Общий план строения иммуноглобулинов:

На примере иммуноглобулина G можно видеть, что молекула Ig содержит 2 тяжелые и 2 легкие цепи, которые соединены дисульфидными связями. Каждая цепь содержит вариабельную и константную область, составляющие Fab (антигенсвязывающий фрагмент) и Fc- константный фрагмент. Гомологичные структурные участки легких и тяжелых цепей иммуноглобулинов, образуемые дисульфидными связями, называются доменами. Домены имеют одинаковые последовательности аминокислот. Каждый домен включает приблизительно 100-110 аминокислотных остатков.

Различают домены константных участков:

Сl, СН1, СН2, СН3.

Сl, СН1 домены – обеспечивают нековалентное связывание легких и тяжелых цепей и аллоантигенные различия антител.

СН2 – место присоединения углеводов и связывания комплемента.

СН3 – участок взаимодействует с Fc –рецептором на поверхности клеток, принимающих участие в иммунных реакциях.

При взаимодействии вариабельных Vl и Vh-доменов формируется антигенсвязывающий участок ат (активный центр). Изменения последовательности аминокислотных остатков этих доменов от белка к белку определяют меняющуюся специфичность антител.

Между СН1 и СН2 доменами находится шарнирная область, обеспечивающая подвижность Fab-фрагмента.

Рис. 9. Строение иммуноглобулина G

В основе реакции антиген – антитело лежит взаимодействие между эпитопами антигена и паратопами антитела, основанное на их пространственном соответствии (комплементарности).

Эти связи обусловлены следующими типами межмолекулярных сил:

• Электростатическими (ионными, полярными)

• Водородными

• Гидрофобными

• Силами Ван – дер – Вальса

Рис. 10. Гетерогенность иммуноглобулинов.

Принадлежность иммуноглобулина к тому или иному классу или подклассу зависит от характерных особенностей строения тяжелых цепей (количества и последовательности аминокислотных остатков, молекулярной массы, количества доменов и др.). Тяжелые цепи бывают 5 типов (α, γ, δ, ε, µ). Легкие – только двух разновидностей – каппа и лямбда. Тяжелые цепи независимо от принадлежности к тому или иному классу или подклассу образуют комплекс либо с каппа, либо с лямбда типом. В зависимости от строения константных областей тяжелых цепей (Fc) иммуноглобулины разделены на 5 классов (IgA, IgM, IgG, IgD, IgE).

Гетерогенность иммуноглобулинов

Классы и подклассы	Типы цепей
	Н	L
IgG1	γ	κ, λ
IgG2	γ	κ, λ
IgG3	γ	κ, λ
IgG4	γ	κ, λ
IgA1	α	κ, λ
IgA2	α	κ, λ
IgD	δ	κ, λ
IgE	ε	κ, λ
IgM	μ	κ, λ

Характеристика классов иммуноглобулинов

Иммуноглобулины, в зависимости от особенностей строения константных областей тяжелых цепей, подразде­ляются на 5 основных классов: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM. Каждый класс иммуноглобулинов характеризуется определенными свойствами и функциями. Иммуноглобулин G (молекулярный вес 160 000) составляет около 80% всех им­муноглобулинов человека и животных. Он содержится не только во внутрисосудистом русле, но легко проникает с экстраваскулярные пространства, где осуществляет важ­нейшую защитную функцию, благодаря токсиннейтрализующей, вируснейтрализую-щей, опсонизирующей и бактерицидной активности связанных с ним антител.

Особенно важное значение IgG у детей первых недель жизни, когда AT этого класса являются основными защитными факторами. В это время способность IgG про­ходить через клеточные мембраны обеспечивает проникновение IgG-антител матери через плацентарный барьер, а при грудном вскармливании — проникновение IgG-антител молока через слизистую оболочку кишечника новорожденного.

Иммуноглобулин А (молекулярный вес 170 000) — составляет около 16% сыво­роточных иммуноглобулинов и встречается в виде мономера (80%), димера (9S), три-мера (1 IS) и более крупных полимеров.

Сывороточный IgA у человека составляет менее 50% всего пула IgA. Кроме сыво­ротки крови он содержится в секретах кишечного и респираторного тракта, слезной жидкости, молока. Антитела этого класса осуществляют защиту слизистых оболочек от различных патогенных микроорганизмов, аллергенов и аутоантигенов.

Установлено, что IgA в основном функционирует на поверхности слизистых обо­лочек, непрерывно контактирующих с разнообразными антигенами. Это свойство IgA-антител тормозит развитие хронических местных воспалительных процессов. Связы-ваясь с антигенами, IgA-антитела задерживают их прилипание к поверхности клеток эпителия и препятствуют их проникновению во внутреннюю среду организма. В отли­чие от IgG- и IgM-антител, IgA-антитела не способны активировать комплемент по классическому пути и не вызывают выделения медиаторов воспаления при реакции с АГ.

Иммуноглобулин М (молекулярный вес 950 000) составляет 5-10% от общего количества иммуноглобулинов, а его концентрация в сыворотке приближается к 1 г/л.

На сегодняшний день идентифицировано 2 субкласса IgM, три четверти которого присутствует в сосудистом русле. Будучи пятивалентным, IgM прежде всего реагирует с нерастворимыми антигенами (агглютинация). При этом активация комплемента спо­собствует проявлению цитотоксических эффектов.

К IgM-антителам относятся, например, изогемагглютинины, классический ревма­тоидный фактор, антитела, выявляемые в реакции Вассермана, большинство естест­венных антител, особенно против грамотрицательных бактерий.

IgM называют и макроглобулином, так как он является полимером и состоит из пяти четырехцепочных субъединиц (рис. 2).

IgM-антитела появляются на первом этапе иммунного ответа и находятся в основ­ном в сосудистом русле. Поэтому им отведена важная защитная роль при бактерие­мии, на ранних стадиях различных инфекционных процессов.

Иммуноглобулин D (молекулярный вес 160 000) составляет всего 0,2% сыворо­точных иммуноглобулинов. IgD был обнаружен как парапротеин у больного миело-мой. Основная функция, очевидно, заключается в том, что на определенной стадии IgD выполняет роль антигенного рецептора В-лимфоцита. Во время беременности и при приеме пероральных противозачаточных средств концентрация IgD в сыворотке крови может возрастать почти вдвое. Также установлено, что с IgD могут быть связа­ны антитела против пенициллина, противоинсулиновые антитела у больных сахарным диабетом, некоторые другие аутоантитела.

Иммуноглобулин Е (молекулярный вес 190 000) присутствует в сыворотке в са­мой низкой концентрации (0,00002-0,0002 г/л). Однако IgE обладает высокой биоло­гической активностью, цитофильностью, то есть способностью присоединяться к клеткам (тучным клеткам и базофилам), что приводит к их дегрануляции, выделению иазоактивных аминов, которые ответственны за проявление бронхиальной астмы, сен­ной лихорадки и других аллергических заболеваний. Уровень IgE существенно воз­растает при некоторых инфекциях, особенно при глистных инвазиях. В настоящее нремя выделяют два вида IgE (общий и специфический).

К IgE относятся антитела типа реагинов. IgE не проходят через плаценту, не фик­сируют комплемент, не переносят пассивную анафилаксию.

Рис. 11. Структура молекулы IgM