноглобулины присутствуют в виде димера, образованных двумя мономерами, их содержание составляет 10-15% от общего количества сывороточных иммуноглобулинов. Димерные иммуноглобулины присутствуют в большинстве секреторных жидкостей, включая слизистые оболочки дыхательных и мочеполовых путей, ЖКТ, а также слюну, слезы, молозиво и молоко у женщин. Поскольку IgA присутствует на слизистых оболочках пищеварительной системы, где он может подвергаться воздействию ферментов, в его составе есть специальный компонент, который защищает молекулу от преждевременного разрушения.
Иммуноглобулины класса A, как правило, не являются специфическими с точки зрения «подстраивания» под специфический антиген. Обычно антитела из этой группы присутствуют в уязвимых местах организма или на участках, где микробы могут легко проникнуть внутрь. Иммуноглобулины класса A обеспечивают местный гуморальный иммунитет. Это связано с их свойствами предотвращать проникновение патогенов через эпителиальные поверхности, благодаря присутствию IgA в секрете слизистых оболочек (слюна, слезы) он защищает организм от некоторых локальных инфекций.
Основная функция иммуноглобулинов этого класса состоит не в разрушении антигенов, а в предотвращении проникновения инфекционных агентов в систему кровообращения. Сами по себе IgA не способны самостоятельно разрушать бактерии, поэтому они всегда работают вместе с лизоцимами – ферментами, которые также присутствуют в секреторных жидкостях и могут разрушать бактерии.
Нарушения концентрации иммуноглобулинов класса IgA в организме способствуют его восприимчивости к инфекционным заболеваниям дыхательных путей и мочеполовой системы, в том числе нефропатии. Лица, с недостаточностью IgA, более склонны к аутоиммунным расстройствам, таким как ревматоидный артрит, волчанка, аллергия и астма.
К снижению содержания IgA могут привести разные заболевания, среди которых – гонорея. Бактерии, вызывающие гонорею, продуцируют фермент, который расщепляет IgA на две части: Fc и Fab фрагменты. Что интересно, Fab все еще может находить опасные для организма бактерии, но без взаимодействия с Fc он не способен противостоять им.
Класс IgD
Иммуноглобулины класса D в организме человека представлены в очень маленьком количестве и составляют примерно 0,2% от всех антител. Известно, что IgD прикрепляется к поверхности некоторых В-лимфоцитов как рецептор В-клеток. Тем не менее его функции в человеческом организме на сегодня до конца еще не изучены. Предполагается, что именно IgD является причиной аллергии на пенициллин, а также он может участвовать в запуске аутоиммунных реакций.
Класс IgE
Иммуноглобулин IgE в норме составляет не более 0.1% от общего количества сывороточных иммуноглобулинов. Более 90% синтезируемого плазматическими клетками IgE секретируется в слизистых экзосекретах желудочно-кишечного тракта. Биологическая функция заключается в защите от внеклеточных паразитов, хотя она полностью не выяснена, и резкое увеличение количества IgE является патогенетическим признаком при аллергических реакциях.
Иммуноглобулины этой группы связываются с поверхностью базофилов и тучных клеток. Дальше к ним присоединяется антиген, что в свою очередь ведет к выбросу в кровоток вазоактивных аминов и развитию IgE-зависимой аллергической реакции по следующему механизму.
Различные антигены, такие как пыльца, ядовитые вещества, споры грибов, пылевые клещи или перхоть домашних животных связываются с IgE и запускают высвобождение гепарина, гистамина, протеолитических ферментов, лейкотриенов и цитокинов. Это ведет к расширению сосудов и повышению их проницаемости, что способствует проникновению чужеродных агентов в капилляры, а затем и в ближайшие ткани, вследствие чего развиваются характерные для аллергической реакции симптомы. Однако, большинство типичных аллергических реакций в виде чихания, кашля, слезотечения и повышенного выделения слизи способствует выведению из организма оставшихся аллергенов.
Исследования показали, что такие расстройства, как астма, ринит, экзема, крапивница и дерматит вызывают повышение уровня IgE. Антитела Е-типа также активно продуцируются в ответ на присутствие в организме гельминтов, персистирующих инфекций (герпесвирусы, атипичные микроорганизмы) и некоторых членистоногих (например, вшей). Кроме того, IgE играет косвенную роль в иммунном ответе, стимулируя другие иммунные компоненты. Также он может защищать поверхности слизистых оболочек, вызывая, в случае опасности, воспалительные реакции.
Патологически низкий уровень антител класса IgE может возникать на фоне редкого генетического заболевания, сопровождающегося нарушением координации мышц (атаксия телеангиэктазия).
Класс IgG
Иммуноглобулины класса G являются доминирующими в человеческом организме. На их долю приходится 75% всех антител. Частично это связано с длительным периодом полураспада: от 7 до 23 дней (зависимо от подкласса). Кроме того, они могут сохраняться в крови в течение нескольких десятков лет после контакта с антигеном.
