АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Механизм образование антител

Антигены

Генетически чужеродные вещества, которые при внедрении в организм способны стимулировать иммунный ответ (клеточную реакцию, образование антител, аллергию, толерантность) и специфически реагировать с образовавшимися антителами как in vivo, так in vitro, называют антигенами.

Антиген должен быть чужеродным веществом для данного вида животного, иначе образование им специфи- ческих антител не произойдет. При определенных условиях (мутации, различные повреждающие действия) чужеродными могут стать и собственные клетки организма. Антиген вызывает в организме образование антител и реагирует с образовавшимися антителами как в живом организме, так и в пробирке. Антигенами могут быть белки, полисахариды, полипептиды, липополисахариды или нуклеиновые кислоты, клетки другого организма, микробы и продукты их жизнедеятельности.

Полноценные антигены вызывают в организме синтез антител или сенсибилизацию лимфоцитов и вступают с ними в реакцию как in vivo, так и in vitro. Для полноценных антигенов характерна строгая специфичность, т. е. вызывают в организме выработку только специфических антител, вступающих в реакцию только с данным антигеном. К таким антигенам относят белки животного, растительного и бактериального происхождения.

Неполноценные антигены (гаптены) представляют собой сложные углеводы, липиды и другие вещества, не способные вызывать образование антител, но вступающие с ними в специфическую реакцию. Гаптены приобретают свойства полноценных антигенов лишь при условии введения их в организм в комплексе с белком.
Типичными представителями гаптенов являются липиды, полисахариды, нуклеиновые кислоты, а также простые вещества: краски, амины, йод, бром и др.

Конъюгированные антигены - белки, которые приобрели новую антигенную специфичность благодаря присоединению к ним с помощью химической связи новой химической группировки.

Аутоантигены. Иногда белки собственных тканей (сердца, печени, почек и др.) при соединении с бактериальным белком, токсинами и ферментами бактерий, лекарственными веществами, под влиянием физических факторов (облучение, ожог и др.) изменяют свои физико-химические свойства и становятся чужеродными для собственного организма. На эти антигены организм вырабатывает антитела, возникают аутоиммунные болезни.
Антигены бактерий по локализации подразделяют на капсульные (К), соматические (О), жгутиковые (Н) и антигены экзопродуктов. В свою очередь К - антигены разделяют на (L, В) термолабильные и (А, М) термостабильные антигены.

Капсульные антигены представлены белками, полисахаридами

Соматические антигены. Расположены не только в цитоплазме, а в основном на поверхности микробной клетки, имеют разнообразный химический состав, отличаются термостабильностю. В практике для обнаружения 0-антигенов микроорганизмы подвергают температурной обработке.

Жгутиковые антигены. Представляют собой термолабильные белковые комплексы жгутиков, обладающих у многих энтеробактерий специфической и неспецифической (групповой) фазой.

Антигены экзопродуктов. Включают метаболиты бактериальной клетки, среди которых наиболее полно изучены экзотоксины.

Все типы антигенов у многих видов патогенных микробов отличаются неоднородностью. На этом основании их подразделяют на варианты обозначаемые цифрами или буквами. Полная антигенная формула включает все обнаруженные у данного штамма микроорганизма варианты антигенов. Например, у кишечной палочки может быть такая антигенная формула: 0 17: К 6: Н 5.
Среди бактериальных антигенов выделяют так называемые протективные или антигены главного действия, защитные антигены. Выработанные на них антитела защищают организм от данного микроба. Очищенные протективные антигены могут быть "идеальными" вакцинными препаратами.
Антигены обладают детерминантами-участками молекул, определяющими специфичность реакции антиген-антитело. Это концевые структуры антигена, имеющие сравнительно небольшие размеры (5-7 аминокислот).

Свойства антигенов

Специфичность – это способность антигена взаимодействовать со строго определенными антителами или антигенными рецепторами лимфоцитов.

При этом взаимодействие происходит не со всей поверхностью антигена, а только с ее небольшим участком, который получил название «антигенная детерминанта» или «эпитоп». Одна молекула антигена может иметь от нескольких единиц до нескольких сотен эпитопов разной специфичности. Количество эпитопов определяет валентность антигена. Например: яичный альбумин (М 42 000) имеет 5 эпитопов, т. е. 5-валентен, белок тиреоглобулин (М 680 000) – 40-валентен.

В молекулах белков эпитоп (антигенная детерминанта) образуется совокупностью аминокислотных остатков. Размер антигенной детерминанты белков может включать от 5 – 7 до 20 аминокислотных остатков. Эпитопы, которые распознаются антигенными рецепторами В- и Т-лимфоцитов, имеют свои особенности.

В-клеточные эпитопы конформационного типа (образованы аминокислотными остатками из различных частей белковой молекулы, но сближенные в пространственной конфигурации белковой глобулы) находятся на внешней поверхности антигена, образуя петли и выступы. Обычно число аминокислот или сахаров в эпитопе составляет от 6 до 8. Антигенраспознающие рецепторы В-клеток распознают нативную конформацию эпитопа, а не линейную последовательность аминокислотных остатков.

Т-клеточные эпитопы представляют собой линейную последовательность аминокислотных остатков, составляющих часть антигена, и включают большее число аминокислотных остатков по сравнению с В-клеточными. Для их распознавания не требуется сохранения пространственной конфигурации.

