Лекция: Иммуноглобулины, структура и их свойства. Классы иммуноглобулинов, их характеристика. Местный иммунитет обеспечивается секреторным иммуноглобулином класса


18. Роль секреторных иммуноглобулинов в местном иммунитете у детей и взрослых. Иммунные факторы женского грудного молока.

Секреторные иммуноглобулины препятствуют адгезии микроорганизмов на эпителиальных клетках слизистых оболочек полости рта, кишечника, респираторных и мочевыводящих путей. В агрегированной форме активирует комплимент по альтернативному пути, что приводит к стимуляции местной фагоцитарной защиты. Препятствуют адсорбции и репродукции вирусов в эпителиальных клетках слизистой оболочки, например, при кори, полиомиелите.

Иммуноглобулины женского молока: они представлены классами G, M и А, однако доминирующим является секреторный IgА (SIgA)

SIgA синтезируется В-лимфоцитами в лимфоидных тканях молочной железы женщины и поступает в молоко. Незадолго до конца беременности в молочную железу мигрируют иммунокомпетентные В-клетки из лимфоидных образований кишечника, дых. Путей и др. локализации. В лимфоидной ткани молочной железы они размножаются и начинают активно синтезировать SIgA антитела той же специфичности, что и раньше – против возбудителей острых инфекций кишечного, респираторного тракта, мочеполовых путей.

Защитная роль SIgA заключается в экранировании эпителия пищеварительного тракта от чужеродных Аг инфекционного и неинфекционного порядка. Эта фун-ия реализуется путем специфического связывания секреторными Ат бактерий, вирусов, токсинов. В результате предотвращается адгезия и колонизация бактерий, проникновение в клетки и кровоток вирусов и некоторых инвазивных микробов.

Секреторные Ат класса IgA – главный фактор местного иммунитета пищеварительного тракта против разнообразных энтеропатогенных бактерий, вирусов и токсинов

Усилению барьерной фун-ии слизистой кишечника ребенка также способствует и др. гуморальные факторы грудного молока – лизоцим, лактоферрин, комплемент, пропердин, лактопероксидаза. В грудном молоке ак же содержатся сывороточные Ig класса М, G, A, макрофаги, ЕК-кл-ки, В- и Т-лимфоциты, иммуноцитокины (интерлейкины, интерферон)

Вместе с тем замечено, что вскармливание нативным грудным молоком существенно активирует процесс становления иммунного статуса ребенка, из крови быстрее элиминируются малодифференцированные формы клеток, созревание лимфоцитов протекает более энергично.

19. Клеточный иммунный ответ.

Субпопуляции:

СD4+ лимфоциты: мембранные молекулы СD4 несут различные популяции клеток, условно разделяемые на регуляторные (хелперы) и эффекторные (Тгтз)

Т-хелперы: спецефически распознают Аг и взаимодействуют с макрофагами и В-клетками в ходе индукции гуморального иммунного ответа. Аг-распознающие Т-лимфоциты «узнают» чужеродный эпитоп вирусного или опухолевого Аг в комплексе с молекулой МНС на плазматической мембране клетки-мишени.

Тгтз (Т-эффекторные реакции гиперчувствительности замедленного типа) опосредуют реакции ГТЗ.

СD8+ лимфоциты: мембранные Аг СD8 экспрессируют субпопуляции Т-клеток, разделяемые на регуляторные (супрессорв) и эффекторные (цитотоксические Т-лимфоциты)

Т-супрессоры: регулируют интенсивность иммунного ответа, подавляя активность СD4+ клеток. Т-супрессоры предотвращают развитие аутоиммунных реакций, защищают организм от нежелательных последствий иммунных реакций. Эти клетки обеспечиваю толерантность матери к чужеродным Аг, представленным на клетках вынашиваемого плода. Это дает возможность развиваться чужеродному в иммунном отношении плоду в организме матери. Активация супрессоров находится вне контроля МНС и представления Аг макрофагом не требуется. Аутоантигены могут стимулировать развитие ауторегуляторных Т-супрессоров. Чужеродные Аг в неиммунногенной форме (гаптены) или иммуногенные Аг в очень высокой концентрации также способны индуцировать специфическую супрессерную активность клеток. После распознавания Аг зрелые лимфоциты препяттвуют развитию иммунного ответа, действуя непосредственно на клетки или секретируя супрессорные факторы.

Цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ) или Т-киллеры лизируют клетки-мишени, несущие чужеродные или видоизмененные аутоантигены (напр. Клетки опухолей, трансплантатов, инфицированные вирусами, клетками, несущие поверхностные вирусные Аг). ЦТЛ распознает чужеродный вирусный, опухолевый или трансплантационный Аг в комплексе с молекулой МНС I на мембране клетки-мишени. Индукция цитотоксических свойств клетки-предшественницы Т-киллера происходит под действие двух сигналов. Первый сигнал включает взаимодействие между двумя комплексами: поверхностной молекулой CD8 лимфоцита и комплексом эпитоп-молекула МНС I на клетке-мешени. Второй сигнал: ИЛ, секретируемые близлежащими макрофагами и т-клетками. Т-хелпер играет ключевую роль в активации ЦТЛ в качестве источника необходимых цитокинов, усиливающих их пролиферацию и созревание до функционально активных ЦТЛ. Цитотоксический эффект Т-киллеров реализуется через образование в клетках-мишенях пор под действие особых белков-перфоринов. Нарушение осмотического баланса с внеклеточной средой приводит к гибели клетки.

Т-клетки памяти: образуются при первичном иммунном ответе. Специфически распознают Аг и участвуют в иммунном ответе при вторичном попадании Аг. Большинство клеток памяти обладают функциями Т-клеток, экспрессируют CD4 и рестригированы по молекулам МНС II, т.е. узнают Аг только на Аг-представляющих клетках в связи с молекулой

МНС II.

Возрастные особенности клеточного иммунитета

Для периода новорожденности характерен слабый иммунный ответ на Аг из-за незрелости Т-лимфоцитов, а также в связи слабой функциональной слабостью фагоцитоза (мала концентрация опсонинов в крови, снижен процессинг Аг макрофагами, что ведет к невыразительной антигенной презентации). Еще недостаточно развиты естественные киллеры

(ЕК-клетки). Этим, в частности, объясняется низкий уровень гамма-интерферона.

К концу 1-го года концентрация лимфоцитов в крови достигает максимума, хелперная функция уже доминирует над супрессерной. Так же реакция замедленной гиперчувствительности достигает полного развития.

В 12-13 лет уменьшается масса лимфоидных органов, что связано с пубертатным скачком роста и веса детей. Подавляется функция Т-системы (клеточный иммунитет), стимулируется функция В-системы (гуморальный иммунитет).

