Главная страница » Заболевания » Иммунитет » Антигены и антитела

Антигены и антитела

антитело

В первые несколько месяцев жизни, когда собственная лимфоидная система ребенка еще недостаточно развита, защиту от инфекций обеспечивают материнские антитела, проникающие через плаценту или поступающие с молозивом и всасывающиеся в кишечнике. Основной класс иммуноглобулинов молока – это секреторный иммуноглобулин А

Антиген выявляется специфичными к нему антителами. Специфичность антител не абсолютна, и они могут в разной степени перекрестно реагировать с другими антигенами. Участок молекулы антигена, взаимодействующий с антителом, называется эпитопом, а соответствующий участок молекулы антитела – паратопом. Содержащиеся в сыворотке антитела реагируют с группами доминантных эпиопных кластеров на поверхности антигена; такие кластеры называют детерминантами. Антигены и антитела связываются нековалентно, за счет пространственной комплементарности. Свой вклад в этот процесс вносят электростатические и вандерваальсовы силы, а также гидрофобные взаимодействия и водородные связи. Все эти силы нарастают при уменьшении расстояния между молекулами антигена и антитела. Прочность взаимодействия между антигеном и один антигенсвязывающим центром антитела измеряется величиной, называемой афинностью. Реакция поливалентных антигенов с гетерогенной смесью антител, содержащихся в антисыворотке, оценивается понятием авидность.  Чем крупнее белок и чем больше он отличается от собственных белков организма, тем скорее контакт с ним приведет к образованию антител. Выступающие участки молекулы антигена и гибкие сегменты глобулярных белков, как правило, оказываются местами повышенной концентрации эпитопов.

Антитела

Молекулам антител присуща способность не только активировать систему комплемента и стимулировать фагоцитирующие клетки, но и связываться с внедрившимися клетками.

3 молекулы антител, связавшиеся с поверхностью бактерии и расположенные на ней близко друг к другу, притягиваются к макрофагу в тысячу раз сильнее, чем одиночная молекула антитела.

Функции антител

Соответственно молекула антитела выполняет 3 основные функции: одна из них вступает в контакт с комплементом и фагоцитами (биологические функции), а две предназначены для связывания с конкретным антигеном микроорганизма (функция внешнего распознавания).

Классы антител

Антитела человека разделяются на 5 основных классов: иммуноглобулины М (IgM), G (IgG), A (IgA), E (IgE), D (IgD). Все они отличаются друг от друга специализацией Fc-фрагментов, ответственные за биологические функции, такие как активация комплемента или сенсибилизация тучных клеток.

Образование антител

Для формирования иммунного ответа необходимы малые лимфоциты.  Антитела формируются еще до появления антигена; антиген сам отбирает для себя антитела. Каждый В-лимфоцит запрограммирован на образование антител только одной специфичности. Молекулы этих антител экспрессируются на поверхностной мембране лимфоцита и функционируют как рецепторы. На поверхности каждого лимфоцита экспрессируется около 100 тыс. молекул антител. Как только антиген проникает в организм человека, он встречается с блестящим войском лимфоцитов, несущих различные антитела (у каждого есть свой индивидуальный распознающий участок). Антиген соединяется только с теми рецепторами, которые в точности ему соответствуют. Лимфоциты, связавшие антиген, получают пусковой сигнал и дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие антитела. Поскольку лимфоцит запрограммирован на синтез антител только одной специфичности, иммуноглобулины, секретируемые плазматической клеткой, будут идентичны своему оригиналу (поверхностному рецептору лимфоцита) и поэтому будут хорошо связываться с антигеном. Так антиген отбирает антитела, распознающие его с высокой точностью. Организм человека обладает способностью синтезировать миллионы молекул антител. Однако такого огромного количества лимфоцитов, продуцирующих антитела каждой определенной специфичности быть не может. Между тем лимфоциты, сенсибилизированные антигеном, последовательно проходят несколько стадий пролиферации и формируют большой клан плазматических клеток. Эти клетки будут синтезировать антитела только той специфичности, на которую был запрограммирован лимфоцит-предшественник. Благодаря этому механизму клональной секреции антитела могут накапливаться в достаточно высокой концентрации, чтобы эффективно бороться с инфекцией.

