Антитела (иммуноглобулины)

V–область с паратопами

С–область

Рис. 27 Строение иммуноглобулина G

Антитела – это особый вид белков, называемых иммуноглобулинами (То), который вырабатывается под влиянием антигенов и обладает спо­собностью специфически реагировать с ними. При этом антитела могут нейтрализовать токсины бактерий и вирусы (антитоксины и вируснейтрализующие антитела), осаждать растворимые антигены (преципитины), склеивать корпускулярные антигены (агглютинины), лизировать бакте­рии, другие клетки, например эритроциты (лизины), повышать фагоци­тарную активность лейкоцитов (опсонины), связывать антигены, не вы­зывая каких–либо видимых реакций (блокирующие антитела).

Fc– фрагмент

Структура антител. Электронно–микроскопические исследования по­казали, что молекула иммуноглобулина имеет форму буквы «игрек». Состоит она из четырех полипептидных цепей, связанных друг с другом дисульфидными мостиками (рис. 27). Две из них длинные и посередине изогнутые, как хоккейные клюшки, а две прямые и почти в 2 раза короче, прилегают снаружи к каждой длинной цепи. Молекулярная масса длинных цепей 50 000–70 000, коротких – 20 000–25 000. Ввиду этого длинные полипептидные цепи иммуноглобулина называют тяжелыми или Н–цепями (англ. heavy – тяжелый), а короткие – легкими или L–цепями (англ. light – легкий).

Рис. 28 Классы иммуноглобулинов

Обе цепи иммуноглобулина по порядку расположения в них аминокислот делятся на две части. Одна из них, С– область, у всех цепей иммуноглобулина независимо от их специфичности константна, т. е. име­ет одинаковую последовательность амино­кислот. Другая – V–область – представ­ляет собой вариабельную часть полипеп­тидных цепей, в которой последователь­ность расположения аминокислот меняет­ся в зависимости от вида антигена, выз­вавшего образование антитела. При этом на концах V–областей молекулы иммуно­глобулина, между тяжелыми и легкими цепями, формируются два антиген связы­вающих центра, или как их сейчас назы­вают по механизму взаимодействия с ан­тигеном антидетерминантами или пара­топами. Антигенсвязывающие центры иммуноглобулинов имеют зеркальную кон­фигурацию детерминантной группы того антигена, под воздействием которого вы­рабатывались Вследствие этого распознавание антигена соответ­ствующим антителом происходит не по хими­ческой структуре, а по общей конфигурации гаптена, благодаря вза­имной комплементар­ности с антигенсвязывающим центром.

Классы. В зависимости от строения кон­стантных областей тя­желых цепей все иммуноглобулины разде­ляют на пять классов: IgG, IgЕ, IgD, IgМ и IgА (рис. 28). Первые три класса иммуногло­булинов являются мо­номерами, т. е. бивалентными, содержащи­ми два антигенсвязывающих центра. IgМ – полимер, состоит из пяти мономерных молекул, связанных в области Ре–фрагментов особыми/–це­пями. Валентность IgА различна. В сыворотке крови IgА, как и IgG, имеет мономерную структуру, а в секретах слизистых оболочек, меж­тканевой жидкости – в виде димеров (двух мономерных молекул). Эти так называемые секреторные IgАS связаны особым полипептидом, кото­рый защищает димеры от воздействия протеолитических ферментов.

Физико–химические свойства Ig. По физико–химическим свойствам иммуноглобулины G, Е, D и А представляют собой белки с молекулярной массой 150 000–350 000, обозначаемые по константе седиментации как 7S (IgG, IgЕ, IgD, IgА), 7,7–8,0 S (IgА), 9–12 S (IgAS). Макроиммуноглобулины М имеют молекулярную массу 900000 и константу се­диментации 19 S.

Биологические свойства Ig. Касаясь биологических свойств иммуно­глобулинов, нужно отметить, что содержание их в крови непостоянно и колеблется от 0,3–0,4 мг% (IgE) до 50–420 мг% (IgА и IgМ) и 800–1680 мг% (IgG).

На первичное введение в организм антигена вырабатываются IgM. Отличаются они выраженной авидностью (жадностью), т. е., обладая 10 антигенсвязывающими центрами, образуют прочные соединения с анти­генами, несущими множественные эпитопы, вызывают агглютинацию и лизис клеток, обеспечивают устойчивость к бактериальным инфекциям. Сохраняются IgМ, однако, недолго, и период их полувыведения не превышает 5 дней.

При повторном попадании антигена происходит бурная выработка IgG, обеспечивающих нейтрализацию бактериальных токсинов и вирусов. Связываясь с микроорганизмами, IgG активируют образование компле­мента, вызывают хемотаксис нейтрофилов. Микрофаги быстро поглоща­ют бактерии, обработанные IgG и комплементом, так как имеют рецепторы к Fc–фрагменту иммуноглобулина и С3–фракции комплемента. IgG легко проникает через барьеры, в частности сквозь плаценту, попадая в кровь новорожденных. В последующем титр их пополняется при кормлении грудью, что обеспечивает иммунитет младенца в первые недели жизни. Период полувыведения IgG равен 24 дням.

Иммуноглобулины А, AS, Е вырабатываются как на первичное, так и на вторичное воздействие антигена. При этом сывороточные IgА на­капливаются в крови. Секреторные IgAS продуцируются в слизистых оболочках кишечника, верхних дыхательных и мочевыводящих путей, содержатся в глазной жидкости, слюне, молоке и обеспечивают местный иммунитет тканей. Период полувыведения равен 6 дням.

IgE – цитофильный иммуноглобулин, в частности связывается с тучными клетками и базофилами крови. При реагировании с антигенами (микробами, веществами) в результате образования на их поверхности иммунных комплексов высвобождаются медиаторы воспалительной ре­акции.

Иммуноглобулин класса D находится на поверхности В– лимфоцитов и вместе с мономерными IgМ составляет их рецепторы.

Взаимодействие иммуноглобулинов с антигенами. IgG, IgM, IgA ре­агируют с детерминантами антигенов всеми имеющимися в их молекуле антигенсвязывающими центрами. Вследствие этого в растворах образу­ются крупные конгломераты веществ. Антитела, вызывающие видимые реакции, называют полными. В противоположность этому некоторая часть IgЕ и IgG реагирует с антигеном лишь одним активным центром, видимых реакций не дает и поэтому называется неполными антителами. Если реакция взаимодействия этих антител происходит в крови и не вызывает каких–либо нарушений в организме, их называют антитела­ми–свидетелями. Последние блокируют антиген, а нередко одновременно связывают комплемент, вследствие чего называются блокирующими и комплементсвязывающими. Реагирование IgE с антигенами на повер­хности клеток приводит к развитию аллергий. При незначительных, бесследно исчезающих проявлениях аллергии на кожных покровах ан­титела называют реагинами, а при ярко выраженных повреждениях клеток кожи –агрессинами или кожно–сенсибилизирующими антите­лами.