Анализ крови на антитела

Иммунная система человека способна не только самостоятельно бороться с различными заболеваниями, но и запоминать патогенные микроорганизмы и «вредоносные агенты», с которыми ей пришлось столкнуться. В результате этого в сыворотке крови появляются специфические белки, которые на профессиональном языке называются антителами.

Одним из самых информативных обследований является анализ крови на антитела, позволяющий определить, с какими заболеваниями раньше сталкивался человек и чем он болеет сейчас. Кроме того, обследование помогает выявить общий уровень иммунной системы и сбои в ее функционировании.

Что такое антитела

Антитела – это иммуноглобулины или глобулины, которые вырабатываются иммунной системой с целью выявления и уничтожения вредоносных и патогенных микроорганизмов. Но их продуцирование не всегда направлено на защиту от различных типов возбудителей. При разных патологиях и аутоиммунных заболеваниях они могут атаковать здоровые ткани организма. Анализ крови на антитела помогает выявить, с чем именно столкнулся пациент.

Формирование специфических белков в крови человека начинается только в следующих случаях:

  • организм подвергается атаке вредоносных агентов, ведущих к дальнейшему инфицированию;
  • при вакцинации (введение в организм искусственно ослабленных бактерий).

Развитие памяти иммунитета – важнейший для человека процесс, при котором глобулины запоминают антигены с прикрепленными к ним антителами. Если они попадут в организм повторно, иммунная система сможет обезвредить их. Медики предупреждают о том, что присутствие антител в сыворотке крови – важнейший показатель состояния иммунной системы. Любые отклонения от референсных значений указывают на развитие патологии.

Разновидности антител

На протяжении жизни человеческий организм сталкивается с различными возбудителями заболевания, химическими компонентами (средства бытовой химии, лекарства), продуктами переработки собственных клеток. В качестве ответной реакции организм начинает вырабатывать собственные иммуноглобулины. Антитела формируются из лимфоцитов и выступают как стимулятор иммунной системы.

В международной медицине различают 5 типов антител, каждый из которых реагирует только на определенные антигены:

  • IgM. Иммуноглобулин этого типа вырабатывается, если в организм попала инфекция. Его основная задача – стимуляция иммунной системы и оказание сопротивления болезни;
  • IgG. Их выработка начинается через несколько суток после начала болезни. Антитела IgG формируют устойчивый к инфекциям иммунитет, также от них зависит эффект от вакцинации. Клетки этой фракции отличаются крошечными размерами, поэтому они могут проникать сквозь плацентарный барьер, формируя первичный иммунитет плода;
  • IgA. Отвечают за безопасность ЖКТ (желудочно-кишечного тракта), органов мочевыделительной системы и дыхательных путей. Такие тела обнаруживают и «фиксируют» между собой патогенные организмы, мешая им прикрепиться к стенкам слизистой оболочки;
  • IgE. Отвечают за защиту от грибков, паразитов и аллергенов. Антитела IgE обитают в бронхах, кишечном тракте и желудке. Также от них зависит формирование вторичного иммунитета. В свободной форме их практически невозможно найти в плазме крови;
  • IgD. Эта фракция до сих пор изучена лишь частично. Последние исследования показали, что агенты IgD отвечают за местный иммунитет и обычно начинают вырабатываться при обострении хронических инфекций. Их количество составляет менее 1% от всех антител, присутствующих в сыворотке крови.

Специалисты утверждают, что вне зависимости от типа все антигены могут присутствовать как в плазме крови, так и фиксироваться к инфицированным клеткам. Обнаружив тип антигена, специфические белки прикрепляются к ним. После этого иммунной системе поступает сигнал о присутствии чужеродных объектов, которые необходимо уничтожить.

В международной медицине антитела также различаются с учетом того, как именно они взаимодействуют с антигенами:

  • антиинфекционные и антипаразитарные. Прикрепляются к телу микроорганизма, приводя к его гибели;
  • антитоксические. Антитела этого типа нейтрализуют токсины, продуцируемые инородными телами, но сами по себе они неспособны уничтожать патогенные микроорганизмы;
  • аутоантитела. Приводят к развитию аутоиммунных заболеваний, поскольку атакуют здоровые клетки организма;
  • аллореактивные. Конфликтуют с антигенами тканей и клетками других организмов того же биологического типа. Анализ на эту фракцию всегда проводится, если человеку назначена трансплантация почек, печени или костного мозга;
  • антиидиотипические. Вырабатываются для нейтрализации собственных антител (только при их избытке).