То, что пролиферация важна для развития эффективного иммунного ответа, подтверждается следующим фактом: антимитотические препараты способны полностью подавлять выработку антител в ответ на антигенный стимул.

Пролифелирующему клону необходимо время для образования достаточного количества клеток. Вот почему обычно проходит несколько дней после первичного контакта с антигеном, прежде чем в сыворотке обнаруживаются антитела. Антитела, образовавшиеся в результате антигенного воздействия, формируют приобретенный иммунитет.

Молекула антитела

Молекула антитела состоит из двух тяжелых и двух легких цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками. Как легкие, так и тяжелые цепи идентичны. В дополнение к дисульфидным связям, соединяющим тяжелые и легкие цепи, существуют дисульфидные связи внутри цепей, за счет которых в пептидной цепочке образуются петли. Петли компактно свернуты и формируют глобулярные домены.

Реакция антиген-антитело

В результате реакции антиген-антитело в геле образуются линии преципитации, по которым можно судить о числе реагирующих компонентов, иммунологическом родстве антигенов и их электрофоретической подвижности. Антитела могут быть обнаружены в макроскопической реакции агглютинации с помощью частиц, нагруженных антигеном. Разработаны многочисленные варианты иммунологического анализа, основанные на взаимодействии меченых антигенов и антител. В качестве меток используют радиоактивные изотопы и ферменты.

Как антитела нейтрализуют токсины?

Молекула антитела, присоединившись вблизи активного центра токсина, может стереохимически блокировать его взаимодействие с субстратом, особенно с макромолекулярным. В комплексе с антителами токсин теряет способность к диффузии в тканях и может стать объектом фагоцитоза, особенно если размер комплекса увеличивается в результате связывания с нормальными аутоантителами.

Защитное действие сывороточных антител

Антитела нейтрализуют вирусы разными способами – например, стереохимически ингибируя связывание вируса с клеточным рецептором и предотвращая тем самым его проникновение в клетку и последующую репликацию. Иллюстрация этого механизма – протективный эффект, которым обладают антитела, специфичные к гемагглютинину вируса гриппа.  Антитела к гемагглютинину вируса кори тоже препятствуют его проникновению в клетку, но межклеточное распространение вируса блокируется антителами к белку слияния цитоплазматических мембран соседних клеток.  Антитела могут непосредственно разрушать вирусные частицы, активируя комплемент по классическому пути или вызывая агрегацию вирусов с последующим фагоцитозом и внутриклеточной гибелью. Эффективными могут быть даже относительно низкие концентрации антител в крови: например, можно защитить реципиентов от заражения полиомиелитом, вводя противовирусные антитела, или предотвратить заболевание корью детей, контактировавших с больными, вводя профилактически нормальный гамма-глобулин человека.

Материнские антитела

В первые несколько месяцев жизни, когда собственная лимфоидная система ребенка еще недостаточно развита, защиту от инфекций обеспечивают материнские антитела, проникающие через плаценту или поступающие с молозивом и всасывающиеся в кишечнике. Основной класс иммуноглобулинов молока – это секреторный иммуноглобулин А. Он не всасывается в кишечнике, а остается здесь, защищая слизистую оболочку. Поразительно, что эти антитела направлены к бактериальным и вирусным антигенам, часто попадающим в кишечник. Кроме того, полагают, что клетки, продуцирующие иммуноглобулин А к таким антигенам, мигрируют в ткань молочной железы, откуда продуцируемые ими антитела попадают  молоко.

Антиген

Молекулы, вызывающие образование антител и взаимодействующие с ними, называются антигенами (антител генерация).

Антиген регулирует иммунный ответ

Главным регулятором антител является сам антиген: в его присутствии иммунный ответ стимулируется, а при уменьшении концентрации – снижается. Существование такого механизма много кратно подтверждено. Антигены действительно способны стимулировать лимфоциты, взаимодействуя с их поверхностными рецепторами.

