Основними формами імунної відповіді на потрапляння антигену в організм є: біосинтез антитіл, утворення клітин імунної пам'яті, реакція гіперчутливості негайного типу, реакція гіперчутливості уповільненого типу, імунологічна толерантність, ідіотіп- антіідіотіпіческіе відносини.
Для гуморального імунітету характерна вироблення специфічних антитіл (імуноглобулінів).
Антитіла - специфічні білки гамма глобулиновой природи, що утворюються в організмі в відповідь на антигенну стимуляцію і здатні специфічно взаємодіяти з антигеном (in vivo, in vitro). Відповідно до міжнародної класифікації сукупність сироваткових білків, що володіють властивостями антитіл, називають імуноглобулінами.
Унікальність антитіл полягає по суті в тому, що вони здатні специфічно взаємодіяти тільки з тим антигеном, який викликав їх освіту.
Імуноглобуліни (Ig) розділ ?? єни виходячи з локалізації на три групи:
- сироваткові (в крові);
- секреторні (в секретах- вмісті шлунково-кишкового тракта͵ слізному секреті, слині, особливо-в грудному молоці) забезпечують місцевий імунітет (імунітет слизових);
- поверхневі (на поверхні імунокомпетентних клітин, особливо В-лімфоцитів).
Будь-яка молекула антитіл має схожу будову (Y- подібну форму) і складається з двох важких (Н) і двох легких (L) ланцюгів, пов'язаних дисульфідними містками. Кожна молекула антитіл має два однакових антигензв'язуючих фрагмента Fab (fragment antigen binding), що визначають антитільної специфічність, і один Fc (fragment constant) фрагмент, який не пов'язує антиген, але володіє ефекторними біологічними функціями. Він взаємодіє зі "своїм" рецептором в мембрані різних типів клітин (макрофаги, огрядна клітина, нейтрофіл).
Кінцеві ділянки легких і важких ланцюгів молекули імуноглобуліну варіабельні за складом (амінокислотним послідовностям) і позначаються як VL і VH області. У їх складі виділяють гіперваріабельні ділянки, які визначають структуру активного центру антитіл (антигензв'язуючих центр або паратоп). Саме з ним взаємодіє антигенная детермінанта (епітоп) антигену. Антигензв'язуючих центр антитіл комплементарен епітопами антигену за принципом "ключ - замок" і утворений гіперваріабельні областями L- і Н-ланцюгів. Антитіло зв'яжеться антигеном (ключ потрапить в замок) тільки в тому випадку, якщо детермінантності група антигену повністю вміститься в щілину активного центру антитіл.
Легкі і важкі ланцюги складаються з окремих блоків-доменів. У легких (L) ланцюгах - два домена- один варіабельний (V) і один константний (C), в важких (H) цепях- один V і 3 або 4 (виходячи з класу імуноглобуліну) C домену.
Існують легкі ланцюга двох типів-каппа і лямбда, вони зустрічаються в різних пропорціях в складі різних (нд ?? ех) класів імуноглобулінів.
Виявлено п'ять класів важких цепей- альфа (з двома підкласами), гамма (з чотирма підкласами), ексілон, мю і дельта. Відповідно позначенню важкого ланцюга позначається і клас молекул іммуноглобулінов- А, G, E, M і D.
Саме константні області важких ланцюгів, розрізняючи за амінокислотним складом у різних класів імуноглобулінів, в кінцевому результаті і визначають специфічні властивості імуноглобулінів кожного класу.
Відомо п'ять класів імуноглобулінів, що відрізняються за будовою важких ланцюгів, молекулярної масі, фізико-хімічними та біологічними характеристиками: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. У складі IgG виділяють 4 підкласу (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), в складі IgA- два підкласу (IgA1, IgA2).
Структурною одиницею антитіл є мономер. що складається з двох легких і двох важких ланцюгів. Мономерами є IgG, IgA (сироватковий), IgD і IgE. IgM- пентамер (полімерний Ig). У полімерних імуноглобулінів є додаткова j (joint) поліпептидний ланцюг, яка об'єднує (полимеризует) окремі субодиниці (в складі пентамер IgM, ді-і тримера секреторного IgA).
Основні біологічні характеристики антитіл.
1. Специфічність - здатність взаємодії з определ ?? енним (своїм) антигеном (відповідність епітопи антигену і активного центру антитіл).
