120

4. Антитіла

4.1. Антитіла. Їх природа та функції

Наприкінці ХІХ ст. вже було встановлено, що у відповідь на введення в організм антигенів в сироватці крові, лімфі, екстрактах тканин накопичуються антитіла. У 1939 р. А. Тізеліусом та Е. Кеботом вони були ідентифіковані як γ-глобуліни. Усі білки сироватки крові поділяються на альбуміни та 3 фракції глобулінів: α-, β-, γ-глобуліни. Останні характеризуються найнижчою електрофоретичною рухомістю у звיязку з більшою молекулярною масою. Загальна їх маса представлена антитілами, тому γ-глобуліни отримали найменування імуноглобулінів. Однак антитіла можна виділити і серед білків β₂-фракції, а також у невеликій кількості з α-глобулінової фракції. Серед білків плазми крові імуноглобуліни складають 15 – 20%. До імуноглобулінів відносять білки тваринного походження, які здібні зв’язуватися з антигенами та мають активність антитіл.

Антитіла – це імуноглобуліни, які специфічно реагують з антигеном, що стимулює їх утворення. За хімічною природою вони є глікопротеїдами, тому що складаються з протеїну та олігосахариду, який містить гексозу, аміносахар та сіалову (нейрамінову) кислоту.

Імуноглобуліни виконують різноманітні біологічні функції. До первинних функцій антитіл відносять їх взаємодію з комплементарною структурою антигенів, до вторинних – фіксацію комплемента, участь у реакціях опсонізації, у прояві цитотоксичної дії, імунорегулярторний вплив на клітини імунної системи та виділення ними біологічно активних речовин тощо. Крім повноцінних антитіл з тетрапептидною природою, до імуноглобулінів відносять подібні за структурою імуноглобулінові рецептори лімфоцитів та деякі білки, схожі з антитілами за хімічним складом та антигенною специфічністю: мієломні білки (білки Бенс-Джонса), блокуючі антитіла та окремі субодиниці імуноглобулінів.

Таким чином, основна функція антитіл – ідентифікація антигену – зумовлена їх високою специфічністю, яка проявляється здатністю зв’язуватися з комплементарною в фізико-хімічному відношенні структурою антигену. Це сприяє руйнуванню антигену ферментними системами макроорганізму, тобто викликає його елімінацію. Основна функція антитіл пов’язана з вторинними функціями: антитіла на тільки розпізнають і зв’язують антигени, але й представляють їх макрофагам і лімфоцитам; обумовлюють руйнування тканинних базофілів, тучних клітин.

4.2. Фізико-хімічні властивості та методи виділення антитіл

При вивченні та виділенні імуноглобулінів використовують такі методи:

• осадження імуноглобулінів 20%-ним етанолом при –5 °С;

• висолювання сірчанокислим амонієм (1,34 М);

• іонообмінна хроматографія на ДЕАЕ-целюлозі або ДЕАЕ-сефадексі;

• ультрацентрифугування;

• імуноелектрофорез;

• витіснення антитіл надлишком гаптену з комплексу антиген-антитіло;

• обробка протеолітичними ферментами;

• афінна хроматографія з використанням як ліганди антигенів.

Імуноглобуліни відрізняються від нормальних γ-глобулінів іншими константами седиментації, більшою в'язкістю і значною стійкістю до протеолітичних ензимів. Антитіла не руйнуються при короткочасному впливі слабких кислот та лугів, вони витримують нагрівання до 60 °С, не інактивуються при обробці трипсином протягом 7 діб при температурі 37 °С. Для поділу комплексу антиген-антитіло використовують підвищення температури, зміну іонної сили та рН середовища.

Група імуноглобулінів дуже гетерогенна. Імуноглобуліни окремих класів розрізняються за складом амінокислот та розчинністю: псевдоглобуліни при низькій іонній силі розчиняються, еуглобуліни – ні, вони потребують для розчинення додавання електроліту, наприклад, фізіологічного розчину. Антитіла розрізняються також за електричним зарядом (звичайно протилежний заряду антигена); за електрофоретичною рухливістю; за молекулярною масою та константами седиментації. За останніми показниками можна виділити 3 групи імуноглобулінів:

1) IgG мають молекулярну масу (Мм) 150 кД, коефіціент седиментації 7S;

2) IgA, IgD, IgE - Мм 170-400 кД, 7-11S;

3) IgМ – Мм 900 кД, 19S.

Найбільш вагомий внесок в розбіжності функцій імуноглобулінів роблять структурні відміни різних класів.