Общая характеристика отдельных классов иммуноглобулинов

В связи с особенностями физико-химической структуры, антигенности и биологических функций различают 5 основных классов иммуноглобулинов (IgM, IgG, IgA, IgE, IgD).

Следует отметить, что антитела одной специфичности могут принадлежать к различным классам иммуноглобулинов; в то же время к одному классу иммуноглобулинов могут принадлежать антитела различной специфичности.

Иммуноглобулины класса М являются наиболее ранними как в филогенетическом, так и в онтогенетическом отношении. В эмбриональном периоде и у новорожденных синтезируются в основном IgM. На долю IgM приходится около 10 % общего количества иммуноглобулинов, средняя концентрация их в сыворотке женщин составляет 1,1 г/л, в сыворотке мужчин — 0,9 г/л.

Антитела класса IgM пятивалентны, обладают выраженной способностью агглютинировать, преципитировать и лизировать антигены.

Касаясь структурной организации IgM, необходимо отметить, что молекулы IgM имеют ММ, равную 900 000 с константой седиментации 19S, включают 5 субъединиц, соединенных дисульфидными связями между тяжелыми цепями. Каждая субъединица IgM имеет ММ 180 000 и константу седиментации 7S, идентична по структуре молекуле IgG.

IgM содержат основную массу антител против полисахаридных антигенов и О-антигенов грам-отрицательных бактерий, включают ревматоидный фактор. Антитела класса IgM значительно активнее IgG по агглютинирующей и преципитирующей способности, а также по гемолитическому и опсонизирующему действию.

К концу 2-го года жизни ребенка содержание IgM составляет 80 % от его содержания у взрослых. Максимальная концентрация IgM отмечается в 8 лет.

Иммуноглобулины класса G представляют собой наиболее изученный класс иммуноглобулинов, содержатся в сыворотке крови в максимально высокой по сравнению с другими иммуноглобулинами концентрации (в среднем 12,0 г/л), составляют 70–75 % общего количества иммуноглобулинов.

Молекулярная масса IgG равна 150 000, константа седиментации-7S.

Выделяют наличие 4 подклассов IgG: IgG₁, IgG₂, IgG₃, IgG₄.

Максимальной способностью активировать комплемент по классическому пути обладают подклассы IgG₃, IgG₁ и IgG₂. Подкласс IgG₄ способен активировать комплемент по альтернативному пути.

Антитела, относящиеся к подклассам IgG₁, IgG₃, IgG₄, беспрепятственно проникают через плаценту, антитела подкласса IgG₂ обладают ограниченной способностью трансплацентарного транспорта.

IgG образуют основную линию специфических иммунологических механизмов защиты против различных возбудителей. Антитела подкласса IgG₂ в основном продуцируются против антигенов полисахаридной природы, антирезусные антитела относятся к IgG₄.

Трансплацентарный переход IgG обеспечивается особой группировкой Fc‑фрагмента. Переходящие через плаценту антитела от матери к ребенку имеют существенное значение для защиты организма ребенка от ряда микробов и токсинов: возбудителей дифтерии, столбняка, полиомиелита, кори. К концу первого года жизни ребенка в крови содержится 50–60 % IgG от их содержания у взрослого человека, к концу 2-го года – около 80 % такого показателя у взрослых.

Содержание в крови субклассов IgG достигает уровня такового у взрослых в различные сроки: IgG₁ и IgG₄ — в возрасте 8 лет, IgG₃ — в 10 лет, IgG₂ — в 12 лет.

Дефицит IgG₂ и IgG₄ в первые годы жизни определяет высокую чувствительность ребенка к патогенному воздействию пневмококков, менингококков и др. возбудителей.

Иммуноглобулины класса А в соответствии с особенностями структуры делятся на три группы:

1) сывороточные IgA, имеющие мономерную структуру и составляющие 86 % всего содержащего в сыворотке IgA;

2) cывороточные димерные IgA;

3) cекреторные IgA, представляющие собой полимер, чаще всего димер, характеризуются наличием добавочного секреторного компонента, отсутствующего у сывороточного IgA.

IgA не определяются в секретах новорожденных; в слюне они появляются у детей в возрасте 2 месяцев. Содержание секреторного IgA в слюне достигает его уровня у взрослого к 8 годам. К концу первого года жизни ребенка в крови содержится примерно 30 % IgA. Плазматический уровень IgA достигает уровень такового у взрослых к 10–12 годам. Иммуноглобулины класса А составляют около 20 % общего количества иммуноглобулинов.

Биологическая функция IgA заключается в основном в местной защите слизистых оболочек от инфекции.

Известно также, что секреторный IgA препятствует адгезии бактерий к эпителиальным клеткам, затрудняя этим колонизацию слизистых бактериями.

Помимо секреторного IgA существенное значение имеют содержащиеся в секретах у человека IgM и IgG, причем IgM могут активно секретироваться за счет наличия секреторного компонента и играют важную роль в обеспечении местного иммунитета в пищеварительном тракте. IgG могут проникать в секреты лишь пассивным путем.

Система секреторных иммуноглобулинов обеспечивает интенсивный, но непродолжительный иммунный ответ и не формирует клеток иммунологической памяти, препятствует контакту антигенов с плазматическими IgG и IgM, последующей активации комплемента и цитолитического разрушения собственных тканей.

Иммуноглобулины класса D составляют около 2 % общего количества иммуноглобулинов крови. Концентрация их в сыворотке достигает 30 мг/л, ММ составляет, по данным разных авторов, от 160 000 до 180 000. Биологическая функция IgD неясна.

Иммуноглобулины класса E представлены в плазме в концентрации 0,25 мг/л, процентное содержание от общего количества иммуноглобулинов — 0,003 %.

IgE не связывают комплемент, не проходят через плаценту, термолабильны, быстро и прочно связываются аллогенными тканями, не преципитируют антигены. При аллергических заболеваниях концентрация IgE резко возрастает и достигает в среднем 1,6 мг/л.

Плазматические клетки, синтезирующие IgE, обнаруживаются в основном в слизистых оболочках бронхов и бронхиол, желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря, в миндалинах и аденоидной ткани. Распределение клеток, продуцирующих IgE, сходно с распределением IgA — продуцирующих клеток.

Концентрация IgE в крови достигает уровня взрослых примерно к 10 годам. При участии Fc-фрагмента IgE фиксируются на поверхности клеток за счет Fc‑рецепторов.

Различают классические высокоаффинные рецепторы тучных клеток и базофилов для IgE, причем на одном базофиле могут фиксироваться от 30 ´ 10³ до 400 ´ 10³ молекул IgE, а также низкоаффинные рецепторы. Последние представлены в основном на макрофагах, эозинофилах, тромбоцитах.

Антитела класса IgE ответственны за развитие анафилактических (атопических) аллергических реакций гуморального типа.

Следует отметить, что в крови присутствует лишь около 1 % IgE, более 99 % IgE секретируются энтероцитами в просвет кишечника, причем секретируемые в просвет кишечника IgE обеспечивают противогельминтозную защиту, в частности за счет IgE-зависимого цитолиза, обеспечиваемого эозинофилами. Как известно, эозинофилы могут продуцировать два токсических белка — большой основной протеин и катионный протеин эозинофилов.