Главная > Препараты > Характеристика классов иммуноглобулинов. Виды иммуноглобулинов, иммуноглобулины, антитела Строение иммуноглобулинов их классификация и функции


Характеристика классов иммуноглобулинов. Виды иммуноглобулинов, иммуноглобулины, антитела Строение иммуноглобулинов их классификация и функции




1658 0

Изотипы

До сих пор описывались черты, общие для всех иммуноглобулиновых молекул, такие как конструкция из четырех цепей и структурные домены. В своем противостоянии агрессивным чужеродным субстанциям организм выработал ряд механизмов, каждый из которых основан на каком-то отдельном свойстве или функции молекулы иммуноглобулина.

Таким образом, когда специфичная молекула антитела соединяется со специфичным антигеном или патогеном, начинают действовать несколько разных эффекторных механизмов. Эти механизмы опосредованы различными классами (изотопами) иммуноглобулинов, каждый из которых может взаимодействовать с одним и тем же эпитопом, но при этом каждый может запускать отличную от других реакцию.

Данные отличия являются результатом структурных вариаций тяжелых цепей, создавших домены, определяющие разнообразие функций. Общий обзор свойств классов иммуноглобулинов представлен в табл. 4.2 и 4.3 и на рис. 4.7.

Таблица 4.2. Наиболее важные свойства изотипов иммуноглобулина

Свойство Изотип
IgG IgA IgM IgD IgE
Молекулярная масса 150000 160000 у мономера 900000 180000 200000
Дополнительные белковые компоненты - J и S J - -
Примерная концентрация в сыворотке, мг/мл 12 1,8 1 0,00-0,04 0,00002
Доля всех Ig, % 80 13 6 0,2 0,002
Местонахождение Примерно равное вне и внутри сосудов Внутри сосудов и в секрете В основном внутри сосудов На поверхности лимфоцита На тучных клетках, базофилах, в секрете слизистой оболочки носа и слюне
Период полураспада, сут 23 5,5 5,0 2,8 2,0
Прохождение через плаценту + + - - - -
Наличие в секрете - + + - - -
Наличие в молоке + От нуля до следов - -
Активация комплемента + - + + + - -
Связывание с Fc-рецепторами на макрофагах, NK- и ПМЯ-клетках + +
Относительная агглютинирующая способность + + + + + + - -
Противовирусная активность + + + + + + + - -
Антибактериальная активность + + +

(с лизоцимом)

 + + + (с комплементом)
Антитоксическая активность + + + - - - + +
Аллергическая активность - - - - + +

Таблица 4.3. Важные различия среди подклассов IgG человека

Аллотипы

Другой формой вариаций в структуре иммуноглобулинов являются аллотипы. Эти вариации основаны на генетических различиях между индивидуумами и зависят от существования аллельных форм (аллотипов) одного и того же белка в результате присутствия разных форм одного и того же гена в данном локусе. В результате аллотипы тяжелой или легкой цепи, составляющие любой иммуноглобулин, могут присутствовать у одних представителей вида и отсутствовать у других. Подобная ситуация резко отличается от ситуаций с классами или подклассами иммуноглобулинов, которые присутствуют у всех представителей вида.

Рис. 4.7. Разные типы вариаций иммуноглобулинов

Аллотипические различия в известных локусах затрагивают только одну или две аминокислоты в константном участке цепи. За редким исключением наличие аллотипических различий у двух идентичных молекул иммуноглобулина обычно не влияет на связывание антигена, но служит важным маркером для анализа наследования по Менделю.

Некоторые известные аллотипические маркеры составляют группы на γ-цепи человеческого IgG (называемую Gm для маркеров IgG), κ-цепи (называемую Km) и α-цепи (называемую Am).

Аллотипические маркеры были обнаружены у иммуноглобулинов нескольких видов обычно при использовании антисыворотки, полученной путем иммунизации представителя данного вида антителами от другого представителя того же вида. Как и в отношении других аллельных систем, аллотипы наследуются как доминантные менделевские признаки. Гены, кодирующие эти маркеры, экспрессируются кодоминантно, и таким образом индивидуум может быть гомозиготным или гетерозиготным относительно данного маркера.

