Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Антитіла



План:


Введення

Антитіла (імуноглобуліни, ІГ, Ig) - це розчинні глікопротеїни, присутні в сироватці крові, тканинної рідини або на клітинній мембрані, які розпізнають і пов'язують антигени. Імуноглобуліни синтезуються В-лімфоцитами (плазматичними клітинами) у відповідь на чужорідні речовини певної структури - антигени. Антитіла використовуються імунною системою для ідентифікації та нейтралізації чужорідних об'єктів - наприклад, бактерій і вірусів. Антитіла виконують дві функції: антиген-зв'язує функцію і ефекторних (наприклад запуск класичної схеми активації комплементу і зв'язування з клітинами), є найважливішим чинником специфічного гуморального імунітету, складаються з двох легких ланцюгів і двох важких ланцюгів. У ссавців виділяють п'ять класів імуноглобулінів - IgG, IgA, IgM, IgD, IgE, що розрізняються між собою за будовою і амінокислотним складом важких ланцюгів.

Імуноглобуліни експресуються у вигляді мембранозв'язаних рецепторів на поверхні В-клітин і у вигляді розчинних молекул, присутніх в сироватці і тканинної рідини.


1. Історія вивчення

Найперше антитіло було виявлено Берінгом і Китазато в 1890, однак в цей час про природу виявленого правцевого антитоксину, крім його специфічності і його присутності в сироватці імунного тварини, нічого певного сказати не можна було. Тільки з 1937 - досліджень Тізеліус і Кабата, починається вивчення молекулярної природи антитіл. Автори використовували метод електрофорезу білків і продемонстрували збільшення гамма-глобулінової фракції сироватки крові імунізованих тварин. Адсорбція сироватки антигеном, який був узятий для імунізації, знижувала кількість білка в даній фракції до рівня інтактних тварин.


2. Будова антитіл

Загальний план будови імуноглобулінів: 1) Fab, 2) Fc; 3) важка ланцюг, 4) легка ланцюг, 5) антиген-зв'язується ділянку; 6) шарнірний ділянку

Антитіла є відносно великими (~ 150 до Так - IgG) глікопротеїнами, що мають складну будову. Складаються з двох ідентичних важких ланцюгів (H-ланцюга, в свою чергу складаються з VH, CH1, шарніра, CH2 та CH3 доменів) і з двох ідентичних легких ланцюгів (L-ланцюгів, що складаються з VL і CL доменів). До важких ланцюгів ковалентно приєднані олігосахариди. За допомогою протеази папаїну антитіла можна розщепити на два Fab ( англ. fragment antigen binding - Антиген-зв'язуючий фрагмент) і один Fc ( англ. fragment crystallizable - Фрагмент, здатний до кристалізації). Залежно від класу і виконуваних функцій антитіла можуть існувати як у мономерний формі (IgG, IgD, IgE, сироватковий IgA) так і в олігомерних формі (димер-секреторний IgA, пентамером - IgM). Усього розрізняють п'ять типів важких ланцюгів (α-, γ-, δ-, ε-і μ-ланцюга) і два типи легких ланцюгів (κ-ланцюг і λ-ланцюг).


3. Класифікація за важких ланцюгів

Розрізняють п'ять класів (ізотипів) імуноглобулінів, що розрізняються:

  • величиною
  • зарядом
  • послідовністю амінокислот
  • вмістом вуглеводів

Клас IgG класифікують на чотири підкласу (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), клас IgA - на два підкласи (IgA1, IgA2). Всі класи і підкласи становлять дев'ять ізотипів, які присутні в нормі у всіх індивідів. Кожен ізотипи визначається послідовністю амінокислот константної області важкого ланцюга.

4. Опції антитіл

Імуноглобуліни всіх ізотипів біфункціональних. Це означає, що імуноглобулін будь-якого типу

  • розпізнає і пов'язує антиген, а потім
  • підсилює кіллінг і / або видалення імунних комплексів, сформованих в результаті активації ефекторних механізмів.

Одна область молекули антитіл (Fab) визначає її антигенну специфічність, а інша (Fc) здійснює ефекторні функції: зв'язування з рецепторами, які експресувати на клітинах організму (наприклад, фагоцитах); зв'язування з першим компонентом (C1q) системи комплементу для ініціації класичного шляху каскаду комплементу.

