Классификация иммуноглобулинов.

Антигены

Антигены – вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунных реакций (гуморальных, клеточных, индуцирование иммунной памяти).

Свойства антигенов определяются комплексом признаков:

1. Иммуногенность – способность индуцировать иммунный ответ.

2. Антигенность – способность антигенов избирательно реагировать со специфичными к нему антителами или антигенраспознающими рецепторами.

3. Специфичность – структурные особенности отличающие один антиген от другого.

Способностью вызывать развитие иммунного ответа и определять его специфичность обладает фрагмент молекулы антигена – антигенная детерминанта (эпитоп).

Эпитоп – располагается в области обращенной к микроокружению антигена – это наименьшая распознаваемая единица антигена. Молекула антигена может иметь несколько эпитопов (поливалентные антигены).

Классификация антигенов.

1. Иммуногены или полные антигены – способны запускать иммунные реакции, выступают в дальнейшем как мишени, на которые иммунные реакции и будут направлены. Например – белки.

2. Гаптены или неполные антигены – обладают антигенностью (взаимодействуют с антителами), но не иммуногены (не способны запускать иммунные реакции), имеют небольшую молекулярную массу, не распознаются иммунокомпетентными клетками. Могут стать полными антигенами при связывании с высокомолекулярным носителем, обладающим собственной иммуногенностью. Например – никель, хром, полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты, метаболиты грибов, продукты распада пенициллинов.

3. Полугаптены – неорганические вещества (напр., йод, хром), присоединение которых к молекуле белка меняет его иммуногенные свойства. Образующиеся антитела специфичны к йоду или хрому (детерминанты на поверхности полного антигена), но не к белку-носителю.

По специфичности взаимодействия с антителами выделяют:

1. Видовые антигены – антигенные детерминанты присутствующие у особей одного вида. Отдельные штаммы могут содержать внутривидовые антигены, по которым разделяются на серологические варианты – серовары.

2. Групповые антигены – антигенные детерминанты, обуславливающие внутривидовые различия у особей одного вида, что позволяет разделять их на серогруппы.

3. Геторогенные антигены – антигенные детерминанты, общие для организмов разных таксономических групп (например, Rh-система эритроцитов человека и атигены эритроцитов макаки - резус).

4. Аллоантигены (изоантигены) – антигены конкретного индивидуума, обладающие иммуногенностью по отношению к другим представителям этого вида.

 

Антигены микроорганизмов.

По расположению в бактериальной клетке выделяют:

1. О-Аг (соматический) – термостабильный липополисахаридно-полипептидный комплекс, является компонентом клеточной стенки, у грамотрицательных бактерий играет роль эндотоксина.

2. К-Аг (капсульный) – в большинстве случаев термостабильный полисахаридной природы. У сальмонелл выделен термолабильный Vi-Аг (Аг вирулентности).

3. Н-Аг (жгутиковый) – термолабильный белковой природы, образован белком флагеллином.

 

Антитела

Антитела – эффекторные молекулы гуморального иммунного ответа, белки, синтез которых индуцируется антигенами, а их основное свойство – способность к специфичному взаимодействию с антигеном.

Антитела (иммуноглобулины) – молекулы гликопротеидов, γ-глобулины, продуцируемыеплазмоцитами (плазматические клетки - это В-лимфоциты активированные и прошедшие пролиферацию и дифференцировку под воздействием сигнала, запущенного антигеном).

Молекула иммуноглобулина состоит из двух идентичных тяжелых (Н) и двух легких (L) цепей. N-концевые области L- и Н-цепей образуют два антиген – связывающих центра (паратопы). Fc-фрагмент взаимодействует со своим рецептором в мембране различных типов клеток (макрофаг, нейтрофил, тучная клетка).

Основные функции антител.

1. Опсонизация (иммунный фагоцитоз).

2. Антитоксический эффект.

3. Активация комплемента.

4. Нейтрализация.

5. Циркулирующие комплексы (связанные растворимые Аг образуют комплесы с Ат, которые выводятся из организма с желчью и мочой).

6. Антителозависимая цитотоксичность.