Иммуногенность – способность антигена вызывать иммунную защиту макроорганизма. Степень иммуногенности определяют следующие факторы:

· Чужеродность. Для того чтобы вещество выступило в качестве иммуногена, оно должно быть распознано как «не свое». Чем более чужероден антиген, т. е. чем менее он сходен с собственными структурами организма, тем более сильный иммунный ответ он вызывает. Например, синтез антител к бычьему сывороточному альбумину легче вызвать у кролика, чем у козы. Кролики относятся к отряду зайцеобразных и отстоят в филогенетическом развитии дальше от козы и быка, принадлежащих к парнокопытным.

· Природа антигена. Наиболее сильными иммуногенами являются белки. Чистые полисахариды, нуклеиновые кислоты и липиды обладают слабыми иммуногенными свойствами. В то же время липополисахариды, гликопротеины, липопротеины способны в достаточной мере активировать иммунную систему.

· Молекулярная масса. При прочих равных условиях большая молекулярная масса антигена обеспечивает большую иммуногенность. Антигены считаются хорошими иммуногенами, если их молекулярная масса больше 10 кД. Чем больше молекулярная масса, тем больше мест связывания (эпитопов), что приводит к возрастанию интенсивности иммунного ответа.

• Растворимость. Корпускулярные антигены, связанные с клетками (эритроциты, бактерии), как правило, более иммуногенны. Растворимые антигены (сывороточный альбумин) также могут обладать высокой иммуногенностью, но они быстрее выводятся. Для увеличения времени их пребывания в организме, необходимого для развития эффективного иммунного ответа, применяют адъюванты (депонирующие вещества). Адъюванты – это вещества, которые используют для усиления иммунного ответа, например, вазелиновое масло, ланолин, гидроксид и фосфат алюминия, алюмокалиевые квасцы, хлористый кальций и др.
• Химическое строение антигена. Увеличение числа ароматических аминокислот в синтетических полипептидах увеличивает их иммуногенность. При равной молекулярной массе (около 70000) альбумин является более сильным антигеном, чем гемоглобин. В то же время белок коллаген, молекулярная масса которого в 5 раз больше, чем у альбумина, и составляет 330000, обладает значительно меньшей иммуногенностью по сравнению с альбумином, что, несомненно, связано с особенностями строения этих белков.

Различают полноценные антигены и неполноценные – гаптены.

Полноценные антигены обладают выраженной иммуногенностью.

Гаптен – это небольшая молекула, несущая одну антигенную детерминанту (моновалентный антиген), но не способная самостоятельно вызвать иммунный ответ.Низкая молекулярная масса даже при наличии чужеродности лишает гаптен иммуногенности.

Примеры гаптенов:

· широкий круг природных соединений (пептидные и стероидные гормоны, лекарственные препараты, олигосахариды и олигонуклеотиды);

· продукты промышленного органического синтеза (анилин, ди- и тринитробензолы, динитрофенолы, аминобензолсульфокислоты и аминобензойные кислоты, азокрасители и др.);

· молекулы I₂, Br₂.

Гаптены могут взаимодействовать с активными центрами антител и антигенными рецепторами лимфоцитов, но образования антител и клонов специфических эффекторных Т-клеток при этом не происходит. После связывания с молекулой носителя, например белка, гаптены приобретают свойства полноценного антигена и способность инициировать полноценный иммунный ответ в виде синтеза антител. Было показано, что Т-клетки распознают носитель – белок, а В-клетки – гаптен. Это применяется на практике для получения антигаптеновых антител, которые используются в тест-системах.

2)Антиге­ны бактериальной клетки. В структуре бактериальной клетки разли­чают жгутиковые, соматические, капсульные и некоторые другие антигены. Жгутиковые, или Н-антигены, локализуют­ся в локомоторном аппарате бактерий — их жгутиках. Они представляют собой эпитопы сократительного белка флагеллина. При на­гревании флагеллин денатурирует, и Н-антиген теряет свою специфичность. Фенол не действует на этот антиген.

Соматический, или О-антиген, связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу со­ставляют ЛПС. О-антиген проявляет термос­табильные свойства — он не разрушается при длительном кипячении. Однако соматичес­кий антиген подвержен действию альдегидов (например, формалина) и спиртов, которые нарушают его структуру.

Капсульные, или К-антигены, располагаются на поверхности клеточной стенки. Встречаются у бактерий, образующих капсулу. Как правило, К-антигены состоят из кислых полисахаридов (уроновые кислоты). В то же время у бациллы сибирской язвы этот антиген построен из по­липептидных цепей. По чувствительности к нагреванию различают три типа К-антигена: А, В, и L. Наибольшая термостабильность ха­рактерна для типа А, он не денатурирует даже при длительном кипячении. Тип В выдержи­вает непродолжительное нагревание (около 1 часа) до 60 ^оС. Тип L быстро разрушается при этой температуре. Поэтому частичное удале­ние К-антигена возможно путем длительного кипячения бактериальной культуры.

На поверхности возбудителя брюшного ти­фа и других энтеробактерий, которые облада­ют высокой вирулентностью, можно обнару­жить особый вариант капсульного антигена. Он получил название антигена вирулентнос­ти, или Vi-антигена. Обнаружение этого ан­тигена или специфичных к нему антител име­ет большое диагностическое значение.

Антигенными свойствами обладают также бактериальные белковые токсины, ферменты и некоторые другие белки, которые секретируются бактериями в окружающую среду (на­пример, туберкулин). При взаимодействии со специфическими антителами токсины, фер­менты и другие биологически активные моле­кулы бактериального происхождения теряют свою активность. Столбнячный, дифтерий­ный и ботулинический токсины относятся к числу сильных полноценных антигенов, поэ­тому их используют для получения анатокси­нов для вакцинации людей.