Идиотипы

Как мы убедились, антигенсвязывающий центр молекулы специфичного антитела состоит из уникальной комбинации аминокислот в вариабельных областях легкой и тяжелой цепей. Поскольку такая комбинация отсутствует у других молекул антител, она должна быть иммуногенной и способной стимулировать иммунологический ответ на самое себя у животного того же вида. Такой факт действительно обнаружили Ж.Оудин (J.Oudin) и Г. Кункель (Н. Kunkel), которые в начале 1960-х гг показали, что при экспериментальной иммунизации определенными антителами или миеломным белком можно получать антисыворотку, специфичную только по отношению к использованному антителу и ни к какому иному иммуноглобулину данного вида.

Такие антисыворотки содержат популяции антител, специфичных для нескольких эпитопов, называемых идиотопами. которые присутствуют в вариабельной области (тяжелой и легкой цепи) антител, использованных для иммунизации. Совокупность всех идиотопов на введенной молекуле антитела называется идиотипом. В некоторых случаях антиидиотипическая сыворотка предотвращает связывание антитела с его антигеном. В этом случае считается, что идиотипическая детерминанта располагается внутри или рядом с самим антигенсвязывающим центром.

Антиидиотипические сыворотки, которые не блокируют связывание антител с антигеном, вероятно, направлены против вариабельных детерминант на каркасном участке, вне антигенсвязывающего центра (рис. 4.8).


Рис. 4.8. Два антиидиотипических антитела к AТ1. (А) Антиидиотипическое антитело, направленное против антигенсвязывающего центра АТ1, предотвращает связывание АТ1 с антигеном. (Б) Антиидиотипическое антитело связывается с каркасными участками АТ1, не предотвращая его связывания с антигеном

Основываясь на теоретических выкладках, можно наглядно представить, что антиидиотипическое антитело, связывающееся с антигенсвязывающим центром, комплементарным такому центру у идиотипа, напоминает эпитоп, который также комплементарен к антигенсвязывающему центру идиотипа. Таким образом, антиидиотип может представлять оттиск или внутренний образ условного эпитопа. Действительно, есть примеры иммунизации экспериментальных животных с использованием антиидиотипических внутренних образов в качестве иммуногенов.

Такие иммуногены приводят к появлению антител, способных реагировать с антигеном, несущим эпитоп, к которому направлен первоначальный идиотип. Появление таких антител индуцируется без какого-либо контакта иммунизированного животного с самим первоначальным (оригинальным) антигеном.

В некоторых случаях, особенно у инбредных животных, антиидиотипические антитела реагируют с несколькими различными антителами , направленными против одного и того же эпитопа и обладающими сходными идиотипами. Эти идиотипы называются общими или перекрестно реагирующими, и обычно данный термин определяет семейство антительных молекул.

В отличие от подобной ситуации сыворотка, которая реагирует только с одной определенной молекулой антитела, определяется как имеющая уникальный идиотип. Наличие идиотипических детерминант в молекулах иммуноглобулина может играть роль в контроле и модуляции иммунного ответа, как описывается в сетевой теории Н. Ерне (N. Jerne), хотя мнения по этому поводу противоречивы.

На рис. 4.9 представлены различные типы вариаций, отмечаемых среди иммуноглобулинов.


Рис. 4.9. Структуры основных классов секретируемых антител. Легкие цепи показаны зеленым цветом, а тяжелые -голубым. Оранжевые кружки показывают участки гликозилирования. Полимерные IgM и IgА содержат полипептид, называемый J-цепью. Представленная димерная молекула IgA содержит секреторный компонент (показан красным)

Отличия между константными областями в результате вовлечения различных генов константных областей тяжелых и легких цепей называют изотипами. Отличия, связанные с различными аллелями одного гена константной области, называют аллотипами. Наконец, внутри конкретного изотипа (например IgG) особенности в специфической реаранжировке VH- и VL-генов называют идиотипами.