studfiles.net

Местный секреторный противовирусный иммунитет. — КиберПедия

был выделен иммуноглобулин A (Ig), который присутствует на слизистых оболочках и выделяется плазматическими клетками, а не является продуктомсывороточной транссудации. Секреторный IgА отличается от сывороточного наличием не одного, а двух полипептидов. Было доказано, что IgА - наиболее важный иммуноглобулин внешних секретов. Общая иммунная система слизистых включает лимфоидную ткань кишечника, лимфоидную ткань бронхов, иммунокомпетентные клетки глотки, слюнных желез, респираторного тракта, молочной железы и гениталий.Особенностью иммунной системы слизистых является наличие больших количеств молекул секреторного IgА, причем выработку секреторных антител происходит не только в участках слизистых оболочек, где произошло антигенный влияние, но и на отдаленных секреторных поверхностях. Убедительно доказано, что степень защиты от локальных вирусных инфекций респираторного и желудочно-кишечного трактов прямо коррелирует с уровнем специфических секреторных IgA, а не с уровнем антител сыворотки крови. В основе противовирусного действия секреторного IgА лежит инактивация вируса.Много общих закономерностей иммунитета слизистых были обнаружены и детально изучены на примере кишечного иммунитета. Кишечник является важным иммунологическим органом, в собственной пластинке (lamina propria) которого содержится столько же лимфоидных клеток, сколько и в селезенке. Среди этих клеток идентифицированы Т-и В-клетки, малые лимфоциты и плазматические клетки. Последние синтезируют иммуноглобулины преимущественно класса А и являются источником антител, которые выделяются слизистой оболочкой кишечника. Популяция лимфоцитов в пейеровых бляшках состоит из предшественников В-(80%) и Т-клеток (20%). Лимфоциты эпителиального слоя кишечной стенки является исключительно Т-клетками, тогда как в подслизистом слое преобладают В-клетки, большинство из которых синтезируют IgA. Иммунитет против энтеротропних вирусов в основном осуществляется с помощью антител, которые секретируются в просвет кишечника. Антитела, защищающие слизистую оболочку кишечника, могут поступать из двух источников: из сыворотки крови и из плазматических клеток, расположенных в lamina propria.Секреторный компонент способствует устойчивости секреторных антител класса IgА к различным протеолитических ферментам и, возможно, помогает связывать иммуноглобулину со слизистой оболочкой. Выход секреторных антител класса А с поверхности слизистой оболочки ограничивается местом, где происходит антигенная стимуляция.Слизистые оболочки, выстилающие органы дыхания, также подвергаются воздействию чужеродных агентов. Защитные барьеры респираторного тракта - это слизистый респираторный эпителий, интерферон, лизоцим и лактоферин. Кроме того, в легких функционирует эффективная фагоцитарная система - альвеолярные макрофаги. Специфическая защита респираторного тракта обусловлена секреторным IgA. В подслизистом слое бронхов расположены скопления лимфоидной ткани - BALT (лимфоидная ткань бронхов - Bronchis associated lymphoid tissue), содержащая предшественники иммуноглобулин синтезирующих клеток. Аэрозольное и интраназальное введение различных агентов (в том числе вирусов), как правило, сопровождается локальной выработкой антител класса IgA.Высокое содержание секреторного IgА в молоке доказано при ряде инфекций. Изучение механизмов местного иммунитета выявило ряд фундаментальных закономерностей. Во-первых, иммунный статус слизистых определяется главным образом локальным содержанием специфических IgA. Во-вторых, иммунизация через слизистые покровы живыми вакцинами оказалась более эффективной по сравнению с парентеральной иммунизацией. Принципы создания местного иммунитета. Многие вирусы проникают через слизистые оболочки желудочно-кишечного и респираторного тракта. Необходимо максимальное стимулирование иммунного ответа у входных ворот инфекции. Оказалось, что уровень системных антител не является критерием для суждения

об эффективности имунизирующего агента, вводимого в организм через слизистые поверхности. На природу местного иммунитета влияет ряд факторов, из которых наиболее важными являются способ иммунизации, количество антигена в зоне аппликации, вирулентность вируса, а также способ доставки антител к слизистой поверхности.

3) 101. Ньюкаслская болезнь (НБ, псевдочума птиц) — высококонтагиозная вирусная инфекция главным образом куриных, характеризующаяся пневмонией, энцефалитом и поражением внутренних органов.Зарегистрирована на всех континентах. Наносит огромный экономический ущерб. Относится к особо опасным инфекциям. Разносится зараженной птицей, с инфицированными предметами, распространяется на большие расстояния (до 15 км) по воздуху. Характеристика возбудителя. Возбудитель ньюкаслской болезни — вирус семейства Paramyxoviridae. Вирион размером от 120 до 300 нм содержит односпиральную минус-РНК. Оболочка вирионов имеет выступы в форме нитей длиной 8 нм и содержит белки (гемагглютинин, нейраминидазу и фермент слияния). Внутренний компонент вириона — РНК с расположенными по спирали на ней капсомерами (белок S). Внутренняя поверхность оболочки представлена мембранным белком.В составе вируса обнаружены 3 основных и 5 минорных белковых компонентов. К основным относятся гемагглютинин, белок внутренней оболочки и белок S. Нейраминидаза — один из минорных компонентов. Белок F0 (слияния) играет основную роль в вирулентности вируса.Антигенная активность. Все формы НБ вызываются идентичными в антигенном отношении штаммами и протекают с образованием вируснейтрализующих, антигемагглютинирующих и комплементсвязывающих антител. Наивысший титр антител наблюдают через 3—4 нед, через 8—12 мес их не отмечают.Геммагглютинирующие и гемадсорбирующие свойства. Вирус ньюкаслской болезни обладает гемагтлютинирующими (с эритроцитами кур, морских свинок, мышей, человека), гемадсорбирующими и гемолитическими свойствами, а также высокой интерфероногенной активностью.Культивирование. Вирус НБ хорошо культивируется не только на восприимчивой птице, но и на куриных эмбрионах, изолированных ХАО, в культуре фибробластов КЭ, некоторых первичных и перевиваемых клетках. Репродукция вируса в культуре клеток сопровождается уплотнением цитоплазмы клеток, появлением в ней вакуолей; через 40 ч в цитоплазме некоторых клеток обнаруживают большое количество малых аморфных, эозинофильных включений.Патологоанатомические изменения. При остром течении болезни они характеризуются воспалением слизистых оболочек носа и ротовой полости, полосчатыми кровоизлияниями на слизистой оболочке пищевода. У 60—70 % взрослых кур отмечают точечные кровоизлияния в виде пояска на границе железистого и мышечного отделов желудка. В тонком кишечнике отмечают появление очагов некроза и эрозии, в толстом — везикулярные папулы. В селезенке, печени, лимфоузлах и тимусе обнаруживают атрофию и некроз. Головной и спинной мозг гиперемированы.Проникая в организм через слизистые оболочки, вирус попадает в кровеносные сосуды, в эндотелии которых размножается. Порозность стенок сосудов нарушается, и в них развиваются воспалительно-некротические процессы. Вирус, разнесенный с кровью по организму, вызывает расстройство гемодинамики с некрозодистрофическими изменениями.