В антигенном составе некоторых бактерий выделяется группа антигенов с сильно выра­женной иммуногенностью, чья биологическая активность играет ключевую роль в формиро­вании патогенности возбудителя. Связывание таких антигенов специфическими антителами практически полностью инактивирует виру­лентные свойства микроорганизма и обеспечи­вает иммунитет к нему. Описываемые антиге­ны получили название протективных. Впервые протективный антиген был обнаружен в гнойном отделяемом карбункула, вызванного ба­циллой сибирской язвы. Это вещество являет­ся субъединицей белкового токсина, которая ответственна за активацию других, собственно вирулентных субъединиц — так называемого отечного и летального факторов.

Вирусными антигенами называются продукты вирусспецифического синтеза, несущие признаки чужеродной генетической информации и вызывающие иммунный ответ. К ним относятся структурные и неструктурные вирусные белки. Защита от вирусной инфекции зависит от выраженности иммунного ответа на антигены, расположенные на поверхности вирионов или инфицированных клеток. Иммунный ответ на неструктурные вирусные антигены играет меньшую роль в защите от инфекции. Однако у герпесвирусов, например, клеточный иммунный ответ индуцируется множеством вирусспецифических белков, не входящих в структуру вирионов. Белки герпесвирусов эксперссируются каскадно и большинство нестук-турных белков синтезируется на ранней стадии репликации вируса. После про-цессинга они презентируются МНС классом I (главным комплексом гистосов-местимости, класс I) на плазматической мембране инфицированных клеток и распознаются специфическими цитотоксическими Т-клетками. Поэтому инфицированные клетки могут различаться эффекторными цитотоксическими Т-лимфоцитами до завершения цикла вирусной репликации. Каждый вирус представляет собой сложную смесь антигенов, определяемую в первую очередь структурными белками. Являясь сложными корпускулярными антигенами вирусы обычно вызывают выраженный иммунный ответ и большая часть их белков способна вызывать синтез специфических антител. Вирусные белки неравнозначны по своей антигенной активности. Наиболее явные и доступные мишени для иммунного ответа — белки, расположенные на поверхности вирусных частиц. Это прежде всего относится к вирусным гликопротеинам, расположенным на поверхности вирусных частиц, и экспрессированным на поверхности зараженных клеток. Гликопротеины поверхности оболочечных вирусов и капсидные белки безоболочечных вирусов являются главными протективными антигенами. Под специфичностью вирусного антигена подразумевают его способность избирательно реагировать с антителами или сенсибилизированными лимфоцитами, являющимися ответом на введение данного антигена. Участок антигена, который узнается специфическим лимфоцитом, и с которым впоследствии взаимодействует специфическое антитело, называется антигенной детерминантой. Иммунологическая специфичность определяется не всей молекулой антигена, а лишь входящими в ее состав антигенными детерминантами (эпитопами). Участки вирусного белка, индуцирующие образование антител и специфически связывающиеся с ними, принято называть антигенными участками (доменами). Антитела соответствующей специфичности образуются к каждой антигенной детерминанте. Антитела к определенной детерминанте реагируют только с ней или с другой очень сходной структурой. Специфичность антигена определяется совокупностью детерминант, а его валентность — количеством однородных антигенных детерминант. Антигенность детерминант зависит от их пространственной структуры и размера молекулы антигена. Антигенные детерминанты состоят обычно из 10—20 аминокислотных остатков и содержат гидрофильные группы. Наиболее гидрофильными аминокислотами являются лизин, аргинин, аспарагиновая кислота и глютаминовая кислота. Считается, что те участки молекулы белка, в которых их содержание относительно велико, предпочитают водное окружение и поэтому располагаются на поверхности. Различают линейные (непрерывные) и конформационные (прерывистые) детерминанты. Антитела образуются преимущественно к конформационным детерминантам, расположенным, как правило, на поверхности вирионов, и зависят от третичной структуры молекулы антигена. Антигенная и иммуногенная активность вирусов определяется, главным образом, конформационными эпитопами. Разные антитела различают специфические антигенные участки вирусных антигенов. Например, прикрепительный гликопротеин (HN) вируса парагриппа имеет, по крайней мере, 6 антигенных сайтов, три из которых различаются нейтрализующими антителами. Денатурация белков приводит к потере некоторых конформационных детерминант, обнажая ранее экранированные детерминанты. В результате денатурации белки частично или полностью изменяют антигенную специфичность, что может отразиться на иммунном ответе. Вирионные белки разных вирусов различаются типоспецифичностью и вариабельностью. Одни из них обладают высокой вариабельностью, другие характеризуются консервативностью. Группоспецифические антигены являются высококонсервтивными, находятся обычно внутри вирионов и могут быть сходными у нескольких представителей рода данного семейства вирусов. Например, субвирусные частицы 12S вируса ящура содержат высококонсервативный белок, который выявляется моноклональными антителами одной специфичности у шести из семи известных типов вируса. Однако иммунизация ими не сопровождалась образованием ВН-антител. Типоспецифические антигены связаны с вариабельными областями белков, обычно расположенными в наружных частях вирионов, и обладают узкой специфичностью, присущей одной группе вирусов.

Антигены – это высокомолекулярные соединения. При попадании в организм вызывают иммунную реакцию и взаимодействуют с продуктами этой реакции: антителами и активированными лимфоцитами.

Классификация антигенов.

1. По происхождению:

1) естественные (белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, бактериальные экзо– и эндотоксины, антигены клеток тканей и крови);

2) искусственные (динитрофенилированные белки и углеводы);

3) синтетические (синтезированные полиаминокислоты, полипептиды).

