Динамика продукции различных типов иммуноглобулинов. Классы и типы иммуноглобулинов. Основные биологические характеристики антител
Иммунодефицитные состояния (ИД) возникают в результате выпадения или недостаточности функции одного или нескольких элементов иммунной системы. Причинами заболеваний, обусловленных специфической иммунной недостаточностью, служат нарушения функций Т- или В-лимфоцитов – основы приобретенного иммунитета. Неспецифические иммунодефициты связаны с нарушениями в таких элементах иммунной системы, как комплемент, фагоциты, белки острой фазы воспаления.
^ ИД можно разделить на 3 группы.
Физиологические иммунодефициты (новорожденность, беременность, старость).
Первичные (врожденные), как правило, наследственные, но могут возникнуть и вследствие дефектов, возникших в эмбриональный период.
Вторичные – вследствие эндогенных факторов (болезни) или экзогенных (радиация и др.)
Иммунодефицит раннего постнатального периода.
Онтогенез
HLA-антигены у эмбриона появляются через 96 ч после оплодотворения (8 клеточных делений),
4-5 неделя – полипотентная (гемопоэтическая) стволовая клетка образуется в каудальном отделе спланхноплевры.
5-6 неделя – миграция в желточный мешочек, печень, там определяются все форменные элементы крови, даже Т-лимфоциты, хотя тимуса еще нет, но эпителий закладки тимуса уже секретирует активные тимические факторы.
7-8 недель – тимус заселяется Т-лимфоцитами.
8-10 неделя – лимфоциты определяются в периферической крови
10-12 неделя лимфоциты проявляют способность к адгезии, реакции бластной трансформации на ФГА и реакции трансплантат против хозяина (только на ксенотрансплантаты).
11-12 неделя – заселяется селезенка и костный мозг, органы, где уже в значимых количествах появляется В-лимфоциты.
12 недель – за 4 недели количество лимфоцитов в тимусе увеличивается в 30-40 раз, тимус приобретает дефинитивное строение.
12-16 неделя начинают синтезироваться фетальные антигены α (АФП), α 2 , γ, β-протеин и др., примерно 10 антигенов (раково-эмбриональные антигены), оказывающие супрессивное действие на иммунитет матери.
13-16 неделя – начинают заселяться лимфатические узлы, а еще позже – лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистой.
С 16-20 недели – количественное соотношение Т и В клеток в органах иммунной системы в целом соответствует таковому у взрослых: в тимусе – Т-85%, В-1,5%, в лимфатических узлах – Т-50-60%, В-1-10%, в селезенке – Т-10%, В-35%, в костном мозге – Т-2%, В-20%. Однако до момента рождения из тимуса выселяются лишь γδ + -клетки с ограниченной способностью к распознаванию антигена.
С 20 недели – на инфицирование плод отвечает образованием плазматических клеток и выработкой антител классов IgM, IgD, IgG и IgA.
36-40 неделя – в периферической крови 3-6*10 9 /л лейкоцитов.
Формирование иммунной системы не завершается к моменту рождения. После рождения на протяжении нескольких недель периферия иммунной системы заселяется αβ + -клетками. В течение периода колонизации лимфоидных органов Т-лимфоцитами функция тимусзависимого звена иммунной системы остается сниженной. Это проявляется:
снижением реакции ГЗТ (появляются на последних стадиях эмбриогенеза и достигают полного развития только к 1 году),
слабостью ответа Т-клеток на митогены и антигены, лишь ответ на антигены гистосовместимости (гомотрансплантаты) формируется рано, к моменту рождения,
низкой выработкой цитокинов. Недостаточность продукции интерферона приводит к снижению функции макрофагов, низкая секреторная активность Тх2-клеток и слабая экспрессия CD40, приводит недостаточности синтеза антител.
^
Динамика становления продукции иммуноглобулинов
В организме плода в заметных количествах образуется лишь IgM (с 11-13 недели беременности), преимущественно выступает в качестве групповых факторов - аглютининов. К рождению 0,1-0,2 г/л. Если выше – возможно внутриутробное инфицирование. Синтез IgM достигает уровня взрослых на втором году жизни.
IgG (все субклассы) появляются в крови плода на 10-12 неделе. Он поступает из организма матери через плаценту посредством процесса Fc-зависимого транспорта. Первый пик содержания IgG приходится на момент рождения (уровень как у взрослого) Время полужизни молекул IgG в циркуляции составляет примерно 20-23 дня, поэтому уровень материнского IgG к 2-м месяцем снижается вдвое, к 6 – практически исчезает. Собственный синтез IgG начинается примерно с 3 месяцев, но «взрослого» уровня он достигает лишь к 3-6 годам.