Билет 21

cyberpedia.su

механизмы неспецифической защиты и роль секреторного иммуноглобулина — КиберПедия

Среди них- кожные покровы и слизистые оболочки, нормальная микрофлора организма, фагоцитоз, воспаление, лихорадка, система комплемента, барьерные механизмы лимфоузлов, противомикробные вещества, выделительные системы организма, главная система гистосовместимости.

Кожа и слизистые- первая линия защиты против возбудителей. Кроме функции механического (анатомического) барьера кожа обладает бактерицидной активностью. Слизь, лизоцим, желудочный сок, слезная жидкость, слюна, деятельность мерцательного эпителия способствует защите слизистых оболочек.

Нормальная микрофлора организма препятствует колонизации организма посторонней микрофлорой (конкуренция за субстраты, различные формы антагонизма, в т.ч. выделение антибиотических веществ, изменение рН и др.).

Фагоцитоз и система комплемента- вторая линия защиты организма против микроорганизмов, преодолевших поверхностные барьеры. Клеточные факторы системы видовой резистентности- фагоциты, поглощающие и разрушающие патогенные микроорганизмы и другой генетически чужеродный материал. Представлены полиморфоядерными лейкоцитами или гранулоцитами- нейтрофилами, эозинофилами и базофилами (клетками миелопоэтического ряда), а также моноцитами и тканевыми макрофагами (клетками макрофагально- моноцитарной системы).

Значение фагоцитирующих клеток для защиты организма впервые доказал И.И.Мечников, разработавший фагоцитарную теорию иммунитета.

Стадии фагоцитоза.

Процесс фагоцитоза (поглощения твердофазного объекта) состоит из пяти стадий.

1.Активация (усиление энергетического метаболизма). Факторами активации и хемотаксиса являются бактериальные продукды (ЛПС, пептиды), компоненты комплемента (С3 и С5), цитокины и антитела.

2.Хемотаксис.

3.Адгезия.

4.Поглощение.

5.Исход фагоцитоза.

Адгезия связана с наличием ряда рецепторов на поверхности фагоцитов ( к Fc- фрагментам антител, компонентам комплемента, фибронектину), обеспечивающих прочность рецептор- опосредованных взаимодействий опсонинов, обволакивающих микроорганизмы и ограничивающих их подвижность (антитела, С3в, фибронектин).

Фагоциты обладают амебоподобными псевдоподиями. При поглощении образуется фагосома с поглощенным объектом (бактерией), к ней присоединяется и сливается содержащая литические ферменты лизосома, образуется фаголизосома.

Возможно три исхода фагоцитоза:

- завершенный фагоцитоз;

- незавершенный фагоцитоз;

- процессинг антигенов.

Завершенный фагоцитоз- полное переваривание микроорганизмов в клетке- фагоците.

Незавершенный фагоцитоз- выживание и даже размножение микроорганизмов в фагоците. Это характерно для факультативных и особенно - облигатных внутриклеточных паразитов. Механизмы персистирования в фагоцитах связаны с блокадой фагосомо- лизосомального слияния (вирус гриппа, микобактерии, токсоплазмы), резистентностью к действию лизосомальных ферментов (гонококки, стафилококки), способностью микробов быстро покидать фагосомы после поглощения и длительно пребывать в цитоплазме (риккетсии).

