2. Иммуноглобулины класса IgG

составляют в норме 70-80 % от общего количества антител и являются основными обеспечи­вающими гуморальный иммунитет молекулами. Во время развития пер­вичных иммунных ответов они уже к 10 суткам почти полностью заме­няют появляющиеся первыми IgM, а вторичный иммунный ответ прак­тически сразу начинается с их продукции. Их наименьшая среди антител молекулярная масса (около 150kD) и наиболее выраженная способность преодолевать барьеры между кровью и тканями делает их практически вездесущими. В частности, только IgG способны проникать через пла­центу в организм развивающегося плода и обеспечивать тем самым есте­ственный пассивный иммунитет. Наличие на поверхности фагоцити­рующих клеток большого количества рецепторов к тяжелым цепям типа Y определяет значение иммуноглобулинов этого класса как опсонинов. Помимо усиления фагоцитоза, IgG способствуют проявлению еще одно­го конститутивного механизма защиты - обеспечивают активацию сис­темы комплемента.

В настоящее время установлено, что у большинства видов млекопи­тающих имеет место дифференциация IgG на подклассы. У человека таких подклассов выявлено 4 (ил.32), среди которых преобладает IgG₁ - 65 % от всех иммуноглобулинов этого класса, IgG₂ составляет 23 %, IgG₃ - 8 %, IgG₄ - 4 %. Основные структурные различия между молекулами подклассов незначительны и заключаются в длине шарнирных участков и количестве S-S-связей между тяжелыми цепями (ил. 31). Тем не менее, выявлены функциональные особенности представителей каждого подкласса. В частности, IgG₂ обладает наименьшим сродством к Fcy- рецеп-торам на поверхности клеток, вследствие чего хуже остальных IgG проходит через плаценту и усиливает фагоцитоз. Наилучшими опсонинами и активаторами комплемента являются IgG₃ и IgG₁, тогда как представители подкласса IgG4 вообще не способны активировать комплемент, но обладают сродством к рецепторам на поверхности тучных клеток и базофилов. Это свойство IgG₄ сближает их с IgE и делает причастными к развитию гиперчувствительности немедленного типа.

3. Механизм инактивации микробов фагоцитами

БИЛЕТ 13

1. Характеристика взаимодействия антиген-антитело. Аффинность и авидность

Как уже упоминалось выше, в непосредственное взаимодействие вступают не любые участки антитела и антигена, а строго определенные: антигенная детерминанта и антигенсвязывающий участок. Решающим моментом в реализации такого взаимодействия является комплементарное совпадение пространственных конфигураций этих элементов сталкивающихся молекул, т. е. выступ на поверхности антигена (антигенная детерминанта) должен соответствовать по форме впадине (нише) между вариабельными доменами тяжелой и легкой цепи антитела. Необходимость такого пространственного соответствия диктуется тем, что связи, возникающие между образующими паратоп (поверхность ниши в антителе) и эпитоп (поверхность антигенной детерминанты) атомами, не являются ковалентными и формируются только на очень коротких расстояниях. Конкретно такими связями являются (в порядке возрастания необходимых для их образования расстояний между атомами): гидрофобные взаимодействия, ван-дер- ваальсовы силы, электростатические взаимодействия, водородные связи, причем гидрофобное связывание обеспечивает около половины общей энергии (силы) удержания молекул в комплексе.

Как известно, обеспечиваемое такими связями взаимодействие является обратимым и в целом реакция антиген-антитело подчиняется законам, определяющим характер таких химических реакций. Применяя закон действующих масс, можно определять константу равновесия такой реакции по формуле К = [АтАг] / [Ат] • [Аг], где [АтАг] - концентрация комплексов антиген-антитело, [Ат] - концентрация свободных от антигена антигенсвязывающих участков, [Аг] - концентрация несвязавшихся антигенных детерминант. Значение рассчитанной по такой формуле константы является количественным выражением силы (прочности) связывания одного парапота с одним эпитопом. Эту силу называют сродством, или аффинностью (аффинитетом).

Учитывая, что обычное антитело имеет два антигенсвязывающих уча­стка и антиген может иметь несколько повторяющихся антигенных де­терминант, общую силу связывания всего антигена с антителом приходится выражать таким понятием, как авидность. Следует помнить, что реально аффинность антител можно определить только при использовании моновалентных антигенов, чаще всего гаптенов. Поэтому для характеристики содержащих антитела суспензий или сывороток чаще применяется термин «авидность».

Авидность также называют суммарным выражением аффинности, однако необходимо учитывать, что ее значение не является арифметической суммой аффинитетов. По мере возрастания числа эффективных контактов между антигеном и антителом вероятность диссоциации комплекса антиген-антитело при разрыве связей между эпитопом и паратом падает, поскольку для его распада необходимо одномоментное расхождение всех эпитопов и паратопов. Поэтому при одинаковой аффинности авидность димера (например, секреторного IgA) будет превышать авидность мономера (сывороточного IgA) по отношению к четырехвалентному антигену более, чем в два раза.

Анализируя взаимодействие антиген-антитело, можно отметить несколько особенностей.

1. Оно может реализоваться только в среде электролитов, поскольку часть описанных выше связей между эпитопом и паратопом возникают только в условиях, обеспечивающих формирование несущих заряды поверхностей. Во внутренней среде организма животных такие условия реально присутствуют, но при постановке реакций антиген-антитело in vitro это необходимо учитывать.

2. Оптимальной концентрацией ионов солей для таких реакций является концентрация 0,85 %, а ионная сила растворов должна быть в пределах 0,5-0,1. Значительное повышение концентрации солей приводит к распаду комплексов антиген-антитело, в частности, 15 % раствор NaCl используют для получения компонентов реакции в свободном состоянии.

3. Не нарушающие силу связывания значения рН попадают в интервал 6,4-8,6. При изменениях рН до значений более 9,0 или менее 5,0 происходит сдвиг реакции в сторону диссоциации комплексов , что также используется при элюции антител или антигенов.

4. Оптимальной для взаимодействия температурой является 37°С, но образование комплексов антиген-антитело происходит и при более низ­ких температурах достаточно эффективно. Например, ориентировочные реакции агглютинации ставят при комнатной (18-20°С) температуре. По­вышение температуры на несколько градусов (до 40°С) не сказывается на эффективности взаимодействия, но более высокие температуры (60°С) стимулируют распад комплексов антиген-антитело, что также можно применить для получения чистых фракций антигена или антитела. Счи­тается, что температурный параметр реакции в большей степени зависит от антител, чем от антигенов, поскольку у млекопитающих, и в частно­сти у человека, выявлены так называемые холодовые антитела. Они взаимодействуют с антигенами только при температурах ниже 37°С и могут служить причиной развития гемолитической анемии, если являют­ся аутоантителами.

5. При постановке реакций антиген-антитело in vitro видимые результаты реагирования проявляются не сразу после смешивания растворов реагентов, а по истечении определенного времени. В связи с этим реакцию антиген-антитело условно разделяют на фазу взаимодействия и фазу проявления. Условность такого разделения заключается в том, что собственно взаимодействие между паратопом и эпитопом при их правильном расположении друг относительно друга осуществляется мгновенно, однако до фазы проявления может проходить от нескольких минут до нескольких суток. Следует также помнить, что в зависимости от свойств и концентраций взятых в реакцию антител и антигенов проявление результатов взаимодействия может существенно различаться.