У новорожденных в крови такой же, как у матерей и даже выше, титр антител к:
токсинам дифтерийной палочки, столбняка, стафилококка и стрептококка,
вирусу полиомиелита и японского энцефалита.
вирусу гриппа (А2, С)
вирусу парагрипа (I, II, III)
Титр антител поддерживается при кормлении ребенка грудью. Так как у грудных детей IgG-антитела могут всасываться в ЖКТ, не теряя активность.
Материнские иммуноглобулины других классов не преодолевают плацентарный барьер в связи с отсутствием на поверхности клеток трофобласта соответствующих Fc-рецепторов, а также из-за больших размеров молекул IgA и IgM.
Сывороточный уровень IgA у новорожденного – 0,002-0,02 г/л, начинает синтезироваться в заметных количествах с 3-6 месяцев, но в период кормления грудью, поступает с молоком матери, защищает, слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта и частично всасывается в неизмененном виде. Секреторный компонент начинает синтезироваться через неделю после рождения и достигает дефинитивных значений только к 10-11 годам.
Способность к образованию IgE, плод приобретает на 11-12 неделе, к рождению концентрация достигает 10-200 мкг/л. После рождения уровень медленно растет (у здоровых), достигая пика к 6-15 годам, затем постепенно снижается до «взрослого» содержания – менее 300 мкг/л. Период полувыведения IgE из кровотока 2-3 суток, в тканях длительность его полужизни 8-14 суток.
В возрасте 3-6 месяцев выраженность гуморального дефицита достигает максимума, так как исчерпываются запасы материнских IgG, a собственные IgG только начинают синтезироваться. Особенно это выражено у недоношенных. В годовалом возрасте суммарный синтез иммуноглобулинов составляет примерно 60% от количества у взрослого (IgG –80%, IgM – 75%, IgA – 20%) После года спектр гуморального дефицита сужается, но полностью дефицит ликвидируется только к 10 годам.
На ранних этапах онтогенеза антигенраспознающий репертуар V-генов более узкий, чем у взрослых, так как в состав перестроенного V-гена иммуноглобулинов и TCR с большей вероятностью включаются зародышевые V-сегменты, прилежащие к 3"-концу этой генетической области.
Таким образом, у детей первых лет жизни имеет место естественный клеточный и в большей степени гуморальный иммунодефицит, проявляющийся не только снижением синтеза всех изотипов иммуноглобулинов, но и уменьшением их специфичности. Указанные особенности обуславливают повышенную восприимчивость детей к простудным заболеваниям и прочим инфекциям.
^
Иммунодефицит при старении
Трудно точно определить возраст, в котором проявляется старческий иммунодефицит. Большинство клинически значимых проявлений иммунодефицита появляются обычно после 70 лет или могут не проявляться вовсе. Однако изменения в иммунной системе, в итоге приводящие к старческому иммунодефициту, постепенно проявляются в течение всей жизни человека. Так, инволюция тимуса начинается с годовалого возраста.
^
Этапы возрастной инволюции тимуса.
1. «Перифериализация» функций тимуса.
Часть «полномочий» передается от тимуса популяции периферических Т-лимфоцитов.
На периферии происходит накопление Т-клеток памяти против эпитопов, маркирующих основные внешние агенты (инфекционные, пищевые и т.д.), эта «библиотека» поддерживается на периферии и обеспечивает защиту от основной массы потенциально агрессивных факторов.
Тимусзависимый путь развития поддерживается в незначительном масштабе при необходимости ответа на более экзотические иммуногены.
Снижение «пропускной способности» тимуса. Число Т-клеток, образующихся в тимусе у старых людей, составляет менее 1% от их количества, продуцируемого тимусом новорожденных.
Снижение секреции основного гормона тимуса тимулина. Начинается с периода полового созревания и к возрасту 60 лет гормон практически не удается обнаружить. Уровень других гормонов тимуса с возрастом также снижается, хотя и несколько слабее.
Позже 60 лет происходит резкое опустошение тимуса: одновременно утрачиваются эпителиальные и лимфоидные клетки. В первую очередь атрофируется кора, участки нормальной ткани тимуса сохраняются вокруг сосудов.