2. Валентность- кількість здатних реагувати з антигеном активних центрів (це пов'язано з молекулярної організацією-моно- або полімер). Імуноглобуліни бувають двовалентними (IgG) або полівалентними (пентамер IgM має 10 активних центрів). Дво- і більш валентні антитіла навивают повними антитілами. Неповні антитіла мають тільки один бере участь у взаємодії з антигеном активний центр (блокуючий ефект на імунологічні реакції, наприклад, на агглютінаціонние тести). Їх виявляють у антіглобуліновой пробі Кумбса, реакції пригнічення зв'язування комплементу.
3. Афінність - міцність зв'язку між епітопом антигену і активним центром антитіл, залежить від їх просторового відповідності.
4. Авідність - інтегральна характеристика сили зв'язку між антигеном і антитілами, з урахуванням взаємодії нд ?? ех активних центрів антитіл з епітопами. Оскільки антигени часто полівалентна, зв'язок між окремими молекулами антигену здійснюється за допомогою декількох антитіл.
5. Гетерогенность - обумовлена антигенними властивостями антитіл, наявністю у них трьох видів антигенних детермінант:
- ізотіпіческіе - приналежність антитіл до определ ?? енному класу імуноглобулінів;
- аллотіпіческіе- обумовлені аллельними відмінностями імуноглобулінів, що кодуються відповідними алелями Ig гена;
- ідіотіпіческіе- відображають індивідуальні особливості імуноглобуліну, що визначаються характеристиками активних центрів молекул антитіл. Навіть тоді, коли антитіла до конкретного антигену відносяться до одного класу, субклассов і навіть аллотипи, вони характеризуються специфічними відмінностями один від одного (ідіотипів). Це залежить від особливостей будови V- ділянок H- і L- ланцюгів, безлічі різних варіантів їх амінокислотних послідовностей.
Поняття про поліклональних і моноклональних антитіл буде дано в наступних розділах.
Характеристика базових класів імуноглобулінів.
IgM. Молекула цього імуноглобуліну являє собою полімерний Ig з п'яти субодиниць, з'єдн ?? енних дисульфідними зв'язками і додаткової J- ланцюгом, має 10 антиген зв'язують центрів. Филогенетически це найдавніший імуноглобулін. IgM- найбільш ранній клас антитіл, що утворюються при первинному попаданні антигену в організм. Наявність IgM- антитіл до відповідного збудника свідчить про свіжому інфікуванні (поточному інфекційному процесі). Антитіла до антигенів грамнегативних бактерій, жгутиковим антігенам- переважно IgM- антитіла. IgM- основний клас імуноглобулінів, синтезованих у новонароджених і немовлят. IgM у новонароджених-це показник внутрішньоутробного зараження (краснуха, ЦМВ, токсоплазмоз та інші внутрішньоутробні інфекції), оскільки материнські IgM через плаценту не проходять. Концентрація IgM в крові нижче, ніж IgG- 0,5- 2,0 г / л, період піврозпаду- близько тижня. IgM здатні агглютинировать бактерії, нейтралізувати віруси, активувати комплемент, активізувати фагоцитоз, пов'язувати ендотоксини грамнегативних бактерій. IgM мають більшу, ніж IgG авідності (10 активних центрів), аффинность (спорідненість до антигену) менше, ніж у IgG.
IgA. Виділяють сироваткові IgA (мономер) і секреторні IgA (IgAs). Сироваткові IgA складають 1,4 4,2 г / л. Секреторні IgAs знаходяться в слині, травних соках, секреті слизової носа, в молозиві. Οʜᴎ є першою лінією захисту слизових, забезпечуючи їх місцевий імунітет. IgAs складаються з Ig мономера, J-ланцюга і глікопротеїну (секреторного компонента). Виділяють два ізотіпа- IgA1 переважає в сироватці, субклассов IgA2 - в Екстраваскулярний секрети.
Секреторний компонент виробляється епітеліальними клітинами слизових оболонок і приєднується до молекули IgA в момент проходження останньої через епітеліальні клітини. Секреторний компонент підвищує стійкість молекул IgAs до дії протеолітичних ферментів. Основна роль IgA- забезпечення місцевого імунітету слизових. Οʜᴎ перешкоджають прикріплення бактерій до слизових, забезпечують транспорт полімерних імунних комплексів з IgA, нейтралізують ентеротоксин, активують фагоцитоз і систему комплементу.
