Конспекты к гос экзаменам для студентов биологов

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 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). Существует пять классов иммуноглобулинов у человека.

 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.

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.

 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:

1. содержатся в молоке, молозиве, слюне, слезном, бронхиальном и желудочно-кишечном секрете, желчи, моче;
2. участвуют в местном иммунитете;
3. препятствуют прикреплению бактерий к слизистой;
4. нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент.

 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.

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.

 Гетерогенность — обусловлена антигенными свойствами антител, наличием у них трех видов антигенных детерминант:

• изотипические — принадлежность антител к определенному классу иммуноглобулинов;
• аллотипические- обусловлены аллельными различиями иммуноглобулинов, кодируемых соответствующими аллелями Ig гена;
• идиотипические- отражают индивидуальные особенности иммуноглобулина, определяемые характеристиками активных центров молекул антител.

Даже тогда, когда антитела к конкретному антигену относятся к одному классу, субклассу и даже аллотипу, они характеризуются специфическими отличиями друг от друга (идиотипом). Это зависит от особенностей строения V- участков H- и L- цепей, множества различных вариантов их аминокислотных последовательностей.

Динамика выработки антител. Первичный и вторичный иммунный ответ.

Первичный иммунный ответ- при первичном контакте с возбудителем (антигеном), вторичный- при повторном контакте. Основные отличия:

• продолжительность скрытого периода (больше- при первичном);
• скорость нарастания антител (быстрее- при вторичном);
• количество синтезируемых антител (больше- при повторном контакте);
• последовательность синтеза антител различных классов (при первичном более длительно преобладают IgM, при вторичном - быстро синтезируются и преобладают IgG- антитела).

Вторичный иммунный ответ обусловлен формированием клеток иммунной памяти. Пример вторичного иммунного ответа - встреча с возбудителем после вакцинации. Антитела широко используются как в научных исследованиях, так и в практической медицине благодаря их способности с высокой аффинностью и специфичностью узнавать практически любой антиген. Самый простой способ получения антител, специфичных к какому-либо антигену, это иммунизация – введение антигена в смеси с определенными добавками – адьювантами, усиливающими иммунный ответ, в организм животного (мышь, кролик, коза, овца, и др.). Из крови иммунизированного животного можно выделить поликлональные антитела – гетерогенную по строению, эпитопной специфичности и аффинности популяцию антител, специфичных к введенному антигену. Чтобы получить идентичные по своей структуре и специфичности антитела, необходимо выделить из организма животного продуцирующие антитела лимфоциты, и иммортализовать их, т.е. сделать способными к бесконечному количеству делений. Иммортализация осуществляется путем слияния лимфоцитов с опухолевыми клетками. Линия клеток, представляющих собой продукт слияния лимфоцита и опухолевой клетки, называется гибридомой. Гибридома способна секретировать антитела, абсолютно одинаковые по своим свойствам (строение, аффинитет, специфичность). Антитела, продуцируемые линией гибридомных клеток, называются моноклональными.

С помощью методов генной инженерии было доказано, что число генов, контролирующих образование иммуноглобулинов, на самом деле ограничено. Однако в отличие от генов других белков они имеют фрагментарную организацию, фрагменты этих генов разбросаны по хромосоме во многих экземплярах. Они собираются вместе в функционирующий ген случайным образом в ходе развития плазматической клетки перед началом транскрипции. При этом число возможных комбинаций выражается в миллионах вариантов функционирующего гена.