Дефицит гормонов тимуса приводит к функциональной недостаточности периферических Т-лимфоцитов. Этот эффект, как правило, достаточно долго компенсируются и не приводят к проявлениям иммунодефицита, однако после 60-70 лет обычно регистрируется:
снижение численности Т-лимфоцитов на периферии (особенно в циркуляции). В большей степени оно затрагивает CD4 + , чем СВ8 + субпопуляцию,
среди хелперов в большей степени снижаются Th1-, чем Тh2-клетки,
численность В-лимфоцитов и NK-клеток существенно не изменяется,
активность фагоцитов может даже повышается,
снижается тимусзависимый гуморальный ответ вследствие чего нарушается «созревание аффинитета» повышается концентрация низкоаффинных иммуноглобулинов, преимущественно IgA. В специфический гуморальный ответ вовлекается ограниченное число специфических клонов (олигоклональный ответ) и увеличивается вклад поликлональной (т.е. неспецифической) составляющей,
нарушаются селекционные процессы в тимусе и регуляторная активность Т-клеток,
примерно у 50 % старых людей определяются высокий титр аутоантител к распространенным (ДНК, коллаген, IgG), и органоспецифическим (белки щитовидной железы) антигенам. Это накопление аутоантител довольно редко проявляется клинически, но положительно связано со смертностью старых людей от сосудистых заболеваний и рака.
Показано, что развитие климактерического синдрома (КС) и его тяжесть во многом определяются гиперактивностью аутоиммунных реакций по отношению к антигенам яичников. В качестве критериев тяжести КС предложено использовать следующие величины титров антител против яичников:
легкая степень тяжести - от 1:8 до 1:32;
средняя степень тяжести - от 1:32 до 1:128;
тяжелый КС - выше 1:128 [МайданникИ.Л., 1988].
Резюмируя вышеизложенное, следует подчеркнуть: возрастные нарушения в тимусе и ослабление Т-клеточного надзора создают повышенную предрасположенность к аутоиммунным процессам, способствует повышению частоты опухолей, приводят к ослаблению проявлений аллергических процессов.
Повторные и хронические стрессы могут ускорить старение иммунной системы.
Оглавление темы "Гуморальные имунные реакции. Основные типы антител. Динамика антителообразования.":На скорость образования антител (АТ ) влияет ряд факторов: доза Аг (сила Аг-воздействия), частота Аг-стимуляции и состояние иммунной системы индивида (то есть его иммунный статус). Если организм впервые встречается с Аг, то развивается первичный иммунный ответ, а при повторном контакте - вторичный ответ (рис. 10-11).
Первичный иммунный ответ
Появлению антител (АТ) предшествует латентный период продолжительностью 3~5 сут. В это время происходит распознавание Аг и образование клонов плазматических клеток. Затем наступает логарифмическая фаза, соответствующая поступлению антител (АТ) в кровь; её продолжительность - 7-15 сут. Постепенно титры антител (АТ ) достигают пика и наступает стационарная фаза, продолжительностью 15-30 сут. Её сменяет фаза снижения титров AT, длящаяся 1-6 мес. В основу пролиферации клеток-продуцентов AT заложен принцип селекции. В динамике антителообразования титры высокоаффинных AT постепенно нарастают: после иммунизации аффинность AT к Аг постоянно увеличивается. Первоначально образуются IgM, но постепенно их образование уменьшается и начинает преобладать синтез IgG. Так как переключение синтезов от IgM к IgG не меняет идиотипа AT (то есть его специфичность по отношению к конкретному Аг), то оно не связано с клональной селекцией. Особенности первичного ответа - низкая скорость антитело -образования и появление сравнительно невысоких титров AT.
Рис. 10-11. Динамика образования антител (АТ) при первичном и вторичном иммунных ответах . По оси абсцисс - время (сут), по оси ординат - титр AT (разведения).Вторичный иммунный ответ
После антигенной стимуляции часть В- и Т-лимфоцитов циркулирует в виде клеток памяти. Особенности вторичного иммунного ответа - высокая скорость антителообразования, появление максимальных титров антител (АТ ) и длительное (иногда многолетнее) их циркулирование.
Основные характеристики вторичного имунного ответа
:
образование антител
(АТ) индуцируется значительно меньшими дозами Аг;
индуктивная фаза
сокращается до 5-6 ч;
среди антител
(АТ) доминируют IgG с большой аффинностью, пик их образования наступает раньше (3-5 сут);
Антитела
(АТ) образуются в более высоких титрах и циркулируют в организме длительное время.
Характеристика основных классов иммуноглобулинов.
Основные биологические характеристики антител.
1. Специфичность - способность взаимодействия с определенным (своим) антигеном (соответствие эпитопа антигена и активного центра антител).