В процессе фагоцитоза происходит “окислительный взрыв” с образованием активных форм кислорода, что обеспечивает бактерицидный эффект.

К одной из важнейших функций макрофагов (наряду с хемотаксисом, фагоцитозом, секрецией биологически активных веществ) является переработка (процессинг) антигена и представление его иммунокомпетентным клеткам с участием белков главной системы гистосовместимости (МНС) класса 2.

Фагоцитоз- не только уничтожение чужеродного, но и представление антигена для запуска иммунных реакций и секреции медиаторов иммунных и воспалительных реакций. Система макрофагов- центральное звено не только естественной резистентности (видового иммунитета), но и играет важную роль в приобретенном иммунитете, кооперации клеток в иммунном ответе.

Воспаление как защитная реакция организма на различные повреждения тканей возникло на более высокой ступени эволюции, чем фагоцитоз и характерно для высокоорганизованных организмов, обладающих кровеносной и нервной системами.

Инфекционное воспаление сопровождается различными сосудистыми и клеточными (включая фагоцитоз) реакциями, а также запуском целого ряда медиаторов воспалительных реакций (гистамина, серотонина, кининов, белков острой фазы воспалеия, лейкотриенов и простагландинов, цитокинов, системы комплемента).

Многие бактериальные продукты активируют клетки макрофагально- моноцитарной системы и лимфоциты, отвечающие на них выделением биологически активных продуктов- цитокинов, в частности интерлейкинов. Их можно характеризовать как медиаторы клеточных иммунных реакций. В воспалительных реакциях основную роль имеет интерлейкин-1 (ИЛ-1), стимулирующий лихорадку, повышающий проницаемость сосудов и адгезивные свойства эндотелия, активирующий фагоциты.

Лихорадка. Повышение температуры тела- защитная реакция организма, ухудшающая условия для размножения многих микроорганизмов, активирует макрофаги, ускоряет кровоток и усиливает обменные процессы в организме.

Барьерные функции лимфоузлов. По выражению П.Ф.Здродовского (1969) лимфоузлы- своеобразный биологический фильтр для возбудителей, переносимых с лимфой. Здесь проникшие через кожу или слизистые и занесенные током лимфы микроорганизмы задерживаются и подвергаются действию макрофагов и активированных лимфоцитов.

Система комплемента- комплекс белков и гликопротеидов сыворотки крови человека и позвоночных животных (их более 20). Отдельные компоненты опосредуют процессы воспаления, опсонизацию чужеродных фрагментов для последующего фагоцитоза, участвуют наряду с макрофагами в непосредственном уничтожении микроорганизмов и других чужеродных клеток (лизис бактерий и вирусов). В условиях физиологической нормы компоненты системы комплемента находятся в неактивной форме. Известны три пути активации системы комплемента- классический, альтернативный и с использованием С1- шунта.

Классический путь- каскад протеазных реакций с компонента С1q до С9, реализуется при наличии антител к соответствующему антигену. С комплексом “антиген- антитела” взаимодействует компонент С1q, затем С4, следом- С2. Образуется комплекс “антиген- антитела-С1С4С2”, с ним соединяется С3 (центральный компонент системы) и запускается цепь активации с эффекторными функциями (опсонизация и лизис бактерий, активация системы макрофагов, воспаление).

Альтернативный путь реализуется при первичном контакте с возбудителем (когда еще нет антител). Он индуцируется ЛПС и другими микробными антигенами. С1, С4, С2 не участвуют, альтернативный и классический пути смыкаются на уровне С3.

Система интерферонов.

Интерфероны- синтезируемые различными клетками организма гликопротеиды широкого спектра биологической активности (прежде всего антивирусной), быстрый ответ организма на получение клетками неспецифического сигнала чужеродности. Существует целая система интерферонов, которые разделены на альфа, бета и гамма подтипы с выраженной гетерогенностью свойств. Противовирусное действие проявляется в способности подавлять внутриклеточное размножение ДНК- и РНК- вирусов (прежде всего в результате блокировки синтеза вирусных макромолекул). Индукцию синтеза интерферонов вызывают вирусы, бактерии, риккетсии, простейшие, синтетические соединения.

Киллерные клетки.