  • IgG є основним імуноглобуліном сироватки здорової людини (становить 70-75% всієї фракції імуноглобулінів), найбільш активний у вторинному імунній відповіді і антитоксичні імунітет. Завдяки малим розмірам ( коефіцієнт седиментації 7S, молекулярна маса 146 кДа) є єдиною фракцією імуноглобулінів, здатної до транспорту через плацентарний бар'єр і тим самим забезпечуючи імунітет плода та новонародженого. У складі IgG 2-3% вуглеводів, два антигензв'язуючих F ab-фрагментів і один F C. F ab-фрагмент (50-52 кДа) складається з цілої L-ланцюги і N-кінцевий половини H-ланцюга, з'єднаних між собою дисульфідній зв'язком, тоді як у F C-фрагмент (48 кДа) входить тільки половина H-ланцюгів. Всього в молекулі IgG 12 доменних (ділянки, сформовані з β-структури і α-спіралей поліпептидних ланцюгів Ig у вигляді невпорядкованих утворень, пов'язаних між собою дисульфідними містками амінокислотних залишків всередині кожної ланцюга): по 4 на важких і по 2 на легких ланцюгах.
  • IgM є пентамером основний четирехцепочечной одиниці, що містить дві μ-ланцюга. При цьому кожен пентамером містить одну копію поліпептиду з J-ланцюгом (20 кДа), який синтезується антітелообразующіе клітиною і ковалентно зв'язується між двома сусідніми F C-фрагментами імуноглобуліну. З'являються при первинному імунній відповіді B-лімфоцитами на невідомий антиген, становлять до 10% фракції імуноглобулінів. Є найбільш великими імуноглобулінами (970 кДа). Містять 10-12% вуглеводів. Освіта IgM відбувається ще в пре-B-лімфоцитах, в яких первинно синтезуються з μ-ланцюга; синтез легких ланцюгів в пре-B-клітинах забезпечує їх зв'язування з μ-ланцюгами, в результаті утворюються функціонально активні IgM, які вбудовуються в поверхневі структури плазматичної мембрани, виконуючи роль антиген розпізнає рецептора; з цього моменту клітини пре-B-лімфоцитів стають зрілими і здатні брати участь в імунній відповіді.
  • IgA сироватковий IgA становить 15-20% всієї фракції імуноглобулінів, при цьому 80% молекул IgA представлено в мономерний формі у людини. Секреторний IgA представлений в димерную формі в комплексі секреторним компонентом, міститься в серозно-слизових секрети (наприклад в слині, сльозах, молозиві, молоці, виділеннях слизової оболонки сечостатевої та респіраторної системи). Містить 10-12% вуглеводів, молекулярна маса 500 кДа.
  • IgD становить менше одного відсотка фракції імуноглобулінів плазми, міститься в основному на мембрані деяких В-лімфоцитів. Опції до кінця не з'ясовані, імовірно є антигенним рецептором з високим вмістом пов'язаних з білком вуглеводів для В-лімфоцитів, ще не видавалися антигену. Молекулярна маса 175 кДа.
  • IgE у вільному вигляді в плазмі майже відсутня. Здатний здійснювати захисну функцію в організмі від дії паразитарних інфекцій, зумовлює багато алергічні реакції. Механізм дії IgE проявляється через зв'язування з високою спорідненістю (10 -10 М) з поверхневими структурами базофілів і тучних клітин, з наступним приєднанням до них антигену, викликаючи дегрануляцію і викид в кров високо активних амінів ( гістаміну та серотоніну - медіаторів запалення). 200 кДа.