2 . Валентность- количество способных реагировать с антигеном активных центров (это связано с молекулярной организацией- моно- или полимер). Иммуноглобулины могут быть двухвалентными (IgG) или поливалентными (пентамер IgM имеет 10 активных центров). Двух- и более валентные антитела навывают полными антителами . Неполные антитела имеют только один участвующий во взаимодействии с антигеном активный центр (блокирующий эффект на иммунологические реакции, например, на агглютинационные тесты). Их выявляют в антиглобулиновой пробе Кумбса, реакции угнетения связывания комплемента.
3. Афинность - прочность связи между эпитопом антигена и активным центром антител, зависит от их пространственного соответствия.
4. Авидность - интегральная характеристика силы связи между антигеном и антителами, с учетом взаимодействия всех активных центров антител с эпитопами. Поскольку антигены часто поливалентны, связь между отдельными молекулами антигена осуществляется с помощью нескольких антител.
5. Гетерогенность - обусловлена антигенными свойствами антител, наличием у них трех видов антигенных детерминант:
- изотипические - принадлежность антител к определенному классу иммуноглобулинов;
- аллотипические- обусловлены аллельными различиями иммуноглобулинов, кодируемых соответствующими аллелями Ig гена;
- идиотипические- отражают индивидуальные особенности иммуноглобулина, определяемые характеристиками активных центров молекул антител. Даже тогда, когда антитела к конкретному антигену относятся к
одному классу, субклассу и даже аллотипу, они характеризуются специфическими отличиями друг от друга (идиотипом ). Это зависит от особенностей строения V- участков H- и L- цепей, множества различных вариантов их аминокислотных последовательностей.
Понятие о поликлональных и моноклональных антителах будет дано в следующих разделах.
Ig G. Мономеры, включают четыре субкласса. Концентрация в крови- от 8 до 17 г/л, период полураспада- около 3- 4 недель. Это основной класс иммуноглобулинов, защищающих организм от бактерий, токсинов и вирусов. В наибольшем количестве IgG- антитела вырабатываются на стадии выздоровления после инфекционного заболевания (поздние или 7S антитела), при вторичном иммунном ответе. IgG1 и IgG4 специфически (через Fab- фрагменты) связывают возбудителей (опсонизация) , благодаря Fc- фрагментам IgG взаимодействуют с Fc- рецепторам фагоцитов, способствуя фагоцитозу и лизису микроорганизмов. IgG способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент. Только IgG способны транспортироваться через плаценту от матери к плоду (проходить через плацентарный барьер) и обеспечивать защиту материнскими антителами плода и новорожденного. В отличие от IgM- антител, IgG- антитела относятся к категории поздних- появляются позже и более длительно выявляются в крови.
IgM. Молекула этого иммуноглобулина представляет собой полимерный Ig из пяти субъединиц, соединенных дисульфидными связями и дополнительной J- цепью, имеет 10 антиген- связывающих центров. Филогенетически это наиболее древний иммуноглобулин. IgM- наиболее ранний класс антител, образующихся при первичном попадании антигена в организм. Наличие IgM- антител к соответствующему возбудителю свидетельствует о свежем инфицировании (текущем инфекционном процессе). IgM- основной класс иммуноглобулинов, синтезируемых у новорожденных и младенцев. IgM у новорожденных- это показатель внутриутробного заражения (краснуха, ЦМВ, токсоплазмоз и другие внутриутробные инфекции), поскольку материнские IgM через плаценту не проходят. Концентрация IgM в крови ниже, чем IgG- 0,5- 2,0 г/л, период полураспада- около недели. IgM способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент, активизировать фагоцитоз, связывать эндотоксины грамотрицательных бактерий. IgM обладают большей, чем IgG авидностью (10 активных центров), аффинность (сродство к антигену) меньше, чем у IgG.
IgA. Выделяют сывороточные IgA (мономер) и секреторные IgA (IgAs). Сывороточные IgA составляют 1,4- 4,2 г/л. Секреторные IgAs находятся в слюне, пищеварительных соках, секрете слизистой носа, в молозиве. Они являются первой линией защиты слизистых, обеспечивая их местный иммунитет. IgAs состоят из Ig мономера, J-цепи и гликопротеина (секреторного компонента). Выделяют два изотипа- IgA1 преобладает в сыворотке, субкласс IgA2 - в экстраваскулярных секретах.
Секреторный компонент вырабатывается эпителиальными клетками слизистых оболочек и присоединяется к молекуле IgA в момент прохождения последней через эпителиальные клетки. Секреторный компонент повышает
устойчивость молекул IgAs к действию протеолитических ферментов. Основная роль IgA- обеспечение местного иммунитета слизистых. Они препятствуют прикреплению бактерий к слизистым, обеспечивают транспорт полимерных иммунных комплексов с IgA, нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и систему комплемента.
IgE . Представляет мономер, в сыворотке крови находится в низких концентрациях. Основная роль- своими Fc- фрагментами прикрепляется к тучным клеткам (мастоцитам) и базофилам и опосредует реакции гиперчувствительности немедленного типа. К IgE относятся “антитела аллергии”- реагины. Уровень IgE повышается при аллергических состояниях, гельминтозах. Антигенсвязывающие Fab- фрагменты молекулы IgE специфически взаимодействует с антигеном (аллергеном), сформировавшийся иммунный комплекс взаимодействует с рецепторами Fc- фрагментов IgE, встроенных в клеточную мембрану базофила или тучной клетки. Это является сигналом для выделения гистамина, других биологически активных веществ и развертывания острой аллергической реакции.
IgD. Мономеры IgD обнаруживают на поверхности развивающихся В- лимфоцитов, в сыворотке находятся в крайне низких концентрациях. Их биологическая роль точно не установлена. Полагают, что IgD участвуют в дифференциации В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа, участвуют в аутоиммунных процессах.
С целью определения концентраций иммуноглобулинов отдельных классов применяют несколько методов, чаще используют метод радиальной иммунодиффузии в геле (по Манчини)- разновидность реакции преципитации и ИФА.
Определение антител различных классов имеет важное значение для диагностики инфекционных заболеваний. Обнаружение антител к антигенам микроорганизмов в сыворотках крови- важный критерий при постановке диагноза- серологический метод диагностики. Антитела класса IgM появляются в остром периоде заболевания и относительно быстро исчезают, антитела класса IgG выявляются в более поздние сроки и более длительно (иногда- годами) сохраняются в сыворотках крови переболевших, их в этом случае называют анамнестическими антителами.
Выделяют понятия: титр антител, диагностический титр, исследования парных сывороток. Наибольшее значение имеет выявление IgM- антител и четырехкратное повышение титров антител (или сероконверсия - антитела выявляют во второй пробе при отрицательных результатах с первой сывороткой крови) при исследовании парных - взятых в динамике инфекционного процесса с интервалом в несколько дней- недель проб.
Реакции взаимодействия антител с возбудителями и их антигенами (реакция “антиген- антитело”) проявляется в виде ряда феноменов- агглютинации, преципитации, нейтрализации, лизиса, связывания комплемента, опсонизации, цитотоксичности и могут быть выявлены различными серологическими реакциями.
Первичный ответ- при первичном контакте с возбудителем (антигеном), вторичный- при повторном контакте. Основные отличия:
Продолжительность скрытого периода (больше- при первичном);
Скорость нарастания антител (быстрее- при вторичном);
Количество синтезируемых антител (больше- при повторном контакте);
Последовательность синтеза антител различных классов (при первичном более длительно преобладают IgM, при вторичном- быстро синтезируются и преобладают IgG- антитела).
Вторичный иммунный ответ обусловлен формированием клеток иммунной памяти. Пример вторичного иммунного ответа- встреча с возбудителем после вакцинации.
Ответ: Иммуноглобулины:
Иммуноглобулинами называются белки, которые синтезируются под влиянием антигена и специфически с ним реагируют. При электрофорезе они локализуются в глобулиновых фракциях.
Иммуноглобулины состоят из полипептидных цепей. В молекуле иммуноглобулина различают четыре структуры:
Первичная – это последовательность определенных аминокислот. Она строится из нуклеотидных триплетов, генетически детерминируется и определяет основные последующие структурные особенности.
Вторичная определяется конформацией полипептидных цепей.
Третичная определяет характер расположения отдельных участков цепи, создающих пространственную картину.
Четвертичная характерна для иммуноглобулинов. Из четырех полипептидных цепей возникает биологически активный комплекс. Цепи попарно имеют одинаковую структуру.
Любая молекула иммуноглобулина имеет Y-образную форму и состоит из 2 тяжелых (Н) и 2 легких (L) цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками. Каждая молекула ИГ имеет 2 одинаковых антигенсвязывающих фрагмента Fab (англ. Fragment antigen binding) и один Fc-фрагмент (англ. Fragment cristalisable), с помощью которого ИГ комплементарно связываются с Fc-рецепторами клеточной мембраны.
Концевые участки легких и тяжелых цепей молекулы ИГ достаточно разнообразны (вариабельны), а отдельные области этих цепей отличаются особенно выраженным разнообразием (гипервариабельностью). Остальные участки молекулы ИГ относительно низменны (константны). В зависимости от строения констатных областей тяжелых цепей ИГ разделяются на классы (5 классов) и подвиды (8 подвидов). Именно эти константные области тяжелых цепей, существенно отличаясь по аминокислотному составу у различных классов ИГ, в конечном итоге определяют особые свойства каждого класса антител:
lgM активируют систему комплемента;
IgE связывается со специфическими рецепторами на поверхности тучных клеток и базофилов с высвобождением из этих клеток медиаторов аллергии;
IgA секретируется в различные жидкости организма, обеспечивая секреторный иммунитет;
IgD функционирует в основном в качестве мембранных рецепторов для антигена;
в IgG проявляет разнообразные виды активности, в том числе способность проникать через плаценту.
Классы иммуноглобулинов.
Иммуноглобулины G, IgG
Иммуноглобулины G – это мономеры, включающие 4 субкласса (IgGl – 77%; IgG2 – 11%; IgG3 – 9%; IgG4 – 3%), которые отличаются друг от друга по аминокислотному составу и антигенным свойствам. Их содержание в сыворотке крови колеблется от 8 до 16,8 мг/мл. период полураспада составляет 20-28 дней, а синтезируется в течение суток от 13 до 30 мг/кг. На их долю приходится 80% от общего содержания ИГ. Они защищают организм от инфекций. Антитела субклассов IgGl и IgG4 специфически связываются через Fc-фрагменты с возбудителем (иммунное опсонирование), а благодаря Fc- фрагментам взаимодействуют с Fc-рецепторами фагоцитов (макрофагов, полиморфноядерных лейкоцитов), способствуя тем самым фагоцитозу возбудителя. IgG4 участвует в аллергических реакциях и не способен фиксировать комплемент.
Антитела класса IgG играют основополагающую роль в гуморальном иммунитете при инфекционных заболеваниях, вызывая гибель возбудителя с участием комплемента и опсонизируя фагоцитарные клетки. Они проникают через плаценту и формируют антиинфекционный иммунитет у новорожденных. Они способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент, участвовать в реакции преципитации.
Иммуноглобулины М, IgM
Иммуноглобулины М – это наиболее «ранние» из всех классов ИГ, включающие 2 субкласса: IgMl (65%) и IgM2 (35%). Их концентрация в сыворотке крови колеблется от 0,5 до 1,9 г/л или 6% от общего содержания ИГ. За сутки синтезируется 3-17 мг/кг, а период их полураспада составляет 4-8 суток. Они не проникают через плаценту. IgM появляется у плода и участвует в антиинфекционной защите. Они способны агглютинировать бактерий, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент. IgM играют важную роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, в активации фагоцитоза. Значительное повышение концентрации IgM в крови наблюдается при ряде инфекций (малярия, трипаносомозе) как у взрослых, так и у новорожденных. Это показатель внутриутробного заражения возбудителя краснухи, сифилиса, токсоплазмоза, цитомегалии. IgM – это антитела, образующиеся на ранних сроках инфекционного процесса. Они отличаются высокой активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания эндотоксинов грамотрицательных бактерий.
Иммуноглобулины A, IgA
Иммуноглобулины А – это секреторные ИГ, включающие 2 субкласса: IgAl (90%) и IgA2 (10%). Содержание IgA в сыворотке крови колеблется от 1.4 до 4.2 г/л или 13% от общего количества ИГ; ежедневно синтезируется от 3 до 50 мкг/кг. Период полураспада антител составляет 4-5 суток. IgA содержится в молоке, молозиве, слюне, в слезном, бронхиальном и желудочно-кишечном секрете, желчи, моче. В состав IgA входит секреторный компонент, состоящий из нескольких полипептидов, который повышает устойчивость IgA к действию ферментов. Это основной вид ИГ, участвующих в местном иммунитете. Они препятствуют прикреплению бактерий к слизистой, нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент. IgA не определяется у новорожденных. В слюне он появляется у детей в возрасте 2 месяца., причем первым обнаруживается секреторный компонент SC. И только позднее полная молекула SigA. Возраст 3 мес. Многими авторами определяется как критический период; этот период особенно важен для диагностики врожденной или транзиторной недостаточности местного иммунитета.
Иммуноглобулины Е, IgE
Иммуноглобулины D, IgD
Иммуноглобулины D – это мономеры; их содержание в крови составляет 0,03-0.04 г/л или 1% от общего количества ИГ; в сутки их синтезируется от 1 до 5 мг/кг, а период полураспада колеблется в пределах 2-8 дней. IgD участвуют в развитии местного иммунитета, обладают антивирусной активностью, в редких случаях активируют комплемент. Плазматические клетки, секретирующие IgD, локализуются преимущественно в миндалинах и аденоидной ткани. IgD выявляются на B-клетках и отсутствуют на моноцитах, нейтрофилах и Т-лимфоцитах. Полагают, что IgD участвуют в дифференцировке В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа, участвуют в аутоиммунных процессах.
Выполнила студентка 3 курса педиатрического факультета10 группы Магомедова Мадина Антитела – специфические белки гаммаглобулиновой природы образующиеся в
организме в ответ на антигенную стимуляцию
и способные специфически
взаимодействовать с антигеном (как in vivo
так и in vitro в пробирке)
В соответствии с международной
классификацией совокупность сывороточных
белков, обладающих свойствами антител,
называют иммуноглобулинами.
Уникальность антител заключается в том, что
они способны специфически
взаимодействовать только с тем антигеном
который вызвал их образование. Все иммуноглобулины являются
иммунными, то есть образуются в
результате иммунизации контакта
антитела с антигеном.
По происхождению они
подразделяются на:
- нормальные (анамнестические)которые обнаруживаются в любом
организме, как результат бытовой
иммунизации. - инфекционные антитела – которые
накапливаются в организме в период
инфекционного заболевания
- постинфекционные антитела которые
обнаруживаются в организме после
перенесенного инфекционного
заболевания.
- поствакцинальные антитела –
возникает после искусственной
иммунизации. Иммуноглобулины всегда специфичны
антигенам, которые вызвали их
образование.
Иммуноглобулины по
специфичности также делятся на
группы:
- группоспецифические
- видоспецифические
- вариантспецифические
- перекрестнореагирующие В зависимости от локализации
иммуноглобулины разделенны на 3 группы:
- сывороточные, находящиеся в кровяном
русле.
- секреторные- содержатся в секретах
содержимое желудка, в слюнных секретах,
особенно много содержатся в грудном
молоке. То есть это те иммуноглобулины
,которые обеспечивают местный иммунитет
слизистых оболочек.
- поверхностные, находящиеся на
поверхности иммунокомпитентных клеток,
особенно на B- лимфоцитах. Структурной единицей является
мономер, который состоит из двух
легких и двух тяжелых цепей. Класс G и
сывороточные иммуноглобулин А
являются мономерными, другие – это
пентомерные то есть полимерные
иммуноглобулины. У полимерных
иммуноглобулинов имеется
дополнительная полипептитная цепь,
которая объединяет отдельные
субъединицы. Основные биологические свойства
антител:
- специфичность – способность
взаимодействия с определенным своим
антигенном с соответствии эпитопом
антигена и активного центра антител. - валентность – количество антител способных
реагировать с антигеном активных центров, это
связанно с молекулярной организацией моно или
полимер. Иммуноглобулины могут быть двух
валентными (G) или поливалентными, пентомеры
иммуноглобулина М имеют около 10 активных
центров. Двух и более валентные антитела называют
полными антителами. Не полные антитела имеют
только один активный центр взаимодействующий с
антигеном, который блокирует эффект на
иммунологических реакциях (например на
агглютинационные тесты), такие антитела выделяют
в антиглобулиновой пробе Кубса) либо в реакции
угнетения связывания комплимента. - аффильность- это прочная связь между
эпитопом антигена и активным центром
антител (это зависит от их пространственного
соответствия.
- авильность – интегральная характеристика
в силу взаимодействия антигена и антител с
учетом взаимодействия всех активных
центров с эпитопами.Поскольку антигены
зачастую поливалентные связь между
различными антигеннами осуществляется
благодаря нескольким антителам. -гетерогенность обусловлена
антигенными свойствами антитен
,обусловленные наличием в них трех
видов антительных детерминант:
1.изотипические –принадлежность
антител к определенному классу
иммуноглобулинов.
2.аллотипические –обусловлены
аллельными различиями
иммуноглобулинов, кодирующиеся
соответствующими аллельными
генами. 3.идиотипические- отражают
индивидуальные особенности
иммуноглобулинов, определяемыми
характеристиками активных центров
молекул антител даже тогда, когда
антитело к конкретному антигену
относится к одному классу и даже
алотипу, они характеризуются
специфическими отличиями друг от
друга.
Это зависит от особенности строения
Ви-участков Н и R цепи множество
различных вариантов их
аминокислотной последовательности. Характеристики конкретных классов
иммуноглобулинов.