В обеспечении видового иммунитета существенную роль принадлежит Т- цитотоксическим лимфоцитам (Т- киллерам), а также главной системе гистосовместимости (подробнее- в следующих лекциях).

Т- киллеры по представлению антигенов главной системы гистосовместимости класса 1 распознают любые чужеродные антигены (включая мутантные, например- раковые клетки), атакуют и уничтожают их.

Клетки NK (naturalkiller- натуральные киллеры) имеют важное значение в поддержании генетического гомеостаза и противоопухолевой защите, их функции распознавания не зависят от представления антигенов МНС (majorhistocompatibilitycomplex) класса 1.

Системы неспецифической резистентности и видового иммунитета способствуют поддержанию структурной и функциональной целостности организма и являются основой для формирования приобретенного (специфического) иммунитета. Стыкуясь на этом, более высоком уровне, системы видового и приобретенного иммунитета образуют единую и наиболее эффективную систему самозащиты организма от всего чужеродного.

 

 

cyberpedia.su

Строение иммуноглобулинов. Классы иммуноглобулинов

Лимфатическая система человека выполняет ряд важных защитных функций, которые предупреждают развитие патогенных микроорганизмов или вирусов в жидких средах, клетках и тканях. За гуморальный иммунитет отвечают В-лимфоциты, которые при дальнейшем созревании синтезируют иммуноглобулины (Ig). Строение этих веществ позволяет находить, помечать и уничтожать пришедшие в организм антигены. В чем заключаются особенности молекул?

Плазматические клетки

Все лимфатические клетки организма человека делятся на две большие группы: Т-лимфоциты и В-лимфоциты. Первые отвечают за клеточный иммунитет, поглощая антигены в процессе фагоцитоза. Задача вторых заключается в синтезе специфических антител – гуморальный иммунитет.

В-лимфоциты детерминируются во вторичных лимфоидных органах (лимфатические узлы, селезенка), а затем формируют популяцию плазмоцитов, которые также называются плазматическими клетками. Они в дальнейшем мигрируют в красный костный мозг, слизистые оболочки и ткани.

Плазмоциты достигают больших размеров (до 20 мкм), окрашиваются базофильно, т. е. в фиолетовый цвет с помощью красителей. В центре этих клеток находится крупное ядро с характерными глыбками гетерохроматина, которые напоминают спицы колеса.

Цитоплазма окрашивается светлее, чем ядро. В ней располагается мощный транспортный центр, состоящий из эндоплазматической сети и аппарата Гольджи. АГ развит достаточно сильно, формируя так называемый светлый дворик клетки.

Все перечисленные структуры направлены на синтез антител, которые отвечают за гуморальный иммунитет. Строение молекулы иммуноглобулина имеет свои особенности, поэтому важно постепенное и качественное созревание этих структур в процессе синтеза.

Собственно, для этого и развита такая густая сеть ЭПС и аппарата Гольджи. Также генетический аппарат плазмоцитов, заключенный в ядре, направлен преимущественно на синтез белков антител. Зрелые плазматические клетки являются примером высокой степени детерминации, поэтому редко делятся.

Строение антител иммуноглобулина

Эти высоко специализированные молекулы являются гликопротеидами, т. к. имеют белковую и углеводную части. Нас интересует скелет иммуноглобулинов.

Молекула состоит из 4 пептидных цепей: две тяжелые (Н-цепи) и две легкие (L-цепи). Они соединяются друг с другом с помощью дисульфидных связей, и в результате мы можем наблюдать форму молекулы, напоминающую рогатку.

Строение иммуноглобулинов направлено на соединение с антигенами с помощью специфических Fab-фрагментов. На свободных концах “рогатки” каждый такой участок образован двумя вариабельными доменами: одним от тяжелой и одним от легкой цепи. Каркасом служат постоянные домены (по 3 на каждой тяжелой и по одному на легких цепях).

Подвижность вариабельных концов иммуноглобулина обеспечивается наличием шарнирного участка в месте, где формируется дисульфидная связь между двумя Н-цепями. Так намного упрощается процесс взаимодействия антиген-антитело.

Остается нерассмотренным третий конец молекулы, который не взаимодействует с чужеродными молекулами. Он называется Fc-участком и отвечает за прикрепление иммуноглобулина к мембранам плазмоцитов и других клеток. Кстати, легкие цепи могут быть двух видов: каппа (κ) и лямбда (λ). Они соединены между собой дисульфидными связями.Также имеется пять видов тяжелых цепей, по которым классифицируют различные типы иммуноглобулинов. Это α-(альфа), δ-(дельта), ε-(эпсилон), γ-(гамма) μ- (мю) цепи.