2. По химической природе:

1) белки (гормоны, ферменты и др.);

2) углеводы (декстран);

3) нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК);

4) конъюгированные антигены (динитрофенилированные белки);

5) полипептиды (полимеры a-аминокислот, кополимеры глутамина и аланина);

6) липиды (холестерин, лецитин, которые могут выступать в роли гаптена, но, соединившись с белками сыворотки крови, они приобретают антигенные свойства).

3. По генетическому отношению:

1) аутоантигены (происходят из тканей собственного организма);

2) изоантигены (происходят от генетически идентичного донора);

3) аллоантигены (происходят от неродственного донора того же вида);

4) ксеноантигены (происходят от донора другого вида).

4. По характеру иммунного ответа:

1) тимусзависимые антигены (иммунный ответ зависит от активного участия Т-лимфоцитов);

2) тимуснезависимые антигены (запускают иммунный ответ и синтез антител В-клетками без Т-лимфоцитов).

Выделяют также:

1) внешние антигены; попадают в организм извне. Это микроорганизмы, трансплантированные клетки и чужеродные частицы, которые могут попадать в организм алиментарным, ингаляционным или парентеральным путем;

2) внутренние антигены; возникают из поврежденных молекул организма, которые распознаются как чужие;

3) скрытые антигены – определенные антигены (например, нервная ткань, белки хрусталика и сперматозоиды); анатомически отделены от иммунной системы гистогематическими барьерами в процессе эмбриогенеза; толерантность к этим молекулам не возникает; их попадание в кровоток может приводить к иммунному ответу.

Иммунологическая реактивность против измененных или скрытых собственных антигенов возникает при некоторых аутоиммунных заболеваниях.

Свойства антигенов:

1) антигенность – способность вызывать образование антител;

2) иммуногенность – способность создавать иммунитет;

3) специфичность – антигенные особенности, благодаря наличию которых антигены отличаются друг от друга.

Гаптены – низкомолекулярные вещества, которые в обычных условиях не вызывают иммунной реакции, но при связывании с высокомолекулярными молекулами приобретают иммуногенность. К гаптенам относятся лекарственные препараты и большинство химических веществ. Они способны вызывать иммунный ответ после связывания с белками организма.

Антигены или гаптены, которые при повторном попадании в организм вызывают аллергическую реакцию, называются аллергенами.

3) Изоантигены (аллоантигены) – антигены организма человека, видоспецифичны
а) антигены гистосовмести-мости (HLA);
б) антигены эритроцитов человека (АВ, Rh).

Аутоантигены – собственные антигены организма, которые при определенных условиях распознаются антителами как чужеродные и вызывают выработку иммунного ответа.
а) врожденные антигены (головной мозг, передняя камера глаза, роговица, хрусталик, сетчатка, стекловидное тело, семенные канальца яичек, фолликулы щитовидной железы, подкожная жировая клетчатка, волосяные луковицы, рубцовая ткань, эмбриональные белки);
б) приобретенные антигены (ожоговые, лучевые и др.).

3. Перекрестнореагирующие антигены (гетероантигены) – общие для человека и микроорганизмов.

Проантигены — гаптены, которые могут соединяться с собственными белками организма и сенсибилизировать его как аутоантигены. Например, продукты расщепления пенициллина в соединении с белками организма могут быть антигенами.

Гетероантигены — общие антигены, встречающиеся у разных видов животных. Впервые этот феномен был отмечен в опытах Дж. Форсмана (1911), который иммунизировал кролика суспензией органов морской свинки. Полученная от кролика сыворотка содержала антитела, вступавшие во взаимодействие не только с белками морской свинки, но и с эритроцитами барана. Оказалось, что полисахариды морской свинки в антигенном отношении одинаковы с полисахаридами эритроцитов барана.

Гетероантигены обнаружены у человека и некоторых видов бактерий. Например, возбудитель чумы и эритроциты человека с 0 группой крови имеют общие антигены. В результате имму-нокомпетентные клетки этих людей не реагируют на возбудителя чумы как на чужеродный антиген и не развивают полноценной иммунологической реакции, что нередко приводит к летальному исходу.

Аллоантигены (изоантигены) — различные антигены внутри одного вида. В настоящее время в эритроцитах человека обнаружено более 70 антигенов, которые дают около 200 ООО сочетаний. Для практического здравоохранения решающее значение имеют группы крови в системе АВО и резус-антиген. Кроме эритроцитарных антигенов, у человека существуют и другие аллоантигены, например антигены главного комплекса гистосовместимости — МНС (Major Histocompatibility Complex). В 6-й паре хромосом человека располагаются трансплантационные антигены HLA (Human Leucocyte Antigens), детерминирующие тканевую совместимость при пересадке тканей и органов. Тканям человека присуща абсолютная индивидуальность, и подобрать донора и реципиента с одинаковым набором тканевых антигенов практически невозможно (исключение — однояйцевые близнецы).

4) Антитела (иммуноглобулины, ИГ, Ig) — особый класс гликопротеинов, присутствующих на поверхности B-лимфоцитов в виде мембраносвязанных рецепторов и в сыворотке крови и тканевой жидкости в виде растворимых молекул, и обладающих способностью очень избирательно связываться с конкретными видами молекул, которые в связи с этим называютантигенами. Антитела являются важнейшим фактором специфического гуморального иммунитета. Антитела используются иммунной системой для идентификации и нейтрализации чужеродных объектов — например, бактерий и вирусов. Антитела выполняют две функции: антиген-связывающую и эффекторную (вызывают тот или иной иммунный ответ, например, запускают классическую схему активации комплемента).