Если в организм в ходе иммунного ответа ввести избыток антител и тем самым удалить антиген, то наблюдается резкое падение антителообразования и уменьшение числа клеток, секретирующих антитела.

Антиген и антитело

Антиген выявляется специфичными к нему антителами. Специфичность антител не абсолютна, и они могут в разной степени перекрестно реагировать с другими антигенами. Участок молекулы антигена, взаимодействующий с антителом, называется эпитопом, а соответствующий участок молекулы антитела – паратопом. Содержащиеся в сыворотке антитела реагируют с группами доминантных эпиопных кластеров на поверхности антигена; такие кластеры называют детерминантами. Антигены и антитела связываются нековалентно, за счет пространственной комплементарности. Свой вклад в этот процесс вносят электростатические и вандерваальсовы силы, а также гидрофобные взаимодействия и водородные связи. Все эти силы нарастают при уменьшении расстояния между молекулами антигена и антитела. Прочность взаимодействия между антигеном и один антигенсвязывающим центром антитела измеряется величиной, называемой афинностью. Реакция поливалентных антигенов с гетерогенной смесью антител, содержащихся в антисыворотке, оценивается понятием авидность.  Чем крупнее белок и чем больше он отличается от собственных белков организма, тем скорее контакт с ним приведет к образованию антител. Выступающие участки молекулы антигена и гибкие сегменты глобулярных белков, как правило, оказываются местами повышенной концентрации эпитопов.

Реакция антиген-антитело

В результате реакции антиген-антитело в геле образуются линии преципитации, по которым можно судить о числе реагирующих компонентов, иммунологическом родстве антигенов и их электрофоретической подвижности. Антитела могут быть обнаружены в макроскопической реакции агглютинации с помощью частиц, нагруженных антигеном. Разработаны многочисленные варианты иммунологического анализа, основанные на взаимодействии меченых антигенов и антител. В качестве меток используют радиоактивные изотопы и ферменты.

One Response so far.

  1. Яна Соловьева:

    Сывороточная болезнь
    Инъекции относительно высокой дозы чужеродной сыворотки (например, лошадиной противодифтерийной сыворотки) часто используется в различных терапевтических целях. Нередко примерно через 8 дней после инъекции возникает сывороточная болезнь, которая характеризуется подъемом температуры, увеличением лимфатических узлов, генерализованной крапивницей и болезненностью распухших суставов. Заболевание может сопровождаться снижением концентрации комплемента в сыворотке и временной альбуминурией. Все это – результат образования растворимых комплексов антиген-антитело при избытке антигена.
    У некоторых людей начинается синтез антител, направленных к чужеродному белку, как правило лошадиному глобулину. Поскольку антиген присутствует в большом избытке, то образуются циркулирующие растворимые комплексы. Для того, чтобы оказывать патогенный эффект, комплексы должны иметь определенные молекулярные параметры: слишком крупные комплексы легко поглощаются макрофагами, а слишком мелкие не могут вызвать воспалительной реакции. Однако и комплексы соответствующей молекулярной массы остаются в сосудистом русле и не способны обусловить патологические реакции, пока не повысится проницаемость сосудов. Последнее может произойти либо в результате высвобождения серотонина из тромбоцитов после их взаимодействия с крупными комплексами, либо в результате индуцирования иммуноглобулина Е или комплементом дегрануляции базофилов и тучных клеток, сопровождающейся выделением гистамина, лейкотриенов и фактора активации тромбоцитов. При действии этих медиаторов на капилляры их эндотелиальные клетки отделяются друг от друга и обнажается базальная мембрана, к которой присоединяются иммунные комплексы соответствующего размера. При этом особенно поражаются кожа, суставы, почки и сердце. По мере увеличения продукции антител антиген постепенно элиминируется, и больной обычно выздоравливает.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подпишитесь на новости сайта

Введите Ваш E-mail:

Архив статей