Некоторые антитела способны образовывать полимерные структуры, которые стабилизируются за счет дополнительных J-пептидов. Так образуются димеры, тримеры, тетрамеры или пентомеры Ig определенного типа.

Еще одна дополнительная S-цепь характерна для секреторных иммуноглобулинов, строение и биохимия которых позволяют им функционировать в слизистых оболочках полости рта или кишечника. Эта дополнительная цепь предотвращает разрушение молекул антител природными ферментами.

Строение и классы иммуноглобулинов

Разнообразие антител в нашем организме предопределяет вариабельность функций гуморального иммунитета. Каждый класс Ig имеет свои отличительные характеристики, по которым нетрудно догадаться об их роли в иммунной системе.

Строение и функции иммуноглобулинов напрямую зависят друг от друга. На молекулярном уровне они отличаются аминокислотной последовательностью тяжелой цепи, типы которой мы уже упомянули. Следовательно, выделяют 5 видов иммуноглобулинов: IgG, IgA, IgE, IgM и IgD.

Особенности иммуноглобулина G

IgG не образует полимеры и не встраивается в мембраны клеток. В составе молекул выявлено присутствие гамма-тяжелой цепи.

Отличительной чертой этого класса является тот факт, что только данные антитела способны проникать через плацентарный барьер и формировать иммунную защиту зародыша.

IgG составляет 70-80 % всех сывороточных антител, поэтому молекулы легко обнаруживаются лабораторными методами. В крови 12 г/л – среднее содержание этого класса, и такой показатель обычно достигается уже к 12 годам.

Строение иммуноглобулина G позволяет выполнять следующие функции:

  1. Нейтрализация токсинов.
  2. Опсонизация антигенов.
  3. Запуск комплемент-опосредованного цитолиза.
  4. Презентация антигена клеткам-киллерам.
  5. Обеспечение иммунитета новорожденного.

Иммуноглобулин А: особенности и функции

Этот класс антител встречается в двух формах: сывороточной и секреторной.

В сыворотке крови IgA составляет 10-15 % всех антител, а его среднее количество составляет 2,5 г/л к 10-летнему возрасту.

Больше нас интересует секреторная форма иммуноглобулина А, т. к. около 60 % молекул данного класса антител сосредоточены в слизистых оболочках организма.

Строение иммуноглобулина А также отличается своей вариативностью за счет наличия J-пептида, который может участвовать в образовании димеров, тримеров или тетрамеров. За счет этого один такой комплекс антител способен связывать большое количество антигенов.

Во время образования IgA к молекуле присоединяется еще один компонент – S-белок. Его главной задачей является защита всего комплекса от разрушительного действия ферментов и других клеток лимфатической системы человека.

Иммуноглобулин А содержится в слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы и дыхательных путей. Молекулы IgA обволакивают антигенные частицы, тем самым препятствуя их адгезии на стенках полых органов.

Функции этого класса антител следующие:

  1. Нейтрализация антигенов.
  2. Являются первым барьером среди всех молекул гуморального иммунитета.
  3. Опсонируют и маркируют антигены.

Иммуноглобулин М

Представители класса IgM выделяются большими размерами молекулы, т. к. их комплексы являются пентамерами. Всю конструкцию поддерживает J-белок, а каркасом молекулы являются тяжелые цепи ню-типа.

Пентамерная структура характерна для секреторной формы этого иммуноглобулина, однако существуют и мономеры. Последние крепятся к мембранам В-лимфоцитов, тем самым помогая клеткам обнаруживать патогенные элементы в жидкостях организма.

Всего 5-10 % составляет IgM в сыворотке крови, а его содержание в среднем не превышает 1 г/л. Антитела данного класса являются самыми древними в эволюционном плане, а синтезируются они только В-лимфоцитами и их предшественниками (плазмоциты на это не способны).

Количество антител М повышается у новорожденных, т.к. это является фактором интенсивной секреции IgG. Такая стимуляция положительно влияет на развитие иммунитета младенца.