Антитела синтезируются плазматическими клетками, которыми становятся некоторые В-лимфоциты, в ответ на присутствие антигенов. Для каждого антигена формируются соответствующие ему специализировавшиеся плазматические клетки, вырабатывающие специфичные для этого антигена антитела. Антитела распознают антигены, связываясь с определённым эпитопом — характерным фрагментом поверхности или линейной аминокислотной цепи антигена.

Антитела состоят из двух лёгких цепей и двух тяжелых цепей. У млекопитающих выделяют пять классов антител (иммуноглобулинов) — IgG, IgA, IgM, IgD, IgE, различающихся между собой по строению и аминокислотному составу тяжёлых цепей и по выполняемым эффекторным функциям.

Строение антител

Антитела являются относительно крупными (~150 кДа — IgG) гликопротеинами, имеющими сложное строение. Состоят из двух идентичныхтяжелых цепей (H-цепи, в свою очередь состоящие из V_H, C_Н1, шарнира, C_H2- и C_H3-доменов) и из двух идентичных лёгких цепей (L-цепей, состоящих из V_L- и C_L- доменов). К тяжелым цепям ковалентно присоединены олигосахариды. При помощи протеазы папаина антитела можно расщепить на два Fab (англ. fragment antigen binding — антиген-связывающий фрагмент) и один Fc (англ. fragment crystallizable — фрагмент, способный к кристаллизации). В зависимости от класса и исполняемых функций антитела могут существовать как в мономерной форме (IgG, IgD, IgE, сывороточный IgA), так и в олигомерной форме (димер-секреторный IgA, пентамер — IgM). Всего различают пять типов тяжелых цепей (α-, γ-, δ-, ε- и μ-цепи) и два типа легких цепей (κ-цепь и λ-цепь).

5) № 12 Классы иммуноглобулинов, их характеристика.

Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобио­логическим свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.

Иммуноглобулин класса G. Изотип G состав­ляет основную массу Ig сыворотки крови. На его долю приходится 70—80 % всех сывороточ­ных Ig, при этом 50 % содержится в тканевой жидкости. Среднее содержание IgG в сыворот­ке крови здорового взрослого человека 12 г/л. Период полураспада IgG — 21 день.

IgG — мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра (может одновременно свя­зать 2 молекулы антигена, следовательно, его валентность равна 2), молекулярную массу около 160 кДа и константу седиментации 7S. Различают подтипы G1, G2, G3 и G4. Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и плазматическими клетками. Хорошо опре­деляется в сыворотке крови на пике первич­ного и при вторичном иммунном ответе.

Обладает высокой аффинностью. IgG1 и IgG3 связывают комплемент, причем G3 ак­тивнее, чем G1. IgG4, подобно IgE, обладает цитофильностью (тропностью, или сродс­твом, к тучным клеткам и базофилам) и участ­вует в развитии аллергической реакции I типа. В иммунодиагностических реакциях IgG может проявлять себя как не­полное антитело.

Легко проходит через плацентарный барь­ер и обеспечивает гуморальный иммунитет новорожденного в первые 3—4 месяца жизни. Способен также выделяться в секрет слизис­тых, в том числе в молоко путем диффузии.

IgG обеспечивает нейтрализацию, опсонизацию и маркирование антигена, осуществля­ет запуск комплемент-опосредованного цито­лиза и антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Иммуноглобулин класса М. Наиболее круп­ная молекула из всех Ig. Это пентамер, кото­рый имеет 10 антигенсвязывающих центров, т. е. его валентность равна 10. Молекулярная масса его около 900 кДа, константа седи­ментации 19S. Различают подтипы M1 и М2. Тяжелые цепи молекулы IgM в отличие от других изотипов построены из 5 доменов. Период полураспада IgM — 5 дней.

На его долю приходится около 5—10 % всех сывороточных Ig. Среднее содержание IgM в сыворотке крови здорового взрослого человека составляет около 1 г/л. Этот уровень у человека достигается уже к 2—4-летнему возрасту.

IgM филогенетически — наиболее древний иммуноглобулин. Синтезируется предшест­венниками и зрелыми В-лимфоцитами. Образуется в начале первичного иммунного ответа, также первым начинает синтезиро­ваться в организме новорожденного — опре­деляется уже на 20-й неделе внутриутробного развития.

Обладает высокой авидностью, наиболее эффективный активатор комплемента по клас­сическому пути. Участвует в формировании сывороточного и секреторного гуморального иммунитета. Являясь полимерной молекулой, содержащей J-цепь, может образовывать сек­реторную форму и выделяться в секрет сли­зистых, в том числе в молоко. Большая часть нормальных антител и изоагглютининов относится к IgM.

Не проходит через плаценту. Обнаружение специфических антител изотипа М в сыво­ротке крови новорожденного указывает на бывшую внутриутробную инфекцию или де­фект плаценты.

IgM обеспечивает нейтрализацию, опсонизацию и маркирование антигена, осуществля­ет запуск комплемент-опосредованного цито­лиза и антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Иммуноглобулин класса А. Существует в сы­вороточной и секреторной формах. Около 60 % всех IgA содержится в секретах слизистых.

Сывороточный IgA: На его долю прихо­дится около 10—15% всех сывороточных Ig. В сыворотке крови здорового взрослого чело­века содержится около 2,5 г/л IgA, максимум достигается к 10-летнему возрасту. Период полураспада IgA — 6 дней.