5. Класифікація за антигенами

  • антиінфекційні або антипаразитарні антитіла, що викликають безпосередню загибель або порушення життєдіяльності збудника інфекції або паразита
  • антитоксичні антитіла, які не викликають загибелі самого збудника або паразита, але знешкоджуючі виробляються їм токсини.
  • так звані "антитіла-свідки захворювання", наявність яких в організмі сигналізує про знайомство імунної системи з даними збудником в минулому або про поточний інфікуванні цим збудником, але які не відіграють істотної ролі в боротьбі організму із збудником (не знешкоджують ні самого збудника, ні його токсини, а зв'язуються з другорядними білками збудника).
  • аутоагресивні антитіла, або аутологічних антитіла, аутоантитіла - антитіла, що викликають руйнування або пошкодження нормальних, здорових тканин самого організму господаря і запускають механізм розвитку аутоімунних захворювань.
  • аллореактівние антитіла, або гомологічні антитіла, аллоантітела - антитіла проти антигенів тканин або клітин інших організмів того ж біологічного виду. Аллоантітела грають важливу роль в процесах відторгнення аллотрансплантантов, наприклад, при пересадці нирки, печінки, кісткового мозку, і в реакціях на переливання несумісної крові.
  • гетерологічние антитіла, або ізоантітела - антитіла проти антигенів тканин або клітин організмів інших біологічних видів. Ізоантітела є причиною неможливості здійснення ксенотрансплантації навіть між еволюційно близькими видами (наприклад, неможлива пересадка печінки шимпанзе людині) або видами, що мають близькі імунологічні та антигенні характеристики (неможлива пересадка органів свині людині).
  • антіідіотіпіческіе антитіла - антитіла проти антитіл, що виробляються самим же організмом. Причому це антитіла не "взагалі" проти молекули даного антитіла, а саме проти робітничого, "розпізнає" ділянки антитіла, так званого ідіотипи. Антіідіотіпіческіе антитіла відіграють важливу роль у зв'язуванні і знешкодженні надлишку антитіл, в імунній регуляції вироблення антитіл. Крім того, антіідіотіпіческіе "антитіло проти антитіла" дзеркально повторює просторову конфігурацію вихідного антигену, проти якого було вироблено вихідне антитіло. І тим самим антіідіотіпіческіе антитіло служить для організму фактором імунологічної пам'яті, аналогом вихідного антигену, який залишається в організмі і після знищення вихідних антигенів. У свою чергу, проти антіідіотіпіческіх антитіл можуть вироблятися анти-антіідіотіпіческіе антитіла і т. д.

6. Специфічність антитіл

Клонально-селекційна теорія має на увазі те, що кожен лімфоцит синтезує антитіла тільки однієї певної специфічності. І ці антитіла розташовуються на поверхні цього лімфоцита в якості рецепторів.

Як показують досліди, всі поверхневі імуноглобуліни клітини мають однаковий ідіотипи: коли розчинна антиген, схожий на полімеризований флажеліну, зв'язується зі специфічною клітиною, то все імуноглобуліни клітинної поверхні зв'язуються з даним антигеном і вони мають однакову специфічність тобто однаковий ідіотипи.

Антиген зв'язується з рецепторами, потім вибірково активує клітку з утворенням великої кількості антитіл. І так як клітина синтезує антитіла тільки однієї специфічності, то ця специфічність повинна збігатися зі специфічністю початкового поверхневого рецептора.

Специфічність взаємодії антитіл з антигенами не абсолютна, вони можуть по-різному перехресно реагувати з іншими антигенами. Антисироватки, отримана до одного антигену, може реагувати з родинним антигеном, що несе одну або кілька однакових або схожих детермінант. Тому кожне антитіло може реагувати не тільки з антигеном, який викликав його освіту, але і з іншими, іноді абсолютно неспорідненими молекулами. Специфічність антитіл визначається амінокислотної послідовністю варіабельних областей Ig.

Клонально-селекційна теорія:

  1. Антитіла і лімфоцити з потрібною специфічністю вже існують в організмі до першого контакту з антигеном.
  2. Лімфоцити, які беруть участь в імунній відповіді, мають антигенспецифических рецептори на поверхні своєї мембрани. У B-лімфоцитів рецептори-молекули тієї ж специфічності, що і антитіла, які лімфоцити згодом продукують і секретують.
  3. Будь лімфоцит несе на своїй поверхні рецептори тільки однієї специфічності.
  4. Лімфоцити, що мають антиген, проходять стадію проліферації і формують великий клон плазматичних клітин. Плазматичні клітини синтезують антитіла тільки тієї специфічності, на яку був запрограмований лімфоцит-попередник. Сигналами до проліферації служать цитокіни, які виділяються іншими клітинами. Лімфоцити можуть самі виділяти цитокіни.