Динамика антителообразования.

Преципитация.

Преципитация – в основе механизма лежит образование и выпадение в осадок комплексов антиген-антитело.

Характер антигена – молекулярные, в растворимом виде.

Антигенами могут быть экстракты микроорганизмов, тканей, органов, тканей, химические вещества.

Феномен преципитации состоит в реакции между антителами (преципитинами) и антигенами (преципитиногенами) с образованием осадка (преципитата) или помутнением раствора.

Реакция преципитации гораздо более чувствительна, чем реакция аггютинации, ее можно проводить в жидкой и плотной среде, однако обязательным условием является прозрачность исходных компонентов.

Реакцию проводят в пробирках, нанося (наслаивая) растворимый антиген на иммунную сыворотку. При оптимальном соотношении антигена и антител на границе раздела двух растворов образуется непрозрачное кольцо преципитата (реакция кольцепреципитации). Избыток антигена не влияет на результат кольцепреципитации вследствие постепенной диффузии реагентов к границе жидкости. Если в качестве антигенов в реакции кольцепреципитации используют прокипяченные и профильтрованные водные экстракты органов и тканей, то такая реакция называется реакцией термопреципитации (реакцией Асколи).

Реакции преципитации в полужидком геле агара или агарозы: двойная иммунодиффузия по Оухтерлони, радиальная иммунодиффузия, иммуноэлектрофорез.

Двойная иммунодиффузия по Оухтерлони растопленный агаровый гель тонким слоем выливают на стеклянную пластинку и после затвердевания в нем вырезают лунки. В лунки раздельно помещают антигены и иммунные сыворотки, которые диффундируя в агар, образуют в месте встречи преципитат в виде белой полосы.

При постановке реакции радиальной иммунодиффузии иммунную сыворотку вносят в агаровый гель. В лунки геля помещают раствор антигена, который диффундируя в гель, образует кольцевые зоны преципитации вокруг лунок. Диаметр кольца преципитации пропорционален концентрации антигена. Реакцию используют для определения содержания в крови иммуноглобулинов различных классов, компонентов системы комплемента и др.

Иммуноэлектрофорез – сочетание метода электрофореза и иммунопреципитации: смесь антигенов разделяется на геле с помощью электрофореза, затем параллельно зонам электрофореза вносят иммунную сыворотку, антитела которой диффундируют в гель и образуют в месте «встречи» с антигеном линии преципитации.

Реакция флоккуляции (по Рамону) – появление опалесценции или хлопьевидной массы (иммунопреципитации) при реакции токсин-антитоксин или анатоксин-антитоксин. Ее применяют для определения активности анатоксина или антитоксической сыворотки.

Система комплемента.

Система комплемента – это группа более чем 20 сывороточных белков (компонентов комплемента), опосредующих воспалительные реакции при участии гранулоцитов и макрофагов. Компоненты системы участвуют в реакциях свертывания крови, способствуют межклеточным взаимодействиям, необходимым для процессинга антигена, вызывают лизис бактерий и клеток, инфицированных вирусами. В норме компоненты комплемента находятся в неактивной форме. Активация комплемента приводит к поочередному (каскадному) появлению его активных компонентов, стимулирующих защитные процессы.

В здоровом организме идет довольно интенсивное потребление комплемента за счет постоянного формирования иммунных комплексов, например с антителами против антигенов бактериальной аутофлоры. Поэтому белки системы комплемента быстро обновляются. Потребление комплемента может резко возрастать при различных патологиях, связанных с усиленным образованием иммунных комплексов при инфекциях и иммунопатологических состояниях.

Основные функции компонентов комплемента:

1. стимуляция фагоцитоза;
2. нарушение целостности клеточных стенок микроорганизмов мембраноповреждающим (мембраноатакующим) комплексом;
3. индукция синтеза медиаторов воспалительного ответа;
4. стимуляция воспалительного ответа (некоторые компоненты – хемоаттрактанты для фагоцитов);
5. участие в развитии иммунных (через активацию макрофагов) и аллергических реакций (анафилаксия).

Пути активации комплемента.

1. Классический путь – активация происходит комплексом антиген-антитело. Причем только IgG и IgM способны инициировать этот процесс Например такой путь запускает ДНК и белок А стафилококков. Конечным эффектом активации компонентов комплемента является формирование мембраноатакующего комплекса (МАК) на мембране бактериальной клетки, что в конечном итоге ведет к разрушению клетки.

2. Альтернативный путь – активация происходит без участия антител и задолго до их появления. Активация происходит такими микробными продуктами, как эндотоксины (липополисахариды клеточной стенки грамотрицательных бактерий), поверхностными структурами вирусов (например, гриппа), иммунными комплексами, включающими IgA и IgE. Эффект активации состоит в формировании МАК на поверхности клетки, что вызовет ее разрушение.

Реакции лизиса.

Для постановки реакции лизиса необходимы антиген (микроорганиз, эритроциты или др. клетки), антитело (лизины – специфическая сыворотка или сыворотка больного) и комплемент.

Комплемент при образовании комплекса клетка (антиген) – антитело, связывается с ним, активируется по классическому пути и вызывает лизис (разрушение) клеток. Без комплемента лизис невозможен.

Выделяют такие реакции лизиса: бактериолиза, гемолиза, цитолиза.

Реакцию бактериолиза с диагностической целью практически не используют. А чаще используют реакции гемолиза и цитолиза.

Антигены

Антигены – вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунных реакций (гуморальных, клеточных, индуцирование иммунной памяти).

Свойства антигенов определяются комплексом признаков:

1. Иммуногенность – способность индуцировать иммунный ответ.

2. Антигенность – способность антигенов избирательно реагировать со специфичными к нему антителами или антигенраспознающими рецепторами.

3. Специфичность – структурные особенности отличающие один антиген от другого.

Способностью вызывать развитие иммунного ответа и определять его специфичность обладает фрагмент молекулы антигена – антигенная детерминанта (эпитоп).

Эпитоп – располагается в области обращенной к микроокружению антигена – это наименьшая распознаваемая единица антигена. Молекула антигена может иметь несколько эпитопов (поливалентные антигены).

Классификация антигенов.

1. Иммуногены или полные антигены – способны запускать иммунные реакции, выступают в дальнейшем как мишени, на которые иммунные реакции и будут направлены. Например – белки.

2. Гаптены или неполные антигены – обладают антигенностью (взаимодействуют с антителами), но не иммуногены (не способны запускать иммунные реакции), имеют небольшую молекулярную массу, не распознаются иммунокомпетентными клетками. Могут стать полными антигенами при связывании с высокомолекулярным носителем, обладающим собственной иммуногенностью. Например – никель, хром, полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты, метаболиты грибов, продукты распада пенициллинов.

3. Полугаптены – неорганические вещества (напр., йод, хром), присоединение которых к молекуле белка меняет его иммуногенные свойства. Образующиеся антитела специфичны к йоду или хрому (детерминанты на поверхности полного антигена), но не к белку-носителю.

По специфичности взаимодействия с антителами выделяют:

1. Видовые антигены – антигенные детерминанты присутствующие у особей одного вида. Отдельные штаммы могут содержать внутривидовые антигены, по которым разделяются на серологические варианты – серовары.

2. Групповые антигены – антигенные детерминанты, обуславливающие внутривидовые различия у особей одного вида, что позволяет разделять их на серогруппы.

3. Геторогенные антигены – антигенные детерминанты, общие для организмов разных таксономических групп (например, Rh-система эритроцитов человека и атигены эритроцитов макаки - резус).

4. Аллоантигены (изоантигены) – антигены конкретного индивидуума, обладающие иммуногенностью по отношению к другим представителям этого вида.

 

Антигены микроорганизмов.

По расположению в бактериальной клетке выделяют:

1. О-Аг (соматический) – термостабильный липополисахаридно-полипептидный комплекс, является компонентом клеточной стенки, у грамотрицательных бактерий играет роль эндотоксина.