IgA — мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра (т. е. 2-валентный), молекуляр­ную массу около 170 кДа и константу седи­ментации 7S. Различают подтипы А1 и А2. Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и плазматическими клетками. Хорошо опре­деляется в сыворотке крови на пике первич­ного и при вторичном иммунном ответе.

Обладает высокой аффинностью. Может быть неполным антителом. Не связывает комплемент. Не проходит через плацентар­ный барьер.

IgA обеспечивает нейтрализацию, опсонизацию и маркирование антигена, осуществля­ет запуск антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Секреторный IgA: В отличие от сывороточ­ного, секреторный sIgA существует в полимерной форме в виде ди- или тримера (4- или 6-валентный) и содержит J- и S-пeптиды. Молекулярная масса 350 кДа и выше, константа седиментации 13S и выше.

Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и их по­томками — плазматическими клетками со­ответствующей специализации только в пре­делах слизистых и выделяется в их секреты. Объем продукции может достигать 5 г в сутки. Пул slgA считается самым многочисленным в организме — его количество превышает суммарное содержание IgM и IgG. В сыворотке крови не обнаруживается.

Секреторная форма IgA — основной фак­тор специфического гуморального местного иммунитета слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы и респираторного тракта. Благодаря S-цепи он устойчив к действию протеаз. slgA не активи­рует комплемент, но эффективно связывается с антигенами и нейтрализует их. Он препятс­твует адгезии микробов на эпителиальных клетках и генерализации инфекции в преде­лах слизистых.

Иммуноглобулин класса Е. Называют так­же реагином. Содержание в сыворотке крови крайне невысоко — примерно 0,00025 г/л. Обнаружение требует применения специаль­ных высокочувствительных методов диагнос­тики. Молекулярная масса — около 190 кДа, константа седиментации — примерно 8S, мо­номер. На его долю приходится около 0,002 % всех циркулирующих Ig. Этот уровень дости­гается к 10—15 годам жизни.

Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и плазматическими клетками преиму­щественно в лимфоидной ткани бронхолегочного дерева и ЖКТ.

Не связывает комплемент. Не проходит че­рез плацентарный барьер. Обладает выражен­ной цитофильностью — тропностью к тучным клеткам и базофилам. Участвует в развитии гиперчувствительности немедленного типа — реакция I типа.

Иммуноглобулин класса D. Сведений об Ig данного изотипа не так много. Практически полностью содержится в сыворотке крови в концентрации около 0,03 г/л (около 0,2 % от общего числа циркулирующихIg). IgD имеет молекулярную массу 160 кДа и константу се­диментации 7S, мономер.

Не связывает комплемент. Не проходит че­рез плацентарный барьер. Является рецепто­ром предшественников В-лимфоцитов.

Механизм образование антител

Установлено, что антитела вырабатываются плазматическими клетками, на­ходящимися в селезенке, лимфатических узлах, костном моз­ге, пейеровых бляшках. Плазматические клетки (антитело-продуценты) происходят из предшественников В-клеток, под­вергшихся контакту с антигеном. В-клетки и их потомки функционируют по клепальному принципу: по мере развития иммунного ответа они дифференцируются, пролиферируют и созревают. Механизм синтеза антител не отличается от син­теза любых белков. Синтез молекул антител происходит на полирибосомах. Легкие и тяжелые цепи, из которых состоит молекула антител, синтезируются раздельно, затем соединя­ются на полирибосомах, и окончательная сборка происходит в пластинчатом комплексе. Одна плазматическая клетка мо­жет переключаться с синтеза IgM на синтез IgG.

При первичном иммунном ответе в антителообразовании различают две фазы: индуктивную (латентную) и продуктив­ную. Индуктивная фаза—от момента парентерального вве­дения антигена до появления лимфоидных антиген-реактивных клеток. Продолжительность этой фазы не более суток. В этот период происходит пролиферация и дифференцировка лимфоидных клеток в направлении синтеза иммуноглобули­на класса IgM. Вслед за индуктивной фазой наступает про­дуктивная фаза антителообразования. В этот период, пример­но до 10—15-го дня, кривая антител резко возрастает, умень­шается число клеток, синтезирующих IgM, начинает нара­стать продукция IgG.

В случае повторной иммунизации спустя 2—4 нед и даже несколько месяцев и лет организм может ответить усилен­ной выработкой иммуноглобулинов на гомологичный и даже гетерологичный антигены. Эта реакция получила название вторичного иммунного ответа; она базируется на иммуноло­гической памяти

6) Механизм образования антител

Согласно одной из гипотез, любой антиген включает по меньшей мере два компонента: высокомолекулярное вещество коллоидальной природы - нативный белок и так называемую детерминантную группу, определяющую его специфичность. Детерминантной группой являются расположенные на поверхности коллоидного белка (глобулы) аминокислоты и полисахариды. Специфичность антигенов определяется не только качеством и количеством детерминантных групп, но и пространственным их расположением. Попадая в организм, антиген играет роль матрицы, которая служит для образования многочисленных "негативных отпечатков" на образующихся молекулах глобулина - антител. Антитела появляются как своеобразные продукты синтеза глобулинов, видоизмененных под влиянием антигена. Молекула такого глобулина отличается от молекулы нормального особой конфигурацией некоторых участков своей поверхности.

Физико-химическое обоснование этого взгляда на образование антител дано в исследованиях Полинга. Согласно его гипотезе, глобулины сыворотки, из которых образуются антитела, состоят из основной устойчивой цепи полипептидов с полуустойчивыми концами из аминокислот. В присутствии антигена эти концы под влиянием полярных групп его детерминанты меняют свою конфигурацию в соответствии с пространственным расположением этих групп на поверхности антигена и являются как бы его стереохимическим отображением. Соединение антигена с антителом происходит вследствие взаимного притяжения их полярных групп, несущих противоположные заряды (рис. 1). Согласно другой, клонально-селективной гипотезе образования антител (Бэрнет), информация для образования антител находится внутри клеток и является частью их генетической структуры. Клетки, продуцирующие антитела, входят в клоны, возникающие в эмбриональном периоде в результате частых соматических мутаций. Воздействуя на клетки подходящего клона, антиген не только вызывает выработку ими антител, но и стимулирует размножение клеток данного клона, осуществляя таким образом отбор специфически реагирующих клеток. В таком случае легче понять образование антител и после исчезновения из организма антигена, а также быстрое и усиленное образование антител при вторичном введении антигена, так как в организме становится больше клеток, способных продуцировать специфические антитела. Однако прямых доказательств в пользу этого взгляда на механизм образования антител пока еще нет.

Способность к образованию антител появляется во внутриутробном периоде у 20-недельного эмбриона; после рождения начинается собственная продукция иммуноглобулинов, которая увеличивается до наступления зрелого возраста и несколько снижается к старости. Динамика образования антител имеет различный характер в зависимости от силы антигенного воздействия (дозы антигена), частоты воздействия антигена, состояния организма и его иммунной системы. При первичном и повторном введении антигена динамика антителообразования также различна и протекает в несколько стадий. Выделяют латентную, логарифмическую, стационарную фазу и фазу снижения.

В латентной фазе происходят переработка и представление антигена иммунокомпетентным клеткам, размножение клона клеток, специализированного на выработку антител к данному антигену, начинается синтез антител. В этот период антитела в крови не обнаруживаются.

Во время логарифмической фазы синтезированные антитела высвобождаются из плазмоцитов и поступают в лимфу и кровь.

В стационарной фазе количество антител достигает максимума и стабилизируется, затем наступает фаза снижения уровня антител. При первичном введении антигена (первичный иммунный ответ) латентная фаза составляет 3—5 сут, логарифмическая — 7— 15 сут, стационарная — 15—30 сут и фаза снижения — 1—6 мес. и более. Особенностью первичного иммунного ответа является то, что первоначально синтезируется IgM, а затем IgG.

В отличие от первичного иммунного ответа при вторичном введении антигена (вторичный иммунный ответ) латентный период укорочен до нескольких часов или 1—2 сут, логарифмическая фаза характеризуется быстрым нарастанием и значительно более высоким уровнем антител, который в последующих фазах длительно удерживается и медленно, иногда в течение нескольких лет, снижается. При вторичном иммунном ответе в отличие от первичного синтезируются главным образом IgG.

Такое различие динамики антителообразования при первичном и вторичном иммунном ответе объясняется тем, что после первичного введения антигена в иммунной системе формируется клон лимфоцитов, несущих иммунологическую память о данном антигене. После повторной встречи с этим же антигеном клон лимфоцитов с иммунологической памятью быстро размножается и интенсивно включает процесс антителогенеза.

Очень быстрое и энергичное антителообразование при повторной встрече с антигеном используется в практических целях при необходимости получения высоких титров антител при производстве диагностических и лечебных сывороток от иммунизированных животных, а также для экстренного создания иммунитета при вакцинации.

7) Сущность серологических методов исследования состоит в определении титра антител в сыворотке крови больного в динамике болезни по отношению к известному антигену, вводимому в серологическую реакцию.

В клинической практике чаще всего используется реакция агглютинации (РА) Видаля, ее разновидности, РНГА, РСК и более информативные современные методы (ИФА, РИА, ЛИФА и др.).

РА — определение неизвестных антител с помощью известных антигенов и установление вида возбудителя с помощью известных антител. РИГА и РНГА — более специфичны, используются меченные эритроциты. РТГА — основан на способности некоторых вирусов агглютинировать эритроциты. РИ — реакция иммунодиффузии, различная способность антигенов и антител диффундировать в геле. РСК титрование антигенов или антител по степени фиксации комплемента с комплексом антиген-антитело. PH - способность антител нейтрализовать токсины и антигены вирусов. ИФА — используются антитела, конъюгированные с ферментом. РИА — используется радиоактивная метка антигенов или антител. ЛИФА — лантанидный иммунофлюоресцентный анализ — используются в качестве метки элементы редкоземельных металлов.

Забор крови для серологического исследования выполняется так же, как и при посеве, но в отличие от последнего, его лучше осуществлять самотеком, а не шприцом. Для этого берут иглу с более широким просветом и вводят в локтевую вену без шприца. В пробирку собирают 3—5 мл крови. При таком сборе эритроциты меньше травмируются и сыворотка крови реже бывает с явлениями гемолиза. После отстаивания и центрифугирования крови сыворотку с помощью пипетки переносят в другую пробирку или эпиндорф и хранят в холодильнике при температуре +4 °С до постановки реакции. Поскольку иммунный ответ при большинстве инфекционных болезней развивается с 5-7-го дня, а максимальное нарастание титра антител происходит лишь в периоде реконвалесценции, серологические методы менее пригодны для ранней диагностики и используются главным образом в целях ретроспективной расшифровки этиологии уже перенесенного инфекционного заболевания.