7. Варіабельність антитіл

Антитіла є надзвичайно варіабельними (в організмі однієї людини може існувати до 10 8 варіантів антитіл). Все розмаїття антитіл виникає з варіабельності як важких ланцюгів, так і легких ланцюгів. У антитіл, що виробляються тим чи іншим організмом у відповідь на ті чи інші антигени, виділяють:

  • Ізотіпіческая варіабельність - проявляється в наявності класів антитіл (ізотипів), що розрізняються за будовою важких ланцюгів і олігомерних, що виробляються всіма організмами даного виду;
  • Аллотіпіческая варіабельність - проявляється на індивідуальному рівні в межах даного виду у вигляді варіабельності алелів імуноглобулінів - є генетично детермінованим відмінністю даного організму від іншого;
  • Ідіотіпіческіе варіабельність - проявляється у відмінності амінокислотного складу антиген-зв'язуючого ділянки. Це стосується варіабельних і гіперваріабельних доменів важкої і легкої ланцюгів, безпосередньо контактують з антигеном.

8. Контроль проліферації

Найбільш ефективний контролюючий механізм полягає в тому, що продукт реакції одночасно служить її інгібітором. Цей тип негативного зворотного зв'язку має місце при утворенні антитіл. Дія антитіл не можна пояснити просто нейтралізацією антигену, тому що цілі молекули IgG пригнічують синтез антитіл набагато ефективніше, ніж F (ab ') 2-фрагменти. Припускають, що блокада продуктивної фази T-залежного B-клітинної відповіді виникає в результаті утворення перехресних зв'язків між антигеном, IgG і Fc - рецепторами на поверхні B-клітин. Ін'єкція IgM, посилює імунну відповідь. Так як антитіла саме цього ізотипи з'являються першими після введення антигену, то на ранній стадії імунної відповіді їм приписується підсилює роль.


9. Рекомендовано література

  • А. Ройт, Дж. Брюсстофф, Д. Мейл. Імунологія-М.: Мир, 2000 - ISBN 5-03-003362-9
  • Імунологія в 3 томах / Под. ред. У. Пола .- М.: Мир, 1988
  • В. Г. Галактионов. Імунологія-М.: Изд. МДУ, 1998 - ISBN 5-211-03717-0
Імунна система / Імунологія
Системи Адаптивна імунна система і Вроджена імунна система Гуморальна імунна система і Клітинна імунна система Система комплементу (анафілотоксинів) Intrinsic immunity
Антигени і антитіла Антиген ( Суперантігени, Алерген) Гаптен Fab Fc
Епітоп (Лінійний епітоп, Конформаційний епітоп)
Антитіла ( Моноклональні антитіла, Поліклональні антитіла, Аутоантитіла) Polyclonal B cell response Аллотипи антитіл Ізотипи антитіл Ідіотипи антитіл
Імунний комплекс
Клітини імунної системи
Лейкоцити

Лімфоїдні: Т-лімфоцити B-лімфоцити Нормальні кілери Плазматичні клітини

Мієлоїдний: Гладкі клітки Базофіли Еозинофіли Макрофаги

Фагоцити : Нейтрофіли Макрофаги, ретикулоендотеліальна система

Антиген-представляють клітини : Дендритні клітини Макрофаги B-лімфоцити Презентація антигену
Імунітет і толерантність дію: Імунітет Autoimmunity Алергія Запалення Крос-реактивність
бездіяльність: Імунологічна толерантність (Central, Peripheral, Clonal anergy, Clonal deletion) Імунодефіцит
Рецептори Т-клітинний рецептор
Імуногенетика Somatic hypermutation V (D) J рекомбінація Клас-перемикання Головний комплекс гістосумісності / HLA
Речовини Цитокіни Опсонін Cytolysin
Інше Діагностична імунологія
Органи імунної системи Тимус Селезінка Лімфатичні вузли Кров Кістковий мозок Лімфа Захворювання імунної системи ( Імунодефіцит)



Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru