Виды иммуноглобулинов. Варианты иммуноглобулинов. Строение антител иммуноглобулина

Антитела - иммуноглобулины, продуцируемые В-лимфоцитами (плазматическими клетками). Мономеры иммуноглобулинов состоят из двух тяжелых (Н-цепи) и двух легких (L-цепи) полипептидных цепей, связанных дисульфидной связью. Эти цепи имеют константные (С) и вариабельные (V) участки. Папаин расщепляет молекулу иммуноглобулина на два одинаковых антигенсвязывающих фрагмента - Fab (Fragment anligen binding) и Fc (Fragmenl crislalhzable). По типу тяжелой цепи различают 5 классов иммуноглобулинов IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.

Они состоят из полипептидных цепей. В молекуле иммуноглобулина различают четыре структуры:

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

2) вторичную (определяется конформацией полипептидных цепей);

3) третичную (определяет характер расположения отдельных участков цепи, создающих пространственную картину);

4) четвертичную. Из четырех полипептидных цепей возникает биологически активный комплекс. Цепи попарно имеют одинаковую структуру.

Большинство молекул иммуноглобулинов составлено из двух тяжелых (H) цепей и двух легких (L) цепей, соединенных дисульфидными связями. Легкие цепи состоят или из двух k-цепей, или из двух l-цепей. Тяжелые цепи могут быть одного из пяти классов (IgA, IgG, IgM, IgD и IgE).

Каждая цепь имеет два участка:

1) постоянный. Остается постоянным в последовательности аминокислот и антигенности в пределах данного класса иммуноглобулинов;

2) вариабельный. Характеризуется большой непостоянностью последовательности аминокислот; в этой части цепи происходит реакция соединения с антигеном.

Каждая молекула IgG состоит из двух соединенных цепей, концы которых формируют два антигенсвязывающих участка. На вариабельном участке каждой цепи имеются гипервариабельные участки: три в легких цепях и четыре в тяжелых. Разновидности последовательности аминокислот в этих гипервариабельных участках определяют специфичность антитела. При определенных условиях эти гипервариабельные области могут также выступать в роли антигенов (идиотипов).

В молекуле иммуноглобулина меньше двух антигенсвязывающих центров быть не может, но один может быть завернут внутрь молекулы – это неполное антитело. Оно блокирует антиген, и тот не может связаться с полными антителами.

При энзиматическом расщеплении иммуноглобулинов образуются следующие фрагменты:

1) Fc-фрагмент содержит участки обеих постоянных частей; не обладает свойством антитела, но имеет сродство с комплементом;

2) Fab-фрагмент содержит легкую и часть тяжелой цепи с одним антигенсвязывающим участком; обладает свойством антитела;

3) F(ab)Т2-фрагмент состоит из двух связанных между собой Fab-фрагментов.

Другие классы иммуноглобулинов имеют такую же основную структуру. Исключение – IgM: является пентамером (состоит из пяти основных единиц, связанных в области Fc-концов), а IgA – димер.

3.2 Классы иммуноглобулинов, их функции

Существует пять классов иммуноглобулинов у человека.

1. Иммуноглобулины G – это мономеры, включающие в себя четыре субкласса (IgG1; IgG2; IgG3; IgG4), которые отличаются друг от друга по аминокислотному составу и антигенным свойствам. Антитела субклассов IgG1 и IgG4 специфически связываются через Fc-фрагменты с возбудителем (иммунное опсонирование), а благодаря Fc-фрагментам взаимодействуют с Fc-рецепторами фагоцитов, способствуя фагоцитозу возбудителя. IgG4 участвует в аллергических реакциях и неспособен фиксировать комплемент.

Свойства иммуноглобулинов G:

1) играют основополагающую роль в гуморальном иммунитете при инфекционных заболеваниях;

2) проникают через плаценту и формируют антиинфекционный иммунитет у новорожденных;

3) способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент, участвовать в реакции преципитации.

2. Иммуноглобулины М включают в себя два субкласса: IgM1 и IgM2 .

Свойства иммуноглобулинов М:

1) не проникают через плаценту;

2) появляются у плода и участвуют в антиинфекционной защите;

3) способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент;

4) играют важную роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, активации фагоцитоза;

5) образуются на ранних сроках инфекционного процесса;

6) отличаются высокой активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания эндотоксинов грамотрицательных бактерий.

3. Иммуноглобулины А – это секреторные иммуноглобулины, включающие в себя два субкласса: IgA1 и IgA2. В состав IgA входит секреторный компонент, состоящий из нескольких полипептидов, который повышает устойчивость IgA к действию ферментов.

Свойства иммуноглобулинов А:

2) участвуют в местном иммунитете;

3) препятствуют прикреплению бактерий к слизистой;

4) нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент.

4. Иммуноглобулины Е – это мономеры, содержание которых в сыворотке крови ничтожно мало. К этому классу 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.

Свойства иммуноглобулинов Е : при контакте с аллергеном образуются мостики, что сопровождается выделением БАВ, вызывающих аллергические реакции немедленного типа.

5. Иммуноглобулины D – это мономеры. Функционируют в основном в качестве мембранных рецепторов для антигена. Плазматические клетки, секретирующие IgD, локализуются преимущественно в миндалинах и аденоидной ткани.

Свойства иммуноглобулинов D:

1) участвуют в развитии местного иммунитета;

2) обладают антивирусной активностью;

3) активируют комплемент (в редких случаях);

4) участвуют в дифференцировке В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа;

5) участвуют в аутоиммунных процессах.

Иммуноглобулины (Ig), это группа сывороточных белков, гетерогенная по ряду признаков, большинство из них располагается при электрофорезе в области у-глобулинов, а некоторые - в области бета-глобулиновой фракции.

Иммуноглобулины неоднородны по своим физико-химическим и биологическим свойствам, имеют и структурные различия. Экспертный комитет ВОЗ разработал классификацию иммуноглобулинов человека, по которой они делятся на классы A, D, E, G, M.

Иммуноглобулины A

IgA обнаруживаются обычно в иммунных сыворотках в низких концентрациях. По строению, свойствам они отличаются от IgG и IgM. Это гетерогенная группа белков, располагается при электрофорезе в области бета-глобулинов. Состоит из компонентов, отличающихся по массе, константе седиментации -7S, 9S, 11S и 19S. Молекула 7S IgA содержит два активных центра, которые отличаются большим сродством с антигеном, чем 7S IgG антитела той же специфичности.

В состав IgA входят легкие цепи, идентичные по иммунохимическим свойствам легким цепям IgG и IgM того же вида. Н-цепи IgA существенно отличаются от таковых в IgG своим размером и строением.

IgA составляют около 20% общего количества иммуноглобулинов и есть основными секреторными иммуноглобулинами. Содержатся в молозиве, слезной жидкости, желчи, кишечном соке, мокроте. Секреторные иммуноглобулины A важны в защите от кишечных, респираторных инфекций, определяют выраженность местного иммунитета. С этим классом Ig связано развитие иммунитета при респираторных заболеваниях, нарушение синтеза IgA сопровождается развитием заболеваний дыхательных путей.

В слизистой оболочке пищеварительного аппарата преобладают плазмоциты, синтезирующие секреторные IgA, ответственные за иммунную защиту человека от кишечной инвазии.

IgA секретируемых жидкостей (бронхов, кишок, слюны) идентичны между собой, но отличаются от IgA сыворотки крови дополнительной цепью (I).

Иммуноглобулины D

Эти белки отличаются от остальных классов иммуноглобулинов строением Н-цепей и биологическими свойствами. Иммуноглобулины D присутствуют в биологических жидкостях в очень малых концентрациях и составляют около 1% всех Ig. Их молекулярная масса составляет около 180000.

IgD не обладает свойством фиксировать комплемент, не проходит сквозь плаценту. Его роль в организме изучена крайне недостаточно. Полагают, что IgD имеют отношение к иммунологической памяти.

Иммуноглобулины Е

К группе IgE относятся антитела типа реагинов, ответственных за немедленного типа. Они не проходят сквозь плаценту, не фиксируют комплемент, не переносят кожную пассивную анафилаксию с сывороткой крови. Для них характерна способность сенсибилизировать кожу человека, поэтому одним из методов их обнаружения является реакция пассивного переноса Прауснитца - Кюстнера. Сенсибилизируют они и слизистые оболочки носа, глаз, дыхательного аппарата. У здоровых лиц их уровень очень низкий. При аллергии уровень IgE увеличивается в 4-30 раз. Они содержат 20% легких цепей, 80% - тяжелых (тяжелые цепи Е-цепи). Константа седиментации IgE 8S. В электрическом поле мигрируют с у- и бета-фракцией глобулинов сыворотки при pH 8,6.

Реагины - непреципитирующие антитела, что создает трудности для их выявления. Существует ряд методов определения IgE. Комплекс реагин - аллерген соединяется с субстратом, который обнаруживается радиологическими методами. Выявляют как суммарное общее количество IgE, так и уровень IgE против того или иного аллергена (специфические реагины). Используется и ряд других методов (реакция дегрануляции базофильных гранулоцитов, дегрануляции тканевых базофилов).

Реагины бивалентны. Одним концом они соединены тяжелыми цепями (Fc) с клеткой, другим (Fab) - с аллергеном. Одна молекула аллергена соединяется с двумя молекулами реагина.

Реагины могут соединяться и с клетками гладких мышц органов (бронхи, кишки, матка), соединительной ткани и крови (тканевые базофилы, базофильные гранулоциты, лимфоциты), с клетками эндотелия капилляров и другими тканями. Указанные клетки имеют рецепторы к Fc IgE. IgE образуются только у человека, но могут фиксироваться и клетками тканей животных. Реагины обнаруживаются и в секрете слизистой оболочки носа больных поллинозом, при реакциях реагинового типа в секрете бронхов появляются эозинофильные гранулоциты.

После открытия IgE как антитела, ответственного за немедленный тип аллергических реакций, долгое время считали, что другие виды Ig не участвуют в механизмах аллергии, в частности в патогенезе астмы. Однако постепенно накопились данные о том, что иммуноглобулины других классов играют существенную роль.

Иммуноглобулины различных классов имеют существенные физико-химические, структурные различия, определяющие их биологические свойства.

Все многообразие свойств и биологических функций антител определяется Fc- и Fab-фрагментами иммуноглобулинов различных классов. Fab-фрагмент - носитель активного центра - определяет авидность антител, то есть степень их способности связываться с антигеном. Так, иммуноглобулин G и иммуноглобулин M отличаются по своей авидности зависимо от вида антигена. Например, корпускулярные антигены более прочно взаимодействуют с IgM, что объясняется поливалентностью этого вида иммуноглобулинов. Более простые по строению антигены (белковые, полисахаридные) прочнее связываются с IgG, активный центр которого отличается большей авидностью.

Структурные различия Fc-фрагментов различных классов иммуноглобулинов определяют неодинаковые свойства антител к одному антигену, их разную способность фиксировать комплемент, нейтрализовать токсины, проницаемость через биологические мембраны и т. д. Например, способность связывать комплемент играет очень большую роль как в реализации защитных реакций организма, так и в участии комплементсвязывающих антител в формировании иммунопатологических процессов.

Fc-фрагмент имеет цитотропный участок, благодаря которому иммуноглобулины присоединяются к клеткам (гомоцитотропность антител); это может привести к реакции соответствующих клеток. Такого рода реакции клеток заканчиваются высвобождением биологически активных субстанций типа гистамина, что имеет место при аллергии немедленного типа.

Такая гомоцитотропность присуща IgE, которые в основном определяют патогенез аллергических заболеваний.

Антитела, принадлежащие к различным классам иммуноглобулинов, играют неодинаковую роль в формировании патологического процесса. Исследование иммуноглобулинов имеет очень важное значение в оценке состояния иммунологической реактивности и особенно в диагностике заболеваний с нарушением иммунной системы.

Важным моментом изучения иммуноглобулинов явилось создание простых количественных методов, основанных на использовании моноспецифических сывороток. Наибольшее распространение получил метод радиальной диффузии.

В большинстве исследований обычно используется определение трех классов иммуноглобулинов - G, M, A. Иммуноглобулины D, Е определяются реже. Исследование IgE проводится с помощью специальных методик.

Нормальное соотношение иммуноглобулинов: иммуноглобулин G -85%, иммуноглобулин A-10%, иммуноглобулин M -5%, иммуноглобулин D и иммуноглобулин E - менее 1%. Уровень IgG у новорожденных составляет 80% и более от уровня у взрослых. У пожилых наблюдается наоборот повышение уровня всех классов иммуноглобулинов.

При оценке гуморального звена иммунитета важно не только определение количества отдельных классов иммуноглобулинов, но и выявление содержания антител к конкретному антигену.

Концентрация иммуноглобулинов отражает состояние органов иммунитета, силу антигенного стимула, но нет прямой зависимости между содержанием иммуноглобулинов и уровнем антител к определенному антигену.

Большое значение придается изучению соотношения иммуноглобулинов при бронхиальной астме. При этом многие авторы отмечают наличие дисиммуноглобулинемии, выраженность которой находится в определенной зависимости от формы и тяжести заболевания. Однако нет четко выраженной закономерности в этом отношении.

Многие исследователи отмечают увеличение уровней иммуноглобулинов всех классов при инфекционно-аллергической астме. Ряд указывают на значительное колебание уровня различных классов иммуноглобулинов. Эта неоднородность объясняется большим разнообразием обследованных контингентов больных, многообразием этиологии и патогенеза заболевания и степени его тяжести.

Представляют большой интерес данные о содержании IgE у астматиков. Отмечается резкое увеличение его при атопической форме астмы, менее выраженное при инфекционно-аллергической форме заболевания. рассматривают высокое содержание иммуноглобулина E в крови при одновременном снижении IgA как плохой прогностический признак.

Что касается иммуноглобулинов в бронхиальном секрете, то литературные сведения очень разнообразны. Указывается на более высокий уровень IgA и IgG в смыве из бронхов больных астмой по сравнению с содержанием их у больных бронхитом. Аллергологи объясняют это гиперсекрецией Ig при бронхиальной астме. Другие авторы, наоборот, отмечают снижение содержания иммуноглобулинов в секрете бронхов. Можно полагать, что факт повышения уровня IgG при снижении IgM объясняется длительностью антигенного воздействия.

Иммуноглобулины G

Наиболее изучен класс IgG, который составляет у взрослых людей основную массу иммуноглобулинов (0,8-68 г/л). К IgG относят антитела против множества антигенов, что определяет их важное защитное значение.

Используя методы протеолитической деградации, медики расшифровали структуру молекулы IgG. Как выяснилось, иммуноглобулины G состоят из 2 легких (L-цепи) и 2 тяжелых (Н-цепи) цепей полипептидов, соединенных дисульфидными (-S-S-) мостиками, а также менее прочными ковалетными связями. L-цепи идентичны у всех классов иммуноглобулинов, основные структурные различия Ig локализованы в Н-цепях. Более детальные исследования Н-цепей позволили выделить внутри IgG четыре субкласса, изотипа. Подклассы IgG разделяются по своему действию и специфичности. Скорость осаждения IgG - 7S, молекулярная масса - 160000, состоит из 1330 аминокислот. Молекула иммуноглобулина G имеет два центра одинакового строения, которые являются рабочей частью молекулы и называются также комбинирующими участниками.

От IgG с помощью протеолитических ферментов можно отделить 1 участок, включающий две части тяжелых цепей, которые не имеют активного центра, Fc-фрагмент (Fragment constant). Остальная часть молекулы разделена на два Fab-фрагмента (Fragment antigen binding), которые могут связывать антиген и включают по одной легкой цепи, части тяжелой цепи. Каждый Fab-фрагмент имеет один активный центр, определяющий специфичность антител. Активный центр, или иначе комбинирующий участок, образован небольшим числом аминокислот (около 15) и придает молекуле специфичность и уникальную изменчивость. Этот активный участок имеет отношение к обеим цепям.

Вариабельность аминокислотного состава в активном участке Fab-фрагмента обеспечивает формирование большого числа структурных вариантов, комплементарных множеству природных и синтетических антигенных детерминант. Постоянство другого Fc-фрагмента определяет однотипность эффекторной функции данного класса иммуноглобулинов. IgG - единственный из иммуноглобулинов, способный переходить через плаценту.