Р.Койко, Д.Саншайн, Э.Бенджамини

Антитела - иммуноглобулины, продуцируемые В-лимфоцитами (плазматическими клетками). Мономеры иммуноглобулинов состоят из двух тяжелых (Н-цепи) и двух легких (L-цепи) полипептидных цепей, связанных дисульфидной связью. Эти цепи имеют константные (С) и вариабельные (V) участки. Папаин расщепляет молекулу иммуноглобулина на два одинаковых антигенсвязывающих фрагмента - Fab (Fragment anligen binding) и Fc (Fragmenl crislalhzable). По типу тяжелой цепи различают 5 классов иммуноглобулинов IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.

Они состоят из полипептидных цепей. В молекуле иммуноглобулина различают четыре структуры:

1) первичную – это последовательность определенных аминокислот. Она строится из нуклеотидных триплетов, генетически детерминируется и определяет основные последующие структурные особенности;

2) вторичную (определяется конформацией полипептидных цепей);

3) третичную (определяет характер расположения отдельных участков цепи, создающих пространственную картину);

4) четвертичную. Из четырех полипептидных цепей возникает биологически активный комплекс. Цепи попарно имеют одинаковую структуру.

Большинство молекул иммуноглобулинов составлено из двух тяжелых (H) цепей и двух легких (L) цепей, соединенных дисульфидными связями. Легкие цепи состоят или из двух k-цепей, или из двух l-цепей. Тяжелые цепи могут быть одного из пяти классов (IgA, IgG, IgM, IgD и IgE).

Каждая цепь имеет два участка:

1) постоянный. Остается постоянным в последовательности аминокислот и антигенности в пределах данного класса иммуноглобулинов;

2) вариабельный. Характеризуется большой непостоянностью последовательности аминокислот; в этой части цепи происходит реакция соединения с антигеном.

Каждая молекула IgG состоит из двух соединенных цепей, концы которых формируют два антигенсвязывающих участка. На вариабельном участке каждой цепи имеются гипервариабельные участки: три в легких цепях и четыре в тяжелых. Разновидности последовательности аминокислот в этих гипервариабельных участках определяют специфичность антитела. При определенных условиях эти гипервариабельные области могут также выступать в роли антигенов (идиотипов).

В молекуле иммуноглобулина меньше двух антигенсвязывающих центров быть не может, но один может быть завернут внутрь молекулы – это неполное антитело. Оно блокирует антиген, и тот не может связаться с полными антителами.

При энзиматическом расщеплении иммуноглобулинов образуются следующие фрагменты:

1) Fc-фрагмент содержит участки обеих постоянных частей; не обладает свойством антитела, но имеет сродство с комплементом;

2) Fab-фрагмент содержит легкую и часть тяжелой цепи с одним антигенсвязывающим участком; обладает свойством антитела;

3) F(ab)Т2-фрагмент состоит из двух связанных между собой Fab-фрагментов.

Другие классы иммуноглобулинов имеют такую же основную структуру. Исключение – IgM: является пентамером (состоит из пяти основных единиц, связанных в области Fc-концов), а IgA – димер.

3.2 Классы иммуноглобулинов, их функции

Существует пять классов иммуноглобулинов у человека.

1. Иммуноглобулины G – это мономеры, включающие в себя четыре субкласса (IgG1; IgG2; IgG3; IgG4), которые отличаются друг от друга по аминокислотному составу и антигенным свойствам. Антитела субклассов IgG1 и IgG4 специфически связываются через Fc-фрагменты с возбудителем (иммунное опсонирование), а благодаря Fc-фрагментам взаимодействуют с Fc-рецепторами фагоцитов, способствуя фагоцитозу возбудителя. IgG4 участвует в аллергических реакциях и неспособен фиксировать комплемент.

Свойства иммуноглобулинов G:

1) играют основополагающую роль в гуморальном иммунитете при инфекционных заболеваниях;

2) проникают через плаценту и формируют антиинфекционный иммунитет у новорожденных;

3) способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент, участвовать в реакции преципитации.

2. Иммуноглобулины М включают в себя два субкласса: IgM1 и IgM2 .

Свойства иммуноглобулинов М:

1) не проникают через плаценту;

2) появляются у плода и участвуют в антиинфекционной защите;

3) способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент;

4) играют важную роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, активации фагоцитоза;

5) образуются на ранних сроках инфекционного процесса;

6) отличаются высокой активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания эндотоксинов грамотрицательных бактерий.