IgE. Являє мономер, в сироватці крові знаходиться в низьких концентраціях. Основна роль-своїми Fc- фрагментами прикріплюється до огрядним клітинам (мастоцитів) і базофілам і опосередковує реакції гіперчутливості негайного типу. До IgE відносяться "антитіла алергії" - реагіни. Рівень IgE підвищується при алергічних станах, гельмінтозах. Антигензв'язуючих Fab- фрагменти молекули IgE специфічно взаємодіє з антигеном (алергеном), що сформувався імунний комплекс взаємодіє з рецепторами Fc- фрагментів IgE, вбудованих в клітинну мембрану базофила або гладкої клітини. Це є сигналом для виділ ?? ення гістаміну, інших біологічно активних речовин і розгортання гострої алергічної реакції.
IgD. Мономери IgD виявляють на поверхні, що розвиваються В-лімфоцитів, в сироватці знаходяться у вкрай низьких концентраціях. Їх біологічна роль точно не встановлена. Вважають, що IgD беруть участь в диференціації В-клітин, сприяють розвитку антіідіотіпіческіх ответа͵ беруть участь в аутоімунних процесах.
З метою определ ?? ення концентрацій імуноглобулінів окремих класів застосовують кілька методів, частіше використовують метод радіальної імунодифузії в гел ?? е (по Манчіні) - різновид реакції преципітації і ІФА.
Визнач ?? ення антитіл різних класів має важливе значення для діагностики інфекційних захворювань. Виявлення антитіл до антигенів мікроорганізмів в сироватках крові-важливий критерій при постановці діагноза- серологічний метод діагностики. Антитіла класу IgM з'являються в гострому періоді захворювання і відносно швидко зникають, антитіла класу IgG виявляються в більш пізні терміни і більш тривалий час (іноді-роками) зберігаються в сироватках крові перехворілих, їх в даному випадку називають анамнестическими антитілами.
Виділяють поняття: титр антитіл, діагностичний титр, дослідження парних сироваток. Найбільше значення має виявлення IgM- антитіл і чотириразове підвищення титрів антитіл (або сероконверсія - антитіла виявляють у другій пробі при негативних результатах з першої сироваткою крові) при дослідженні парних - взятих в динаміці інфекційного процесу з інтервалом в декілька днів-тижнів проб.
Реакції взаємодії антитіл з збудниками і їх антигенами (реакція "антиген антитіло") проявляється у вигляді ряду феноменов- аглютинації, преципітації, нейтралізації, лізису, зв'язування комплемента͵ опсонізації, цитотоксичності і бувають виявлені різними серологічними реакціями.
Динаміка вироблення антитіл. Первинний і вторинний імунну відповідь.
Первинний відповідь-при первинному контакті зі збудниками ?? їм (антигеном), вторічний- при повторному контакті. Основні відмінності:
- тривалість прихованого періоду (більше-при первинному);
- швидкість наростання антитіл (бистрее- при вторинному);
- кількість синтезованих антитіл (більше-при повторному контакті);
- послідовність синтезу антитіл різних класів (при первинному триваліше переважають IgM, при вторічном- швидко синтезуються і переважають IgG- антитіла).
Вторинна імунна відповідь обумовлений формуванням клітин імунної пам'яті. Приклад вторинної імунної ответа- зустріч зі збудниками ?? їм після вакцинації.
Роль антитіл у формуванні імунітету.
Антитіла мають важливе значення у формуванні придбаного постинфекционного і поствакцинального імунітету.
1. Зв'язуючись з токсинами, антитіла нейтралізують їх, забезпечуючи антитоксичний імунітет.
2. Блокуючи рецептори вірусів, антитіла перешкоджають адсорбції вірусів на клітинах, беруть участь у противірусний імунітет.
3. Комплекс антиген антитіло запускає класичний шлях активації комплементу з його ефекторними функціями (лізис бактерій, опсонизация, запалення, стимуляція макрофагів).
4. Антитіла беруть участь в опсонізації бактерій, сприяючи більш ефективному фагоцитозу.
5. Антитіла сприяють виведенню з організму (з сечею, жовчю) розчинних антигенів у вигляді циркулюючих імунних комплексів.
IgG належить найбільша роль в антитоксичні імунітет, IgM- в антимікробному імунітет (фагоцитоз корпускулярних антигенів), особливо щодо грамнегативних бактерій, IgA- в противірусний імунітет (нейтралізація вірусів), IgAs- в місцевому імунітеті слизових оболонок, IgE- в реакціях гіперчутливості негайного типу .