Иммуноглобулин М

Белки этого класса составляют 5-10% сывороточных иммуноглобулинов. Они являются макроглобулинами, имеют молекулярную массу 900000-1000000, при электрофорезе мигрируют в зоне бета-глобулинов. Молекула иммуноглобулина M состоит из пяти ъединиц, каждая соответствует IgG, состоит из 2 тяжелых, 2 легких цепей. Все они связаны дисульфидными мостиками. Аминокислотный состав и антигенное строение легких цепей сходны с таковыми IgG. Тяжелые цепи IgM отличаются он Н-цепей IgG по молекулярной массе, аминокислотному составу и антигенному строению.

Так как молекула IgM включает пять субъединиц, аналогичных IgG, поэтому следовало ожидать в ней наличия десяти активных центров, но исследования показывают, что в каждой субъединице один из активных центров ввиду пространственных затруднений недоступен для антигена.

IgG образуются на ранних этапах иммунизации различными антигенами. При воздействии антигенами белковой природы синтез IgM быстро сменяется синтезом IgG- антител; если антигены полисахаридной природы, IgM синтезируются одновременно с IgG. IgM мало специфичны, но в комплексе с антигеном обладают высокой активностью фиксировать комплемент, что способствует быстрому разрушению антигена. Эта особенность очень важна на ранних этапах инфицирования организма.

Виды иммуноглобулинов по характеру действия

Помимо оценки отдельных классов иммуноглобулинов имеет значение и определение характера действия иммуноглобулинов. При аллергических заболеваниях помимо реагинов выявляют и другие типы антител (преципитины, гемагглютинины, блокирующие). Они могут принимать участие в разных аллергических процессах — бронхиальная астма, пищевая аллергия, лекарственная аллергия, поллинозы.

Преципитирующие антитела (чаще иммуноглобулин G), участвующие в аллергических процессах, являются компонентом иммунных комплексов. Последние локализуются, проникая через сосудистую стенку, в бронхиальных альвеолах. Активация комплемента, выделение лейкотаксических факторов ведут к появлению гранулоцитов и макрофагов. Разрушение последних освобождает ферменты и монокины, повреждающие ткань легкого, и формирует ее фиброз. Развивается воспалительная реакция, опосредованная биологически активными веществами.

Комплементсвязывающие антитела участвуют в патогенезе таких аллергозов, как реакции типа «обратной» анафилаксии, цитотоксический анафилактический шок, анафилактический шок при бактериальной аллергии, туберкулиновый шок; встречаются они и при поллинозах.

Блокирующие аллергические антитела есть в крови выздоравливающих от аллергии. Они относятся к иммуноглобулинам G, термостабильны, не сенсибилизируют кожу, не вызывают образования преципитата. Этот вид антител образуется после проведения специфической гипосенсибилизации.

Гемагглютинирующие антитела - антитела, способные специфически реагировать с эритроцитами, соединенными с аллергеном. Окончательно не установлено, обладают ли этим свойством к агглютинации и другие виды антител (реагины или блокирующие).

Аллергические антитела специфичны, но к некоторым видам аллергенов специфичность относительна, возможно развитие так называемых перекрестных реакций. Реакции между антигеном (аллергеном) и антителом многообразны и ведут к различным клиническим проявлениям.

Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург

Микробиология: конспект лекций Ткаченко Ксения Викторовна

2. Классы иммуноглобулинов и их свойства

Существует пять классов иммуноглобулинов у человека.

Свойства иммуноглобулинов G:

1) играют основополагающую роль в гуморальном иммунитете при инфекционных заболеваниях;

2) проникают через плаценту и формируют антиинфекционный иммунитет у новорожденных;

2. Иммуноглобулины М включают в себя два субкласса: IgM1 и IgM2.

Свойства иммуноглобулинов М:

1) не проникают через плаценту;

2) появляются у плода и участвуют в антиинфекционной защите;

3) способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент;

4) играют важную роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, активации фагоцитоза;

5) образуются на ранних сроках инфекционного процесса;

3. Иммуноглобулины А – это секреторные иммуноглобулины, включающие в себя два субкласса: IgA1 и IgA2. В состав IgA входит секреторный компонент, состоящий из нескольких полипептидов, который повышает устойчивость IgA к действию ферментов.

Свойства иммуноглобулинов А:

2) участвуют в местном иммунитете;

3) препятствуют прикреплению бактерий к слизистой;

4) нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент.

4. Иммуноглобулины Е – это мономеры, содержание которых в сыворотке крови ничтожно мало. К этому классу 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.

Свойства иммуноглобулинов Е: при контакте с аллергеном образуются мостики, что сопровождается выделением БАВ, вызывающих аллергические реакции немедленного типа.

5. Иммуноглобулины D – это мономеры. Функционируют в основном в качестве мембранных рецепторов для антигена. Плазматические клетки, секретирующие IgD, локализуются преимущественно в миндалинах и аденоидной ткани.

Свойства иммуноглобулинов D:

1) участвуют в развитии местного иммунитета;

2) обладают антивирусной активностью;

3) активируют комплемент (в редких случаях);

4) участвуют в дифференцировке В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа;

5) участвуют в аутоиммунных процессах.

Из книги Оперантное поведение автора Скиннер Беррес Фредерик

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ СВОЙСТВА Совсем не просто получить кривую научения. Мы не можем полностью изолировать оперант и устранить все случайные помехи. Можно было бы построить кривую и показать, как частота поднятия головы на определенную высоту изменяется в зависимости от

Из книги Ступени эволюции интеллекта автора Сергеев Борис Федорович

Старшие классы Почемучки Тех, кому посчастливилось близко познакомиться с человекообразными обезьянами у нас на Севере, где они, помещенные за решетку и тщательно опекаемые человеком, освобождены от всех забот (добывания пищи, необходимости всегда быть начеку,

Из книги Поводыри. Типологические свойства автора Кожевников В А

Типологические свойства ВНД Что такое типологические свойства ВНД?За основу взята концепция Теплова М.Б. (1896-1965 гг.) о четырёх основных типологических свойств ВНД.Выносливость - неизменяемость текущих нервных процессов даже под действием длительных дискомфортных

Из книги Микробиология: конспект лекций автора Ткаченко Ксения Викторовна

3. Возбудители инфекций и их свойства Среди бактерий по способности вызывать заболевание выделяют:1) патогенные;2) условно-патогенные;3) сапрофитные.Патогенные виды потенциально способны вызывать инфекционное заболевание.Патогенность – это способность

Из книги Микробиология автора Ткаченко Ксения Викторовна

1. Свойства и типы антигенов 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

Из книги Болезни собак (незаразные) автора Панышева Лидия Васильевна

1. Структура иммуноглобулинов Антитела (иммуноглобулины) – это белки, которые синтезируются под влиянием антигена и специфически с ним реагируют.Они состоят из полипептидных цепей. В молекуле иммуноглобулина различают четыре структуры:1) первичную – это

Из книги Нерешенные проблемы теории эволюции автора Красилов Валентин Абрамович

1. Морфология и культуральные свойства Возбудитель относится к роду Carinobakterium, виду C. difteria.Это тонкие палочки, прямые или слегка изогнутые, грамположительные. Для них характерен выраженный полиморфизм. На концах булавовидные утолщения – метахроматические зерна волютина.

Из книги Основы психофизиологии автора Александров Юрий

1. Морфология и культуральные свойства Возбудитель относится к роду Mycobakterium, вид M. tuberculesis.Это тонкие палочки, слегка изогнутые, спор и капсул не образуют. Клеточная стенка окружена слоем гликопептидов, которые называются микозидами (микрокапсулами).Туберкулезная палочка

Из книги Гены и развитие организма автора Нейфах Александр Александрович

13. Возбудители инфекций и их свойства Среди бактерий по способности вызывать заболевание выделяют:1) патогенные виды потенциально способны вызывать инфекционное заболевание;Патогенность – это способность микроорганизмов, попадая в организм, вызывать в его тканях и

Из книги Биология. Общая биология. 10 класс. Базовый уровень автора Сивоглазов Владислав Иванович

Свойства рентгеновских лучей Рентгеновские лучи проходят через непрозрачные тела и предметы, такие как, например, бумага, материя, дерево, ткани человеческого и животного организма и даже через определенной толщины металлы. Причем, чем короче длина волны излучения, тем

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

ВИДЫ И КЛАССЫ Прежде чем перейти от сообществ к видам, мы должны обсудить некоторые проблемы классификации: трудно говорить о происхождении видов, не решив, что такое вид. Еще Дарвин призывал прекратить надоевшие споры о виде, но не указал, как это сделать, поскольку его

Из книги автора

5.2. Свойства тактильного восприятия Ощущение прикосновения и давления на кожу довольно точно локализуется человеком на определённом участке кожной поверхности. Эта локализация вырабатывается и закрепляется в онтогенезе при участии зрения и проприорецепции.

Из книги автора

3. Молекулы иммуноглобулинов Молекула антитела - иммуноглобулина (ИГ) состоит из четырех полипептидных цепей - двух одинаковых больших (тяжелых) и двух одинаковых меньших (легких), связанных друг с другом S - S-мостиками. Специфичность взаимодействия молекулы ИГ с

Из книги автора

4. Гены иммуноглобулинов Прежде всего мы должны рассмотреть, как организованы гены ИГ у будущих лимфоцитов до того, как эти клетки стали отличаться друг от друга, т. е. до того, как образовались разные их клоны. Очевидно, что так же организованы гены ИГ и у всех других

Из книги автора

Таблица 4. Морфологические классы вирусов (по Г. Шлегелю,

Из книги автора

3.3. Свойства генетической информации Одним из основателей современной генетики, выдающимся датским ученым В. Иоганнсеном были предложены базовые генетические термины: ген, аллель, генотип, фенотип. Введение термина «аллель» позволяет определить генотип как

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.

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.

У человека иммуноглобулины располагаются в секретах, которые вырабатываются при помощи слизистой оболочки, а точнее ее желез, в сыворотке крови и межтканевой жидкости. Благодаря этому обеспечивается полноценная защита человека от болезней, что также имеет название гуморальный иммунитет.

Ответ иммунитета на такое состояние бывает двух видов:

специфический;
неспецифический.

Поскольку многие не знают, иммуноглобулины – что это такое, то стоить помнить, что они дают специфический ответ организма, так как находят в нем, а затем уничтожают чужеродные бактерии. В организме людей образуются собственные антитела, которые противостоят вредным бактериям и вирусам. Однако они будут бороться только с одним возбудителем болезни.

В результате этого в организме образуется приобретенный иммунитет, который бывает двух видов:

Активный. Он может возникать благодаря антителам, которые появились в организме после перенесенной болезни. Также он образуется после постановки профилактической вакцины, когда в организм вводят ослабленные или уничтоженные бактерии, а также их видоизмененные токсины.
Пассивный. Данный иммунитет возникает у новорожденного малыша, который получил его от мамы внутриутробным способом или во время грудного вскармливания. Также он может появляться после проведенной вакцинации от конкретной болезни.

Иммунитет, который сформировался лишь в результате введения сыворотки в организм с составляющими иммуноглобулина, также называется искусственным. Тогда как иммунитет, который младенец получил от матери, называется естественным.

Как было сказано выше, иммуноглобулин – это защита пациента от различных болезней, поскольку он наделен несколькими важными свойствами:

определяет чужеродные вещества в клетках и органах человека (к ним можно отнести микроорганизмы или их составляющие);
образует новый иммунитет, связываясь с антигеном;
уничтожает появившиеся иммунные комплексы;
после перенесения заболеваний данный элемент остается в организме навсегда, что обеспечивает человеку отсутствие повторного заражения.

Кроме этого, такие вещества могут выполнять и иные функции. К примеру, в организме людей присутствуют антитела, которые обезвреживают «лишние» иммуноглобулины, которые были избыточно образованы. Из-за этих антител может происходить отторжение пересаженных органов. Именно поэтому, тем пациентам, которым была проведена операция по трансплантации, нужно постоянно принимать лекарственные средства, подавляющие иммунный ответ.

Стоит знать, что при некоторых аутоиммунных болезнях могут вырабатываться дефектные иммуноглобулины, которые атакуют ткани своего организма.

Тот, кто хочет разобраться, какие бывают классы иммуноглобулинов, должен знать, что все иммуноглобулины подразделяются на 5 классов - G, M, E, A и D, отличия которых заключаются в строении и функциональном предназначении:

Иммуноглобулин G(IgG). Этот элемент можно отнести к главному классу иммуноглобулинов, расположенных в сыворотке крови. Выделяется 4 подкласса данного вещества, которые могут работать отдельно друг от друга. Иммуноглобулин что показывает? Такой компонент оповещает о сбоях в работе организма, которые можно легко диагностировать при помощи анализа крови. Выработка этого компонента происходит через несколько дней после возникновения иммуноглобулина класса M и затем долгое время остается в человеческом организме, не допуская повторного заражения и уничтожая вредоносные токсические элементы. Благодаря своим небольшим размерам, этот иммуноглобулин беспрепятственно проникает в плодные оболочки, расположенные в организме будущей мамы, и защищает ребенка от вредного воздействия различных инфекций. Показателем нормы данного иммуноглобулина G является его содержание, которое составляет 75% от всего количества антител, находящихся в организме.
Иммуноглобулин М (IgM). Данный вид - это самый первый защитник, который вырабатывается сразу после попадания в него опасных бактерий. В отличие от IgG, иммуноглобулины класса М более крупные, поэтому в организме беременной женщины они не смогут проникать через оболочку к плоду – именно поэтому обнаружить их можно только в кровяном потоке. Норма таких антител должна составлять не более 10% от их общего количества.
Иммуноглобулин E (IgE). Компоненты этого класса достаточно трудно встретить в крови. Они появляются только при развитии аллергии, что образует «помощь» организму отвечать на воздействие аллергена. Также иммуноглобулин способен защищать человека от некоторых инфекций. Если нормальный уровень IgE повышен, это будет свидетельствовать о склонности пациента к аллергии и атопии.
Иммуноглобулин A (IgA). Основное свойство IgA – защита слизистой от воздействия микробов и чужеродных веществ. Он находится в секретах слез и слюны, а также, на слизистой оболочке мочеполовой и дыхательной системы. Концентрация IgA достигает не более 20%.
Иммуноглобулин D (IgD). Функции данного вещества до сих пор полностью не выяснены. Данный элемент находится в крови в минимальном количестве – всего 1%. В основном IgD применяется в лечебных составах, продающихся в аптеках.

Данные классы иммуноглобулинов помогают определить наличие патологии в организме и назначить своевременное лечение. Именно поэтому анализ крови на определение антител применяется для обследования состояния иммунитета, чтобы оценить состояние здоровья пациента и степень тяжести болезни.

Как было сказано выше, основной иммуноглобулин, отвечающий за образование у пациента аллергии, это IgE. После того, как организм начнет контактировать с аллергеном, произойдет выброс гистамина, серотонина и иных компонентов, что вызывает активное подавление воспалений, развивающихся в организме.

Наибольшее количество таких антител располагается на слизистой, расположенной в ЖКТ, дыхательных путях и на кожном покрове. Иммуноглобулин норма в сыворотке крови небольшая - она находится в диапазоне 30-240 мкг/л. При этом наибольшие показатели количества антител наблюдаются в конце весны (в мае), а самые низкие – в декабре.

IgE появляется в крови человека в минимальном количестве на 10-12 неделе в утробе матери. Затем, после рождения, количество вещества значительно увеличивается и продолжает расти вплоть до достижения 18-летнего возраста. В пожилом возрасте данные показатели начинают, наоборот, снижаться.

Резкое снижение или увеличение концентрации IgE гласит о некоторых заболеваниях человека, например:

бронхиальная астма;
дерматит;
гельминтоз;
экзема;
поллиноз.

Важно: сдавать кровь на определение иммуноглобулина E рекомендуется и при развитии аллергии на лекарства или продукты. Кроме этого, данный анализ помогает определить наличие возможных наследственных болезней у детей, родственники которых страдают аллергией.

Стоит заметить: если показанный результат IgE у подростков и детей будет низким, причинами данного явления может стать развитие опухолей или же гипогаммаглобулинемия, которая развивается в организме еще до рождения.

Норма иммуноглобулина составляет:

у новорожденных и детей до 3 месяцев – 0-2кЕ/л;
в 3-6 месяцев показатели составляют 3-10 кЕ/л;
до 12 месяцев значения варьируются в пределах 8-20 кЕ/л;
до 5 лет показатель составляет – 10-50 кЕ/л;
у подростков до 15 лет – 16-60 кЕ/л;
у взрослых людей – 20-100 кЕ/л.

Как было сказано выше, отклонения от данных параметров гласят о серьезных нарушениях в организме, поэтому важно своевременно проводить анализ крови, чтобы удостовериться в собственном здоровье.