3. Иммуноглобулины А – это секреторные иммуноглобулины, включающие в себя два субкласса: IgA1 и IgA2. В состав IgA входит секреторный компонент, состоящий из нескольких полипептидов, который повышает устойчивость IgA к действию ферментов.

Свойства иммуноглобулинов А:

2) участвуют в местном иммунитете;

3) препятствуют прикреплению бактерий к слизистой;

4) нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент.

4. Иммуноглобулины Е – это мономеры, содержание которых в сыворотке крови ничтожно мало. К этому классу относится основная масса аллергических антител – реагинов. Уровень IgE значительно повышается у людей, страдающих аллергией и зараженных гельминтами. IgE связывается с Fc-рецепторами тучных клеток и базофилов.

Свойства иммуноглобулинов Е : при контакте с аллергеном образуются мостики, что сопровождается выделением БАВ, вызывающих аллергические реакции немедленного типа.

5. Иммуноглобулины D – это мономеры. Функционируют в основном в качестве мембранных рецепторов для антигена. Плазматические клетки, секретирующие IgD, локализуются преимущественно в миндалинах и аденоидной ткани.

Свойства иммуноглобулинов D:

1) участвуют в развитии местного иммунитета;

2) обладают антивирусной активностью;

3) активируют комплемент (в редких случаях);

4) участвуют в дифференцировке В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа;

5) участвуют в аутоиммунных процессах.

Иммуноглобулины - это молекулы гликопротеинов, которые продуцируют плазматические клетки в ответ на иммуноген-антиген (чужеродная молекула, включающая иммунный ответ - молекулы поверхности бактерий, вирусов, грибов). Иммуноглобулины выполняют функцию антител.

Общие функции иммуноглобулинов:

  • Специфическое связывание антигена - защитная функция
  • Активация комплемента,
  • Связь с различными клетками иммунной системы

Общая структура иммуноглобулинов (рис.1).

Иммуноглобулины (Igs) - гликопротеины, состоят из легких (L) и тяжелых (Н) полипептидных цепей.
Простейшая молекулу антитела имеет форму Y и состоит из четырех полипептидных цепей: двух Н-цепей и двух цепей L. Четыре цепи связаны дисульфидными мостиками. В молекуле антител различают вариабельные (V L и V H) и константные (C L и C H) области и шарнирный участок.

Н-цепи различны для каждого из пяти классов (изотипов) иммуноглобулинов и обозначаются γ, α, μ, δ и ε, Тип тяжелой цепи определяет название класса, а именно
IgA, IgG, IgM, IgD, IgE. Легких цепей только два вида κ и λ . В структуре молекулы иммуноглобулинов содержатся только один из двух видов легких цепей.

L и Н-цепи подразделяются на вариабельные и константные области. Области состоят из трехмерно уложенных, повторяющихся сегментов, называемых доменами. L цепь состоит из одного переменного (V L) и одного постоянного (C L) домена. Большая часть H цепей состоят из одного переменного (V H) и трёх постоянных (C H) доменов (IgG и IgA имеют три C H доменов, в то время как IgM и IgE - четыре.

Вариабельные области несут ответственность за связывание антигенов, тогда как константные - ответственны за различные биологические функции, например, активацию комплемента, связывание с рецепторами клеточной поверхности, перенос через плаценту..

Обе вариабельные области L и Н-цепей имеют три чрезвычайно переменных («гипервариабельных") аминокислотных последовательности на N конце. Они формируют сайт связывания антигена.

Под действием протеолитического фермента пепсина молекулы иммуноглобулинов расщепляются на два фрагмента: F(ab)2 - связывающий антиген, и Fc - кристаллизующийся. Домены Fc выполняют биологические, эффекторные функции иммуноглобулинов.

При электрофо резе сыворотки крови иммуноглобулины мигрируют во фракции гамма-глобулинов. Т ест на гамма-глобулины используется для оценки количества иммуноглобулинов в крови. Иммуноглобулины вырабатываются организмом в ответ на чужеродные вещества, такие как бактерии, вирусы и раковые клетки.