Строение иммуноглобулина М не позволяет проникать через плацентарные барьеры, поэтому обнаружение этих антител в жидкостях плода становится сигналом о нарушении обменных механизмов, инфекции или дефекте плаценты.

Функции IgM:

  1. Нейтрализация.
  2. Опсонизация.
  3. Активация комплемент-зависимого цитолиза.
  4. Формирование иммунитета новорожденного.

Особенности иммуноглобулина D

Данный вид антител изучен достаточно мало, поэтому их роль в организме до конца не выяснена. Встречаются IgD только в виде мономеров, в сыворотке крови эти молекулы составляют не больше 0,2 % от всех антител (0,03 г/л).

Основная функция иммуноглобулина D – это рецепция в составе мембраны В-лимфоцитов, однако только 15 % всей популяции этих клеток имеют IgD. Прикрепляются антитела с помощью Fc-конца молекулы, а тяжелые цепи относятся к дельта-классу.

Строение и функции иммуноглобулина Е

Этот класс составляет незначительную долю всех антител сыворотки крови (0,00025 %). IgE, он же реагин, обладают высокой цитофильностью: мономеры этих иммуноглобулинов прикрепляются к мембранам тучных клеток и базофилов. В результате IgE влияет на выработку гистамина, который приводит к развитию воспалительных реакций.

В строении иммуноглобулина Е присутствуют тяжелые цепи эпсилон-типа.

Из-за малого количества эти антитела очень сложно обнаруживаются лабораторными методами в сыворотке крови. Повышенное содержание IgE является важным диагностическим признаком возникновения аллергических реакций.

Выводы

Строение иммуноглобулинов напрямую влияет на их функции в организме. Гуморальный иммунитет играет большую роль в поддержании гомеостаза, поэтому все антитела должны работать четко и слаженно.

Содержание всех классов Ig строго определено для человека. Любые изменения, зафиксированные в лаборатории, могут быть поводом для развития патологических процессов. Этим и пользуются врачи в своей практике.

fb.ru

Лекция - Иммуноглобулины, структура и их свойства. Классы иммуноглобулинов, их характеристика

 

Иммуноглобулины: определение, структура.

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:

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

2. Вторичная определяется конформацией полипептидных цепей.

3. Третичная определяет характер расположения отдельных участков цепи, создающих пространственную картину.

4. 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:

 

IgM 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;

IgG проявляет разнообразные виды активности, в том числе способность проникать через плаценту.

 

Молекулы каждого класса ИГ могут существовать в виде свободных антител и в виде молекул, прикрепленных к клеточной мембране (т.е. служить в качестве рецепторов В-лимфоцитов), что обеспечивается структурными различиями концевых участков этих двух разновидностей молекул.

Классы иммуноглобулинов.

С помощью физико-химических и иммунологических методов доказано существование 5 классов ИГ у человека и от 3 до 6 у различных видов животных.

Иммуноглобулины G, IgG

Иммуноглобулины G – это мономеры, включающие 4 субкласса (IgG1 – 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 IgG1 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: IgM1 (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 А, IgA

Иммуноглобулины А – это секреторные ИГ, включающие 2 субкласса: IgA1 (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 Е – это мономеры, содержание которых в сыворотке крови ничтожно мало – 0,00005-0,0003 г/л или 0,002% от общего количества ИГ. За сутки синтезируется 0,02мг/кг, а период их полураспада в сыворотке крови составляет 2-3 дня, а в коже – 9-14 дней. К классу IgE 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. При контакте с аллергеном образуются мостики «IgE-антиген-IgE», что сопровождается поступлением ионов кальция в клетку-мишень, активацией в ней биохимических процессов и выделением БАВ, вызывающих аллергические реакции немедленного типа. Эозинофильный хемотаксический фактор, выделяемый тучными клетками, способствует аккумуляции эозинофилов и деструкции гельминтов. Предполагается также, что IgE, покрывая паразита, аккумулирует макрофаги благодаря Fc-рецепторам этих клеток.

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 В-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.

Основная масса IgM и IgD находится в плазме, а IgG и IgA распределяются примерно в одинаковых соотношениях между плазмой и межсосудистой тканью. IgG проходит через плаценту к плоду, и к моменту родов их концентрация достигает максимума, но однако быстро снижается и в этой связи ребенок в 3-4-месячном возрасте наименее устойчив к инфекционным заболеваниям.

www.ronl.ru


Смотрите также