Существуют 4 подкласса IgG:
IgG играет ключевую роль в гуморальном иммунном ответе. Это основной иммуноглобулин, содержащийся в крови, а также в лимфатической, спинномозговой и брюшной жидкостях. Способность оставаться в организме в течение длительного времени делает его наиболее полезным антителом для пассивной иммунизации. Это единственное антитело, способное проникать через плаценту матери и попадать в кровообращение плода, обеспечивая послеродовую защиту новорожденного в течение первых месяцев его жизни.
Главные функции IgG:
Класс IgM
IgM – это самый важный представитель семейства человеческих иммуноглобулинов, хотя он и отличается весьма коротким периодом полураспада – около 5 дней.
Иммуноглобулины класса IgM в общей доле сывороточных антител в человеческом организме составляют примерно 10-13%. Они участвуют в первичных иммунных реакциях и обладает выраженной антибактериальной активностью, способностью связывать комплемент, не проникают через плацентарный барьер. Первыми синтезируются в ответ на антигенную стимуляцию организма. Наиболее ранние антитела относятся к иммуноглобулинам класса М, что нередко используется в диагностике инфекционных заболеваний. Они же первыми появляются в процессе онтогенеза и филогенеза.
Повышение уровня IgM можно расценивать как признак недавно перенесенной инфекции или присутствия в организме антигена. На мембране В-лимфоцитов присутствует мономерная форма IgM, выполняющая функцию основной составляющей В-клеточного рецептора.
Роль иммуноглобулинов в организме
Антитела являются частью гуморального иммунного ответа и действуют очень специфично, так как всегда направлены против определенного антигена.
Задача любого антитела в организме человека – участвовать в иммунных реакциях. Иммуноглобулины обладают способностью образовывать иммунные комплексы с молекулами антигена, активировать систему комплемента (комплекс белков, содержащихся в крови, необходимых для защиты организма от чужеродных агентов) и вызывать воспаления. Все эти действия направлены на нейтрализацию антигена и безопасное удаление его из организма.
Вследствие различных структурных свойств разные классы антител могут выполнять специализированные функции:
Антитела и иммунологическая память
Иммунный ответ делится на первичный и вторичный. Первичный ответ проявляется во время первого контакта с антигеном, после чего организм сначала вырабатывает иммуноглобулины класса IgM, которые затем замещаются более специфическими и стабильными антителами IgG.
Вторичный иммунный ответ возникает при повторном контакте с тем же антигеном. Он интенсивнее первичного, концентрация антител достигает более высоких уровней, чем в первый раз.
Такой эффект обусловлен иммунологической памятью, которая опосредована В-имфоцитами. Это долгоживущие клетки которые вступают в контакт с антигеном, начинают очень интенсивно делиться и продуцировать специфические антитела.
Как определяется количество антител
Антитела составляют от 12% до 18% сывороточных белков. Количества отдельных белковых фракций, в лабораторных условиях определяется на основании протеинограмм.
Тест на антитела методом иммуноферментного анализа (ИФА), как правило, проводится с венозной кровью (позволяет определить количество иммуноглобулинов класса IgM, IgG, IgE, IgA). Кроме того, определить количество антитела класса IgA можно путем биохимического исследования слюны или кала человека – методом полимеразной цепной реакции (ПЦР). В отдельных ситуациях тест может быть проведен с использованием другого материала, например спинномозговой жидкости.
Если в крови пациента диагностировано критическое повышение некоторых иммуноглобулинов, говорят о гипергаммаглобулинемии. Как правило, у таких пациентов чрезмерно повышаются антитела класса IgM, при этом остальные остаются в дефиците.
На фоне патологического повышения некоторых антител могут развиваться разные заболевания, в том числе:
Патологически низкое количество антител в сыворотке может возникать на фоне:
Иммуноглобулины и вакцинация
Антитела играют ключевую роль в развитии иммунитета после вакцинации. В результате контакта с антигеном, содержащимся в вакцине, иммунная система вырабатывает антитела. Сначала менее стойкий и специфический IgM, а затем более стойкий IgG. Например, во время вакцинации против вируса гепатита В, вакцину вводят трижды с определенным интервалом между прививками. Это позволяет создать стойкий иммунитет к болезни. Эффективность такой вакцинации определяется изменением в организме количества антител IgG.
Антитела в медицине
Благодаря развитию биохимии, молекулярной биологии и медицины, в наше время стало возможным синтезировать иммуноглобулины в лабораторных условиях (как правило, антитела класса IgG). Такие антитела называются моноклональными, так как они происходят из клона одной клетки и работают против определенного антигена.
Сегодня моноклональные иммуноглобулины используют для лечения разных заболеваний. Впервые эта методика была применена в 1981 году для лечения лимфомы. А уже в 1984 году изобретатели моноклональных антигенов – немецкий биолог Георг Келер и британский иммунолог Сезар Мильштейн – получили Нобелевскую премию.
В современной медицине моноклональные антитела применяют для:
Иммунный ответ на каждый отдельный антиген включает продукцию множества молекул антител, синтезируемых разными плазматическими клетками, и имеющих разное строение активного центра и изотип. Вследствие различий в строении активных центров образующиеся антитела имеют различную специфичность и аффинность.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru