1.4.Взаимодействие антигена с антителом

1.4.1.Преципитация и агглютинация

Взаимодействие антигена с антителом имеет ряд особенностей, связанных с валентностью антитела. Молекула антитела содержит два центра связывания и формально двухвалентна. Поэтому она может взаимодействовать с двумя детерминантами, принадлежащими двум разным молекулам антигена. Если антиген является белком, то его размеры в первом приближении такие же, как у антитела. При примерном равенстве их концентраций образуется структура с множеством внутренних контактов, растворимость уменьшается и образуется осадок. Теоретически похожая ситуация возникает в том случае, когда антигеном являются поверхностные структуры клеток. В этом случае, однако, сказывается различие размеров двух взаимодействующих компонентов. На поверхности клетки может находиться большое количество детерминант, которые связывают такое же количество антител. Если при этом происходит экранирование отрицательных зарядов на поверхности клеток, благодаря которым они отталкиваются друг от друга, то клетки начинают слипаться (агглютинировать).

Количественное описание реакции антигена с антителом

Взаимодействие антиген-антитело лучше всего прослеживается in vitro в реакции преципитации. Если в серию пробирок с возрастающей концентрацией антигена прибавить одинаковое количество антитела, то преципитация произойдет лишь в пробирках с благоприятным соотношением между антигеном и антителом, т.е. в узком диапазоне концентраций антигена. При избытке одного из компонентов осадок не образуется. Определение титра служит основой количественных исследований в иммунологии. Полезно помнить, что все лабораторные методики, связанные с образованием осадка (обычная и двойная диффузия, иммуноэлек-трофорез), следует применять при оптимальных концентрациях обоих реагирующих соединений.

1.5.Комплемент и пропердиновая система

Сыворотка крови содержит группу белков с различными свойствами и размерами, образующих при последовательной ассоциации комплекс, называемый активным комплементом (С). Эта структура отвечает за уничтожение сенсибилизированных эритроцитов и грамотрицательных бактерий. Комплемент содержит 11 различных белков плазмы крови (С1–С9, причем С1 состоит из трех белков: С1_q С1_r и Cl_s). В присутствии Са²⁺ С1 присоединяется к антителу, образовавшему комплекс с антигеном (Аг–Ат). Прочность связи с IgM выше, чем с IgG, тогда как IgA, IgD и IgE вовсе не присоединяют комплемент. При связывании С1 появляется протеазная активность и становится возможным присоединение С4. Оно протекает так, что сначала С4 расщепляется на две части, С4_а и С4_b, из которых первая деградирует, а вторая образует комплекс с С1. После этого связывается компонент С2. Он также расщепляется на активный фермент С2_a («конвертазу») и остаток С2_b, который деградирует. Комплекс С1·С4_b·С2_a присоединяет компонент СЗ, после чего он также распадается на С3_a (имеющий анафилаксическую функцию — способность высвобождать гистамин из гранул разнообразных клеток) и С3_b. Так образуется ассоциат С1·С4_b·С2_а·СЗ_b с протеазной активностью. Входящий в его состав компонент СЗ_b может взаимодействовать с мембранами микробов. Такое взаимодействие, как бы коротко оно ни было, вызывает присоединение лейкоцитов и бактериальный фагоцитоз. Так же связывается С5, который распадается на анафилаксин С5_а и присоединяемую часть С5_b. После последовательного связывания С6 и С7 образуется комплекс МС5_b,6,7 (символом М обозначена его часть, способная взаимодействовать с плазматической мембраной). По данным электронной микроскопии механизм взаимодействия представляет последовательное внедрение отдельных белков в липидые слои мембраны. Внедрение облегчается за счет ассоциации с компонентами С8 и С9. Первый из них придает клетке способность к лизису, а благодаря второму этот процесс очень ускоряется. При лизисе комплекс (МС5_b-9) образует множество круглых отверстий в мембране, которые пронизывают ее насквозь и образуют каналы для входа Na⁺ и Са²⁺ и выхода К⁺. Это приводит к набуханию, а затем разрыву клетки.

Другой механизм лизиса клеток, основан на работе пропердиновой системы. Он функционирует даже в отсутствие антител, поэтому может быть использован тогда, когда антитела не образуются. Пропердиновая система состоит из трех частей: пропердина (Р, одного или нескольких), богатого глицином ₂-гликопротена (В) и протеазы (D), которая присутствует в виде профермента. Пропердин образован несколькими субъединицами, активируемыми зимозаном (дрожжевым полисахаридом), эндотоксином (бактериальным липосахаридом) и инулином. Активированный пропердин активирует компонент СЗ комплемента, который приобретает свойства «конвертазы» (D). Фермент воздействует на фактор В, тот расщепляет СЗ на C3_a и СЗ_b. Последний связывает С5-С9, как описано выше. Пропердиновая система, для которой не нужны антитела, по-видимому, возникла раньше комплемента и обнаружена даже у беспозвоночных.

12