2. К-Аг (капсульный) – в большинстве случаев термостабильный полисахаридной природы. У сальмонелл выделен термолабильный Vi-Аг (Аг вирулентности).

3. Н-Аг (жгутиковый) – термолабильный белковой природы, образован белком флагеллином.

 

Антитела

Антитела – эффекторные молекулы гуморального иммунного ответа, белки, синтез которых индуцируется антигенами, а их основное свойство – способность к специфичному взаимодействию с антигеном.

Антитела (иммуноглобулины) – молекулы гликопротеидов, γ-глобулины, продуцируемыеплазмоцитами (плазматические клетки - это В-лимфоциты активированные и прошедшие пролиферацию и дифференцировку под воздействием сигнала, запущенного антигеном).

Молекула иммуноглобулина состоит из двух идентичных тяжелых (Н) и двух легких (L) цепей. N-концевые области L- и Н-цепей образуют два антиген – связывающих центра (паратопы). Fc-фрагмент взаимодействует со своим рецептором в мембране различных типов клеток (макрофаг, нейтрофил, тучная клетка).

Классификация иммуноглобулинов.

IgM – синтезируется при первичном попадании Аг в организм, однако он образуется постоянно к некоторым Аг бактерий (напр., жгутикам). Наличие IgM к антигенам конкретного возбудителя указывает на острый инфекционный процесс. Опсонизируют, агглютинируют, преципитируют и лизируют, содержащие Аг структуру, активируют комплемент по классическому пути.

 

IgG – основной класс Ат, защищающий от бактерий, вирусов и токсинов. Сменяет синтез IgM (особенно большое кол-во – при вторичном иммунном ответе). Обнаружение высоких титров IgG к Аг конкретного возбудителя - состояние реконвалесценции или конкретное заболевание было перенесено недавно. Участвуют в реакциях иммунного цитолиза, нейтрализации, усиливают фагоцитоз. Проникают через плаценту (формирование пассивного иммунитета новорожденных.)

IgA – выделяют сывороточный и секреторный IgA (фиксирован на поверхности эпителия). Присутствует в слюне, слезной жидкости, грудном молоке. Усиливают защитные свойства слизистых ЖКТ, дыхательных, половых и мочевыводящих путей. Участвуют в реакции нейтрализации и агглютинации возбудителей, активируют комплемент по классическому пути. Сывороточная форма – двухвалентный мономер, секреторный – четырехвалентный димер.

IgD – биологическая роль не установлена, обнаруживаются на поверхности развивающихся В-лимфоцитов, в сыворотке здорового - в очень низком титре. Титр увеличивается при беременности, бронхиальной астме, системной красной волчанке.

IgE – взаимодействуют с тучными клетками и базофилами, активируя их дегрануляцию, что ведет к расширению просвета и увеличению проницаемости венул, как при аллергической реакции. Защитные свойства направлены против гельминтов (нематод), титр увеличивается при паразитарных инвазиях, некоторых формах миеломы, при первичных иммунодефицитах (атаксия-телеангиэктазия, синдромы Вискотта-Олдрича, Незелофа, Ди Джорджи).

Основные типы антител:

1. Антитоксические – нейтрализуют или флоккулируют антигены (токсины).

2. Агглютинирующие – агрегируют бактерии.

3. Преципитирующии – образуют комплекс Аг-Ат с растворимым Аг только в растворах или гелях

4. Лизирующие – вызывают разрушение клеток-мишеней (обычно взаимодействуя с комплементом).

5. Опсонизируюшие – взаимодействуют с поверхностными структурами клеток микроорганизмов или зараженных вирусом клеток, способствуя поглощению их фагоцитами.

6. Нейтрализующие – инактивируют антигены (токсины, микроорганизмы), лишая их возможности проявлять патогенные свойства.

Основные функции антител.

1. Опсонизация (иммунный фагоцитоз).

2. Антитоксический эффект.

3. Активация комплемента.

4. Нейтрализация.

5. Циркулирующие комплексы (связанные растворимые Аг образуют комплесы с Ат, которые выводятся из организма с желчью и мочой).

6. Антителозависимая цитотоксичность.

Динамика антителообразования.