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.