Тест на гамма-глобулины является диагностической процедурой, которая может помочь врачам определить проблему с тем, чтобы начать лечение. Следует отметить, что этот тест выполняется только в случае серьезных заболеваний.

Результаты определения иммуноглобулинов выдаются через несколько дней, нормальными значениями являются следующие:

  • IgA : 85 - 385 мг / дл
  • IgG : 565 - 1765 мг / дл
  • IgM : 55 - 375 мг / дл
  • IgD : 8 мг / дл или меньшей
  • IgE : 4,2 - 592 мг / дл

Оценка результатов анализа на иммуноглобулины (антитела)

Высокие и низкие значения не являются нормальными и могут быть признаком основного заболевания.

Высокие значения IgA могут быть признаком множественной миеломы, цирроза печени, хронического гепатита, ревматоидного артрита и системной красной волчанки или СКВ.

Низкие значения IgA могут быть признаком повреждения почек, некоторых видов лейкемии и энтеропатии.

Высокие значения IgG могут быть признаком СПИДа, рассеянного склероза и хронического гепатита.

Низкие значения IgG могут быть признаком макроглобулинемии, нефротического синдрома и некоторых видов лейкемии.

Низкие значения IgM могут указывать на множественную миелому, некоторые виды лейкемии и наследственные иммунные заболевания.

Низкие значения IgE являются показателем болезни, называемой атаксия-телеангиэктазия. Это редкое заболевание, при котором нарушена функция мышц.

Терапия гамма-глобулином

При электрофорезе белков сыворотки крови на бумаге или агаре из-за разного соотношения молекулярная масса/заряд белки перемещаются с разной скоростью. Как следствие образуются фракции альбумина, альфа - , бета- и гамма-глобулинов. Гамма-глобулиновая фракция представлена антителами, совокупность которых называют гамма-глобулин.

Доказано, что гамма-глобулин из крови человека может использоваться для лечения инфекций. Этот метод называется терапия гамма-глобулином. Процедура включает введение препарата гамма-глобулина в вену или мышцу.

Иммуноглобулины (Ig), это группа сывороточных белков, гетерогенная по ряду признаков, большинство из них располагается при электрофорезе в области у-глобулинов, а некоторые - в области бета-глобулиновой фракции.

Иммуноглобулины неоднородны по своим физико-химическим и биологическим свойствам, имеют и структурные различия. Экспертный комитет ВОЗ разработал классификацию иммуноглобулинов человека, по которой они делятся на классы A, D, E, G, M.

Иммуноглобулины A

IgA обнаруживаются обычно в иммунных сыворотках в низких концентрациях. По строению, свойствам они отличаются от IgG и IgM. Это гетерогенная группа белков, располагается при электрофорезе в области бета-глобулинов. Состоит из компонентов, отличающихся по массе, константе седиментации -7S, 9S, 11S и 19S. Молекула 7S IgA содержит два активных центра, которые отличаются большим сродством с антигеном, чем 7S IgG антитела той же специфичности.

В состав IgA входят легкие цепи, идентичные по иммунохимическим свойствам легким цепям IgG и IgM того же вида. Н-цепи IgA существенно отличаются от таковых в IgG своим размером и строением.

IgA составляют около 20% общего количества иммуноглобулинов и есть основными секреторными иммуноглобулинами. Содержатся в молозиве, слезной жидкости, желчи, кишечном соке, мокроте. Секреторные иммуноглобулины A важны в защите от кишечных, респираторных инфекций, определяют выраженность местного иммунитета. С этим классом Ig связано развитие иммунитета при респираторных заболеваниях, нарушение синтеза IgA сопровождается развитием заболеваний дыхательных путей.

В слизистой оболочке пищеварительного аппарата преобладают плазмоциты, синтезирующие секреторные IgA, ответственные за иммунную защиту человека от кишечной инвазии.

IgA секретируемых жидкостей (бронхов, кишок, слюны) идентичны между собой, но отличаются от IgA сыворотки крови дополнительной цепью (I).