Однако кровь для серологических исследований берется и в первые дни болезни, что в дальнейшем дает возможность наблюдать за нарастанием титра антител в динамике заболевания. Повторные серологические исследования при бактериальных инфекциях производятся не раньше, чем через 5-7 дней. При вирусных заболеваниях берутся «парные сыворотки» с интервалом 10-12 дней и при нарастании титра антител в 4 раза и более подтверждается диагноз предполагаемого заболевания.

8) № 29 Реакция агглютинации. Компоненты, механизм, способы постановки. Применение.

Реакция агглютинации — простая по постановке реакция, при которой происходит связыва­ние антителами корпускулярных антигенов (бактерий, эритроцитов или других клеток, нерастворимых частиц с адсорбированными на них антигенами, а также макромолекулярных агрегатов). Она протекает при наличии электролитов, например при добавлении изо­тонического раствора натрия хлорида.

Применяются различные варианты реакции агглютинации: развернутая, ориентировоч­ная, непрямая и др. Реакция агглютинации проявляется образованием хлопьев или осад­ка (клетки, «склеенные» антителами, имеющими два или более антигенсвязывающих центра — рис. 13.1). РА используют для:

1) определения антител в сыворотке крови боль­ных, например, при бруцеллезе (реакции Райта, Хеддельсона), брюшном тифе и паратифах (реак­ция Видаля) и других инфекционных болезнях;

2) определения возбудителя, выделенного от больного;

3) определения групп крови с использова­нием моноклональных антител против аллоантигенов эритроцитов.

Для определения у больного антител ставят развернутую реакцию агглютинации: к разве­дениям сыворотки крови больного добавля­ют диагностикум (взвесь убитых микробов,) и через несколько часов инкубации при 37 ˚С отмечают наибольшее разведение сыворотки (титр сыворотки), при котором произошла агглютинация, т. е. образовался осадок.

Характер и скорость агглютинации зави­сят от вида антигена и антител. Примером являются особенности взаимодействия диагностикумов (О- и H-антигенов) со специ­фическими антителами. Реакция агглютина­ции с О-диагностикумом (бактерии, убитые нагреванием, сохранившие термостабильный О-антиген) происходит в виде мелкозернис­той агглютинации. Реакция агглютинации с Н-диагностикумом (бактерии, убитые фор­малином, сохранившие термолабильный жгу­тиковый Н-антиген) — крупнохлопчатая и протекает быстрее.

Если необходимо определить возбудитель, выделенный от больного, ставят ориентиро­вочную реакцию агглютинации, применяя диа­гностические антитела (агглютинирующую сыворотку), т. е. проводят серотипирование возбудителя. Ориентировочную реакцию проводят на предметном стекле. К капле диа­гностической агглютинирующей сыворотки в разведении 1:10 или 1:20 добавляют чистую культуру возбудителя, выделенного от больно­го. Рядом ставят контроль: вместо сыворотки наносят каплю раствора натрия хлорида. При появлении в капле с сывороткой и микроба­ми хлопьевидного осадка ставятразвернутую реакцию агглютинации в пробирках с увели­чивающимися разведениями агглютинирую­щей сыворотки, к которым добавляют по 2—3 капли взвеси возбудителя. Агглютинацию учитывают по количеству осадка и степени просветления жидкости. Реакцию считают положительной, если агглютинация отмеча­ется в разведении, близком к титру диагнос­тической сыворотки. Одновременно учитыва­ют контроли: сыворотка, разведенная изото­ническим раствором натрия хлорида, должна быть прозрачной, взвесь микробов в том же растворе — равномерно мутной, без осадка.

Разные родственные бактерии могут агглю­тинироваться одной и той же диагностической агглютинирующей сывороткой, что затрудня­ет их идентификацию. Поэтому пользуются адсорбированными агглютинирующими сыво­ротками, из которых удалены перекрестно реагирующие антитела путем адсорбции их родственными бактериями. В таких сыво­ротках сохраняются антитела, специфичные только к данной бактерии.

9) № 32 Реакция преципитации. Механизм. Компоненты. Спосо­бы постановки. Применение.

Реакция преципитации (РП) - это формирова­ние и осаждение комплекса растворимого молекулярного антигена с антителами в виде помутнения, называемого преципитатом. Он образуется при смешивании антигенов и антител в эквивалентных количес­твах; избыток одного из них снижает уровень образования иммунного комплекса.

РП ставят в пробирках (реакция кольцепреципитации), в гелях, питательных средах и др. Широкое рас­пространение получили разновидности РП в полужидком геле агара или агарозы: двойная иммунодиффузия по Оухтерлони, радиальная иммунодиффузия, иммуноэлектрофорез и др.

Механизм. Проводится с прозрачными коллоид­ными растворимыми антигенами, экстрагированными из патоло­гического материала, объектов внешней среды или чистых культур бактерий. В реакции используют прозрачные диагности­ческие преципитирующие сыворотки с высокими титрами анти­тел. За титр преципитирующей сыворотки принимают то наибольшее разведение антигена, которое при взаимодействии с иммун­ной сывороткой вызывает образование видимого преципитата — помутнение.

Реакция кольцепреципитации ставится в узких пробирках (диаметр 0,5 см), в которые вносят по 0,2—0,3 мл преципитирующей сыворотки. Затем пастеровской пипеткой медленно наслаивают 0,1—0,2 мл раствора антигена. Пробирки осторожно переводят в вертикальное положение. Учет реакции производят через 1—2 мин. В случае положительной реакции на границе между сывороткой и исследуемым антигеном появляется пре­ципитат в виде белого кольца. В контрольных пробирках преци­питат не образуется.

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 2590 | Нарушение авторских прав