Функциональные значение иммуноглобулинов разных классов

Классы иммуноглобулинов.

В зависимости от строения константных областей тяжелых
цепей все иммуноглобулины подразделяют на пять классов:
IgG, IgE, IgD, IgM и IgA.

Различия в строении молекул:

При этом в их составе соответственно содержатся γ, ε, δ, μ и α Н-цепи, χ или λ вариант L-цепей, т. е. каждый класс иммуноглобулинов представлен двумя типами молекул, например IgGχ и IgGλ. и т. д.. Первые три класса иммуноглобулинов IgG, IgE, IgD являются мономерами и содержат два антигенсвязывающих центра. IgM – полимер, состоит из пяти мономерных молекул, полимеризованных (связанных) в области Fc-фрагментов j-цепями. IgA в сыворотке крови, как и IgG, – мономер, а в секретах слизистых оболочек, межтканевой жидкости – полимер, состоящий из двух мономерных молекул IgAS, защищённый от воздействия протеолитических ферментов особым полипептидом (секреторным компонентом Sc).

Функциональные значение иммуноглобулинов разных классов

Иммуноглобулины класса М. Содержатся в сыворотке крови. Синтезируются при первичном попадании Аг в организм. Пик образования приходится на 4-5 сутки. Эти АТ низкоаффинны, но высокоавидны из-за большого числа активных центров. Аффинность, или аффинитет (К-константа связывания) – это сила связывания отдельной детерминанты (эпитопа) антиген со специфическим к нему активным центром (паратопом) антитела. Авидность, или авидитет – это прочность связывания всей молекулы иммуноглобулина с антигеном.

Образование IgМ к некоторым антигенам (например, к жгутиковым Аг бактерий) осуществляется постоянно. К IgM относится значительная часть АТ, вырабатывающихся к Аг грамотрицательных бактерий. Наличие IgM к Аг конкретного возбудителя указывает на острый инфекционый процесс. Т.к. эти антитела состоят из 5 мономеров, их молекула приобретает 10 Аг-связывающих участков. В комплексе с антигеном IgМ более эффективно активирует комплемент, чем IgG. IgМ опсонизируют, агглютинируют, препицитируют и лизируют содержащие Аг структуры.

Иммуноглобины класса G. У человека являются наиболее важными. Составляют основную массу иммуноглобулинов сыворотки крови и до 75 % всех Ig. Они неоднородны построению Fc-фрагмента, в связи с этим различают их четыре субкласса: G1, G2, G3, G4. В большом количестве появляются при вторичном иммунном ответе. Иммуноглобины класса G обеспечивают противоинфекционную защиту, связывают токсины, усиливают фагоцитарную активность, активируют систему комплемента, вызывают аглютинацию бактерий и вирусов. Они способны переходить через плаценту, обеспечивая новорожденному пассивный иммунитет.

Иммуноглобины класса А. Делят на 2 разновидности: сывороточные и секреторные. Первые из них находятся в крови (15-20 % всех Ig), вторые - в различных секретах. Соответственно этому сывороточный иммуноглобин А принимает участие в общем, иммунитете, а секреторный обеспечивает местный иммунитете, создавая барьер на пути проникновения инфекций и токсинов в организм.

Секреторный находится в наружных секретах - в слюне, слизи трахеобронхиального дерева, мочеполовых путей, молоке. Молекулы иммуноглобина А, присутствующие во внутренних секретах и жидкостях, существенно отличаются от молекул наружных секретов. Секреторный компонент, по всей видимости, образуется в эпителиальных клетках и в дальнейшем присоединяется к молекуле IgA.

IgA нейтрализует токсины и вызывает аглютинацию микроорганизмов и вирусов. Содержание IgA резко возрастает при заболеваниях верхних дыхательных путей, пневмониях, инфекционных заболеваниях желудочно-кишечного тракта и др.

Иммуноглобины класса Е. Принимают участие в нейтрализации токсинов, опсонизации, аглютинации и бактериолизисе, осуществляемом комплементом. К этому классу также относятся некоторые природные антитела, например к чужеродным эритроцитам. Содержание IgE повышается при инфекционных заболеваниях у взрослых и детей. Защитные свойства направлены преимущественно против гельминтов (нематод).

Иммуноглобины класса D. Представляют собой антитела, локализующиеся в мембране плазматических клеток, в сыворотке их концентрация невелика. Служат рецептором В-лимфоцитов. Их количество увеличивается при некоторых вирусных заболеваниях. Предполагают, что они участвуют в аутоиммунных процессах.

У новорожденных в крови имеется только материнский IgG (8-10 г/л), уровень которого снижается к 5-6 месяцам (до 5 г/л). Количество IgA и IgM очень небольшое (0,02-0,1 г/л). К году их уровень увеличивается. У 2-х-летних детей уровень иммуноглобулинов близок к нормам взрослых.

Кроме различных классов иммуноглобулинов, между молекулами АТ существуют аллотипические, изотипические и идиотипические отличия.

Аллотипы иммуноглобулинов – это вариации в их строении у разных индивидуумов. Их наличие обусловлено различиями небольших аминокислотных последовательностей константных участков тяжелых и легких цепей в результате незначительного полиморфизма генов, кодирующих их синтез. Аллотипические различия не влияют на функциональные свойства АТ.

Изотипы иммуноглобулинов – молекулы иммуноглобулинов, у которых константные (С) домены тяжелых цепей генетически и структурно различаются. Примеры – пять классов иммуноглобулинов. Структурные различия в составе цепей влияют на функциональные свойства АТ.

Идиотипы – совокупность антигенных детерминант V-областей антител. Идиотипические детерминанты расположены в антигенсвязывающих центрах. Все молекулы Ig, продуцируемые отдельным лимфоцитом и его потомками (т.е. клоном плазматических клеток), несут один и тот же идиотип и обозначаются термином «моноклональные антитела».

Моноклональные антитела.

Моноклональные антитела моноспецифичны и являются исключительно удобным диагностическим средством.

Ц. Мильштейн и Г.Келер в 1975 г. разработали методику получения моноклональных антител, которые называют гибридомами и по сути представляют собой бессмертные клоны непрерывно делящихся В-клеток. Получают гибридом путем слияния нормальных по продолжительности жизненного цикла лимфоцитов, продуцирующих антитела, с опухолевыми (бессмертными) дефектными линиями В-клеток, не способных к секреции иммуноглобулинов. Для иммунизации антигеном (имеет 2 и больше детерминант) используют мышей или крыс. Получают лимфоциты селезенки. При слиянии нормальных и опухолевых лимфоцитов разрушают клеточные стенки нормальных лимфоцитов с помощью полиэтиленгликоля.

Получены гетерогибридомы (человеческая антителообразующая клетка + мышиная опухолевая В-клетка). Они не вызывают иммунной реакции при введении человеку.

Путем клонирования гибридом можно получить набор моноклональных антител фактически против любых эпитопов определенного иммуногена. С помощью гибридом можно получить неограниченное количество антител, которые сохраняют свою высокую специфичность и чувствительность.