Иммуноглобулины D

Эти белки отличаются от остальных классов иммуноглобулинов строением Н-цепей и биологическими свойствами. Иммуноглобулины D присутствуют в биологических жидкостях в очень малых концентрациях и составляют около 1% всех Ig. Их молекулярная масса составляет около 180000.

IgD не обладает свойством фиксировать комплемент, не проходит сквозь плаценту. Его роль в организме изучена крайне недостаточно. Полагают, что IgD имеют отношение к иммунологической памяти.

Иммуноглобулины Е

К группе IgE относятся антитела типа реагинов, ответственных за немедленного типа. Они не проходят сквозь плаценту, не фиксируют комплемент, не переносят кожную пассивную анафилаксию с сывороткой крови. Для них характерна способность сенсибилизировать кожу человека, поэтому одним из методов их обнаружения является реакция пассивного переноса Прауснитца - Кюстнера. Сенсибилизируют они и слизистые оболочки носа, глаз, дыхательного аппарата. У здоровых лиц их уровень очень низкий. При аллергии уровень IgE увеличивается в 4-30 раз. Они содержат 20% легких цепей, 80% - тяжелых (тяжелые цепи Е-цепи). Константа седиментации IgE 8S. В электрическом поле мигрируют с у- и бета-фракцией глобулинов сыворотки при pH 8,6.

Реагины - непреципитирующие антитела, что создает трудности для их выявления. Существует ряд методов определения IgE. Комплекс реагин - аллерген соединяется с субстратом, который обнаруживается радиологическими методами. Выявляют как суммарное общее количество IgE, так и уровень IgE против того или иного аллергена (специфические реагины). Используется и ряд других методов (реакция дегрануляции базофильных гранулоцитов, дегрануляции тканевых базофилов).

Реагины бивалентны. Одним концом они соединены тяжелыми цепями (Fc) с клеткой, другим (Fab) - с аллергеном. Одна молекула аллергена соединяется с двумя молекулами реагина.

Реагины могут соединяться и с клетками гладких мышц органов (бронхи, кишки, матка), соединительной ткани и крови (тканевые базофилы, базофильные гранулоциты, лимфоциты), с клетками эндотелия капилляров и другими тканями. Указанные клетки имеют рецепторы к Fc IgE. IgE образуются только у человека, но могут фиксироваться и клетками тканей животных. Реагины обнаруживаются и в секрете слизистой оболочки носа больных поллинозом, при реакциях реагинового типа в секрете бронхов появляются эозинофильные гранулоциты.

После открытия IgE как антитела, ответственного за немедленный тип аллергических реакций, долгое время считали, что другие виды Ig не участвуют в механизмах аллергии, в частности в патогенезе астмы. Однако постепенно накопились данные о том, что иммуноглобулины других классов играют существенную роль.

Иммуноглобулины различных классов имеют существенные физико-химические, структурные различия, определяющие их биологические свойства.

Все многообразие свойств и биологических функций антител определяется Fc- и Fab-фрагментами иммуноглобулинов различных классов. Fab-фрагмент - носитель активного центра - определяет авидность антител, то есть степень их способности связываться с антигеном. Так, иммуноглобулин G и иммуноглобулин M отличаются по своей авидности зависимо от вида антигена. Например, корпускулярные антигены более прочно взаимодействуют с IgM, что объясняется поливалентностью этого вида иммуноглобулинов. Более простые по строению антигены (белковые, полисахаридные) прочнее связываются с IgG, активный центр которого отличается большей авидностью.

Структурные различия Fc-фрагментов различных классов иммуноглобулинов определяют неодинаковые свойства антител к одному антигену, их разную способность фиксировать комплемент, нейтрализовать токсины, проницаемость через биологические мембраны и т. д. Например, способность связывать комплемент играет очень большую роль как в реализации защитных реакций организма, так и в участии комплементсвязывающих антител в формировании иммунопатологических процессов.

Fc-фрагмент имеет цитотропный участок, благодаря которому иммуноглобулины присоединяются к клеткам (гомоцитотропность антител); это может привести к реакции соответствующих клеток. Такого рода реакции клеток заканчиваются высвобождением биологически активных субстанций типа гистамина, что имеет место при аллергии немедленного типа.