1.Иммуноглобулины класса G- это мономеры,
включающие 4 суб. класса. Концентрация в
крови от 5 до 17 грамм на литр, период
распада антител около 3-4 недель. Это
основной класс иммуноглобул0инов который
защищает организм от бактерий, токсинов и
вирусов. В наибольшем количестве
иммуноглобулины класса G вырабатываются
на стадии выздоровления (после
инфекционного заболевания), их еще
называют поздние антитела при вторичном
иммуном ответе. Иммуноглобулины G1 и G4
специфически через фрагменты
связываются с возбудителем, то есть
происходит опссонизация с
возбудителем. Благодаря FC
фрагментам иммуноглобулин G
взаимодействует с FC фрагментами
фагоцитов, способствуя фагоцитозу или
лизису бактерии. Иммуноглобулины класса G способны
нейтрализовать бактериальный
экзотоксин и связывать комплимент.
Только иммуноглобулины класса G
способны проникать через плаценту и
переходить от матери к плоду, то есть
это единственный иммуноглобулин
который проходит трансплацентарно.
Иммуноглобулины класса G относятся
к категории поздних антител, они
появляются позже и более длительно
циркулируют в крови. IgM- молекула этого иммуноглобулина
представляет собой пентамерий lg,
который состоит из 5 субъединиц,
соединенных дисульфидными связями
и их дополнительной еще одной цепью.
Имеет 10 антиген связывающих
центров. Филогенетически это наиболее древний
иммуноглобулин. Наиболее ранний класс
иммуноглобулинов, который образуется при
первичном попадании антигена в организм и
это основной класс иммуноглобулинов
который синтезируется у новорожденных и
младенцев. Наличие LgM у новорожденных
это как правило показатель внутриутробного
заражениями такими инфекциями как
(краснуха, таксоплазмоз, и другие
внутриутробные инфекции, по скольку
материнские антитела иммуноглобулинов
через плаценту не проходят Конценрация LgM в крови ниже чем LgG
(до 2х грамм на литр) период полу
распада около недели, то есть
разрушаются быстро.
LgM способны агглютинировать
бактерии нейтрализовать вирусы и
активизировать фагоцитоз, связывать
экзотоксин в граммотрицательных
бактерий. LgM обладают болше чем
LgG авильностью- 10 активных центров,
аффильность меньше чем LgG LgA- выделяют сывороточные и секреторные:
-сывороточные от 0.4 до 0.2
- секреторные иммуноглобулины находятся
в большом количестве в ротовой полости,
слизистой носа и в пищеварительных соках.
Они являются первой линией защиты
слизистых, обеспечивая местный иммунитет.
Секреторный иммуноглобулин состоит из
мономера,G цепи и гликопротеина, так
назыаемого секреторного компонента.
LgА1 преобладает в сыворотке и
субкласс второго LgА в
экстраваскулярных секретах Секретный компонент вырабатывается
эпителиальными клетками слизистых
оболочек (присоединяется к молекулам
иммуноглобулина в момент прохождения
последних через эпителиальные клетки.
Секреторный компонент повышает
устойчивость молекул секреторного
компонента иммуноглобулина А к действию
протелитических ферментов. Основная роль
обеспечения местного иммунитета слизистых
оболочек. Они препятствуют прикреплению
бактерии к слизистой, обеспечивают синтез
трансполимерных иммунных комплексов,
нейтрализирует энтеротоксин и активирует
фагоцитоз и систему комплимента. LgЕ представляет собой мономер в
сыворотке крови находящийся в очень
низких концентрациях. Основную роль с
фрагментами прикрепляется к тучным
клеткам и базофилам и опосредует
реакции гиперчувствительности
немедленного типа. К этим LgЕ
относятся антитела аллергии.Уровень
иммуноглобулина повышается также
при гельминтных инвазиях. LgD мономеры обнаруживаются на
поверхности развивающихся В
лимфоцитов. В сыворотке находятся в
крайне редких концентрациях.Их
биологическая роль точно не
установлена,но полагают,что они
участвуют в дифференциации В клеток
,способствуют развитию анти и
диапетического ответа,участвуют в
аутоиммунных процессах. Динамика антителообразования.
Первичный и вторичный иммунный
ответ,первичный возникает
-при первичном контакте с
возбудителем антигена
,вторичный
при вторичном.
Основные отличия первичного от
вторичного
-продолжительность скрытого периода
больше при первичном.
- количество синтезируемых антител
больше при вторичном контакте -последовательность синтеза антител
различных классов при первичном
контакте более длительно
вырабатываются иммуноглобулины
класса М,при вторичном быстро
синтезируются и преобладают
иммуноглобулины класса G .Вторичный
иммунный ответ обусловлен
формированием клеток иммунной
памяти,например, встреча возбудителя
в период вакцинации.
