Медицинское значение

Нормальные величины содержания гемоглобина: у мужчин 130-160 г/л; у женщин; 120-140 г/л.

Повышение концентрации гемоглобина: полицитемия, гемоконцентрация при дегитратации, ожогах, кишечной непроходимости, упорной рвоте; пребывание на больших высотах, чрезмерная физическая нагрузка или возбуждение; сердечно-сосудистая патология, обычно врожденная; некоторые заболевания легких, хроническое химическое воздействие нитритов, сульфонамидов, вызывающих образование мет- и сульфогемоглобина.

Повышение концентрации гемоглобина: - анемия

Приложение 1. Суперсемейство иммуноглобулинов

В работе иммунной системы огромную роль игра­ют белки суперсемейства иммуноглобулинов, кото­рое включает в себя 3 семейства белков: антитела (иммуноглобулины), рецепторы Т-лимфоцитов, бел­ки главного комплекса гистосовместимости.

Все они имеют доменное строение, состоят из гомологичных иммуноподобных доменов и вы­полняют сходные функции — взаимодействуют с чужеродными структурами, либо растворенны­ми в крови, лимфе или межклеточной жидкости (антитела), либо находящимися на поверхности клеток (собственных или чужеродных).

Антитела— специфические белки, вырабатывае­мые В-лимфоцитами в ответ на попадание в орга­низм чужеродной структуры, называемой антигеном.

Особенности строения антител

1.Простейшие молекулы антител состоят из 4 по­липептидных цепей: 2 идентичных легких — L,со­держащих около 220 аминокислот и 2 идентичных тяжелых — Н, состоящих из 440-700 аминокислот. Все 4 цепи антитела соединены множеством нековалентных и 4 дисульфидными связями

2. Легкие цепи антителасостоят из 2 доменов: вариабельного (V_C), находящегося на N-концевой области полипептидной цепи, и константного (C_L), расположенного на С-конце.

3. Тяжелые цепиобычно имеют 4 домена: один вариабельный (V_C), находящийся на N-конце, и 3 константных (C_H1, C_H2, C_H3 ) (рис.7).

4.Каждый домен иммуноглобулина имеет-складчатую суперструктуру, в которой 2 остатка цистеина со­единены дисульфидной связью.

5.Между 2 константными доменамиC_H1 иC_H2 имеется участок, содержащий большое количество остатков пролина, которые препятствуют формированию вторичной структуры и взаимодействию соседних Н-цепей на этом отрезке. Эта шарнирная область придает молекуле антитела гибкость.

6.Между вариабельными доменами тяжелых и легких цепей находятся 2 идентичных антигенсвязывающих участка, поэтому такие антитела часто называют бивалентами.

В связывании антигена с антителом участвует не вся аминокислотная последовательность вариабельных участков обеих цепей, а всего лишь 20—30 аминокислот, расположенных в гипервариабельных областях каждой цепи. Именно эти области определяют уникальную способность каждого вида антитела взаимодействовать с соответствующим комплементарным антигеном.

Антитела — одна из линий защиты организма против внедрившихся чужеродных организмов. Их функционирование можно разделить на два этапа:первый этап — узнавание и связывание антигенана поверхности чужеродных организмов, которые происходят благодаря наличию в структуре антите­ла антигенсвязывающих участков; второй этап— инициация процесса, благодаря которому антиген инактивируется и разрушается. Специфичность вто­рого этапа зависит от класса антител.

Существует 5 классов тяжелых цепей,отличаю­щихся по строению константных доменов:,,,,,в соответствии с которыми различают 5 клас­сов иммуноглобулинов:A,D, Е,Gи М (рис 8).

Иммуноглобулины М

Иммуноглобулины М имеют две формы:

Мономерная форма— первый класс антител, про­дуцируемый развивающимся В-лимфоцитом. Впоследствии многие В-клетки переключаются на выработку других классов антител, но с тем же антигенсвязывающим участком.IgMвстраивается в мембрану и выполняет роль антигенраспознающего рецептора. Встраивание IgM в мембрану клеток возможно благодаря нали­чию в хвостовой части участка 25 гидрофобных аминокислотных остатков.

Секреторная форма IgMсодержит 5 мономерных субъединиц, связанных друг с другом дисульфидными связями и дополнительной полипептидной J-цепью.

Тяжелые цепи мономеров этой формы не содер­жат гидрофобной хвостовой части. Пентамер име­ет 10 центров связывания с антигеном. Секреторная форма IgM — основной класс анти­тел, секретируемых в кровь при первичном им­мунном ответе.

Рисунок 7. Доменное строение IgG

Иммуноглобулины G

В количественном отношении этот класс имму­ноглобулинов доминирует в крови (75% от всех Ig).IgG— мономеры, основной класс антител, секретируемый в кровь при вторичном иммунном ответе. После взаимодействияIgGс поверхностными антиге­нами микроорганизмов комплекс антиген—антитело:

— способен связывать и активировать белки систе­мы комплемента;

— может взаимодействовать со специфическими рецепторами макрофагов и нейтрофилов, что при­водит к фагоцитозу комплексов антиген—антитело и разрушению их в фагосомах;

— IgG— единственный классIg, способный прони­кать через плацентарный барьер и обеспечивать внутриутробную защиту плода от инфекций.

Иммуноглобулины А

Основной класс антител, присутствующий в сек­ретах (молоке, слюне, секретах дыхательных путей и кишечного тракта).IgAсекретируются в основном в димерной фор­ме, где мономеры связаны друг с другом через до­полнительную J-цепь.IgAне взаимодействуют с системой комплемента и фагоцитирующими клетками, но, связываясь с микроорганизмами антитела, препятствуют их присоединению к эпителиальным клеткам и про­никновению в организм.

Иммуноглобулины Е

Иммуноглобулины Е представлены мономерами, в которых тяжелые -цепи содержат, так же как и- цепи,1 вариабельный и 4 константных домена.IgEпосле секреции связываются своими С-концевыми участками с соответствующими рецепто­рами на поверхности тучных клеток и базофилов. В результате они становятся рецепторами для ан­тигенов на поверхности данных клеток (рис. 9).

После присоединения антигена к соответствую­щим антигенсвязывающим участкам IgE клетки по­лучают сигнал к секреции биологически активных веществ (гистамина, серотонина), которые в боль­шой мере ответственны за развитие воспалительной реакции и проявление таких аллергических реак­ций, как астма, крапивница, сенная лихорадка.

Связывание IgM с антигеном изменяет конфор­мацию IgM и индуцирует связывание его с первым компонентом системы комплемента и активацию этой системы. Если антиген расположен на поверх­ности микроорганизма, система комплемента вы­зывает нарушение целостности клеточной мембра­ны и гибель бактериальной клетки.

Рисунок 8. Строение иммуноглобулиновA,D,E,G,M

Иммуноглобулины D

Иммуноглобулины D обнаружены в сыворотке в очень небольшом количестве, являются мономерами. В тяжелых 5-цепях имеют 1 вариабельный и 3 кон­стантных домена. Выполняют роль рецепторов В-лимфоцитов. Взаимодействие специфических антигенов с ре­цепторами на поверхности В-лимфоцитов приво­дит к передаче этих сигналов в клетку и включению механизмов, обеспечивающих размножение дан­ного клона лимфоцитов.

Рисунок 9.Взаимодействие IgE с антигеном на поверхности тучной клетки.