Такая гомоцитотропность присуща IgE, которые в основном определяют патогенез аллергических заболеваний.

Антитела, принадлежащие к различным классам иммуноглобулинов, играют неодинаковую роль в формировании патологического процесса. Исследование иммуноглобулинов имеет очень важное значение в оценке состояния иммунологической реактивности и особенно в диагностике заболеваний с нарушением иммунной системы.

Важным моментом изучения иммуноглобулинов явилось создание простых количественных методов, основанных на использовании моноспецифических сывороток. Наибольшее распространение получил метод радиальной диффузии.

В большинстве исследований обычно используется определение трех классов иммуноглобулинов - G, M, A. Иммуноглобулины D, Е определяются реже. Исследование IgE проводится с помощью специальных методик.

Нормальное соотношение иммуноглобулинов: иммуноглобулин G -85%, иммуноглобулин A-10%, иммуноглобулин M -5%, иммуноглобулин D и иммуноглобулин E - менее 1%. Уровень IgG у новорожденных составляет 80% и более от уровня у взрослых. У пожилых наблюдается наоборот повышение уровня всех классов иммуноглобулинов.

При оценке гуморального звена иммунитета важно не только определение количества отдельных классов иммуноглобулинов, но и выявление содержания антител к конкретному антигену.

Концентрация иммуноглобулинов отражает состояние органов иммунитета, силу антигенного стимула, но нет прямой зависимости между содержанием иммуноглобулинов и уровнем антител к определенному антигену.

Большое значение придается изучению соотношения иммуноглобулинов при бронхиальной астме. При этом многие авторы отмечают наличие дисиммуноглобулинемии, выраженность которой находится в определенной зависимости от формы и тяжести заболевания. Однако нет четко выраженной закономерности в этом отношении.

Многие исследователи отмечают увеличение уровней иммуноглобулинов всех классов при инфекционно-аллергической астме. Ряд указывают на значительное колебание уровня различных классов иммуноглобулинов. Эта неоднородность объясняется большим разнообразием обследованных контингентов больных, многообразием этиологии и патогенеза заболевания и степени его тяжести.

Представляют большой интерес данные о содержании IgE у астматиков. Отмечается резкое увеличение его при атопической форме астмы, менее выраженное при инфекционно-аллергической форме заболевания. рассматривают высокое содержание иммуноглобулина E в крови при одновременном снижении IgA как плохой прогностический признак.

Что касается иммуноглобулинов в бронхиальном секрете, то литературные сведения очень разнообразны. Указывается на более высокий уровень IgA и IgG в смыве из бронхов больных астмой по сравнению с содержанием их у больных бронхитом. Аллергологи объясняют это гиперсекрецией Ig при бронхиальной астме. Другие авторы, наоборот, отмечают снижение содержания иммуноглобулинов в секрете бронхов. Можно полагать, что факт повышения уровня IgG при снижении IgM объясняется длительностью антигенного воздействия.

Иммуноглобулины G

Наиболее изучен класс IgG, который составляет у взрослых людей основную массу иммуноглобулинов (0,8-68 г/л). К IgG относят антитела против множества антигенов, что определяет их важное защитное значение.

Используя методы протеолитической деградации, медики расшифровали структуру молекулы IgG. Как выяснилось, иммуноглобулины G состоят из 2 легких (L-цепи) и 2 тяжелых (Н-цепи) цепей полипептидов, соединенных дисульфидными (-S-S-) мостиками, а также менее прочными ковалетными связями. L-цепи идентичны у всех классов иммуноглобулинов, основные структурные различия Ig локализованы в Н-цепях. Более детальные исследования Н-цепей позволили выделить внутри IgG четыре субкласса, изотипа. Подклассы IgG разделяются по своему действию и специфичности. Скорость осаждения IgG - 7S, молекулярная масса - 160000, состоит из 1330 аминокислот. Молекула иммуноглобулина G имеет два центра одинакового строения, которые являются рабочей частью молекулы и называются также комбинирующими участниками.

От IgG с помощью протеолитических ферментов можно отделить 1 участок, включающий две части тяжелых цепей, которые не имеют активного центра, Fc-фрагмент (Fragment constant). Остальная часть молекулы разделена на два Fab-фрагмента (Fragment antigen binding), которые могут связывать антиген и включают по одной легкой цепи, части тяжелой цепи. Каждый Fab-фрагмент имеет один активный центр, определяющий специфичность антител. Активный центр, или иначе комбинирующий участок, образован небольшим числом аминокислот (около 15) и придает молекуле специфичность и уникальную изменчивость. Этот активный участок имеет отношение к обеим цепям.

Вариабельность аминокислотного состава в активном участке Fab-фрагмента обеспечивает формирование большого числа структурных вариантов, комплементарных множеству природных и синтетических антигенных детерминант. Постоянство другого Fc-фрагмента определяет однотипность эффекторной функции данного класса иммуноглобулинов. IgG - единственный из иммуноглобулинов, способный переходить через плаценту.

Иммуноглобулин М

Белки этого класса составляют 5-10% сывороточных иммуноглобулинов. Они являются макроглобулинами, имеют молекулярную массу 900000-1000000, при электрофорезе мигрируют в зоне бета-глобулинов. Молекула иммуноглобулина M состоит из пяти ъединиц, каждая соответствует IgG, состоит из 2 тяжелых, 2 легких цепей. Все они связаны дисульфидными мостиками. Аминокислотный состав и антигенное строение легких цепей сходны с таковыми IgG. Тяжелые цепи IgM отличаются он Н-цепей IgG по молекулярной массе, аминокислотному составу и антигенному строению.

Так как молекула IgM включает пять субъединиц, аналогичных IgG, поэтому следовало ожидать в ней наличия десяти активных центров, но исследования показывают, что в каждой субъединице один из активных центров ввиду пространственных затруднений недоступен для антигена.

IgG образуются на ранних этапах иммунизации различными антигенами. При воздействии антигенами белковой природы синтез IgM быстро сменяется синтезом IgG- антител; если антигены полисахаридной природы, IgM синтезируются одновременно с IgG. IgM мало специфичны, но в комплексе с антигеном обладают высокой активностью фиксировать комплемент, что способствует быстрому разрушению антигена. Эта особенность очень важна на ранних этапах инфицирования организма.

Виды иммуноглобулинов по характеру действия

Помимо оценки отдельных классов иммуноглобулинов имеет значение и определение характера действия иммуноглобулинов. При аллергических заболеваниях помимо реагинов выявляют и другие типы антител (преципитины, гемагглютинины, блокирующие). Они могут принимать участие в разных аллергических процессах — бронхиальная астма, пищевая аллергия, лекарственная аллергия, поллинозы.

Преципитирующие антитела (чаще иммуноглобулин G), участвующие в аллергических процессах, являются компонентом иммунных комплексов. Последние локализуются, проникая через сосудистую стенку, в бронхиальных альвеолах. Активация комплемента, выделение лейкотаксических факторов ведут к появлению гранулоцитов и макрофагов. Разрушение последних освобождает ферменты и монокины, повреждающие ткань легкого, и формирует ее фиброз. Развивается воспалительная реакция, опосредованная биологически активными веществами.

Комплементсвязывающие антитела участвуют в патогенезе таких аллергозов, как реакции типа «обратной» анафилаксии, цитотоксический анафилактический шок, анафилактический шок при бактериальной аллергии, туберкулиновый шок; встречаются они и при поллинозах.

Блокирующие аллергические антитела есть в крови выздоравливающих от аллергии. Они относятся к иммуноглобулинам G, термостабильны, не сенсибилизируют кожу, не вызывают образования преципитата. Этот вид антител образуется после проведения специфической гипосенсибилизации.

Гемагглютинирующие антитела - антитела, способные специфически реагировать с эритроцитами, соединенными с аллергеном. Окончательно не установлено, обладают ли этим свойством к агглютинации и другие виды антител (реагины или блокирующие).

Аллергические антитела специфичны, но к некоторым видам аллергенов специфичность относительна, возможно развитие так называемых перекрестных реакций. Реакции между антигеном (аллергеном) и антителом многообразны и ведут к различным клиническим проявлениям.

Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург

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