Если в кровь попадает любой вредоносный микроорганизм, иммунная система начинает активно производить специальные белки, направленные на его уничтожение

Показания к проведению анализа

Врачи часто назначают пациентам проведение анализа на антитела. Такое исследование помогает выявить, что стало причиной повышения или снижения уровня глобулинов. После расшифровки результатов врач сможет понять, что значит и с чем связано отклонение от нормы.

Также анализ часто назначается для отслеживания динамики развития некоторых патологий. Исследование необходимо, если у медика есть подозрение на дефицит иммуноглобулинов, что становится причиной ослабления иммунитета и увеличивает вероятность развития разных заболеваний.

Чаще всего анализ на антитела назначается при подозрении на следующие заболевания:

  • гепатит C;
  • заболевания щитовидной железы аутоиммунного происхождения. Определяется по количеству антител к тиреопероксидазе (ТПО);
  • вирус иммунодефицита человека. Для постановки достоверного диагноза пациенту придется сдать кровь на исследование не менее 3 раз;
  • ветрянка;
  • краснуха;
  • корь;
  • воспаление щитовидной железы, хронический тиреоидит. При этих заболеваниях сильно повышается продуцирование антител к тиреоглобулину;
  • паразитарные заболевания, вызванные глистами, аскаридами, круглыми и колючеголовыми червями;
  • дифтерия, столбняк;
  • полиомиелит;
  • герпес, вирус Эпштейна-Барра (ВЭП);
  • коклюш;
  • заболевания инфекционного происхождения, вызванные хламидиями.

Также исследование на иммуноглобулины определенного класса может быть назначено при следующих заболеваниях:

  • ревматоидный артрит;
  • рак;
  • цирроз печени;
  • заражение крови;
  • отит, воспаление легких, менингит хронической формы;
  • дисфункция иммунной системы;
  • ВИЧ-инфекции.

Исследование незаменимо и при выявлении причин бесплодия. При сложностях с зачатием ребенка обычно назначается анализ на антитела к ХГЧ и на антиспермальные антитела. Во время беременности всегда назначается анализ на антитела к резус-фактору. Также беременным женщинам нужно сдавать кровь на групповые антитела.

Один из наиболее распространенных анализов этого типа – изучение крови на присутствие антител к тиреоглобулину. Повышение выработки подобных антител указывает на патологии щитовидной железы и помогает определить присутствие воспалительного процесса. Несомненным преимуществом этого исследования является то, что оно дает возможность выявить заболевание на начальном этапе и свести к минимуму риск нежелательных осложнений.

Как подготовиться к анализу

Если пациенту назначен анализ на антитела, врач обязательно должен рассказать, зачем проводится исследование и как к нему подготовиться. Состав сыворотки крови человека постоянно меняется. На него влияет образ жизни, особенности питания, психическое состояние.

Чтобы свести к минимуму риск ложных результатов, за 3 дня до сбора биоматериала необходимо соблюдать определенный режим.

Пациентам необходимо запомнить следующие правила:

  • забор крови осуществляется утром натощак (только в условиях стационара). Кушать перед анализом запрещено;
  • за 3 суток до анализа нужно отказаться от потребления жирной и жареной пищи, солений и копченостей, концентрированных соков. Категорически запрещено употреблять спиртные напитки и курить. По возможности в подготовительный период рекомендуется отказаться от потребления лекарственных средств;
  • если анализ назначен для определения наличия венерического заболевания, гепатита или паразитных заболеваний, за 2 дня до сдачи биоматериала рекомендуется перейти на молочную диету.

Кровь нельзя сдавать, если за несколько дней до предполагаемого анализа пациент перенес эмоциональное потрясение или стресс. Также существует повышенная вероятность ложного результата, если накануне проводилось ультразвуковое исследование, МРТ или делалась флюорография.

Техника проведения

Наиболее современным и эффективным методом выявления антител в сыворотке крови считается иммунофлюоресцентный анализ. При помощи такого лабораторного исследования можно определить тип и титр (активность) иммуноглобулинов, а также выявить, насколько сильно развилась патология. Исследование включает в себя следующие этапы:

  • лаборант забирает у пациента биологический материал;
  • несколько капель полученной крови капают на специальную планшетку с лунками, в которых содержатся очищенные антигены предполагаемого возбудителя;
  • далее лаборант добавляет в лунки специальный реагент;
  • с учетом окрашивания медик делает выводы о результате анализа.

Само исследование может быть 2 типов:

  • качественное. Назначается для подтверждения присутствия или отсутствия искомого антигена;
  • количественное. Этот тип анализа считается более сложным и показывает концентрацию антител в изучаемой сыворотке. При помощи него можно оценить, насколько быстро развивается инфекция.

Вне зависимости от типа анализа расшифровка результатов занимает от 1 до 3 суток.

При контакте с реагентом антитела меняют свой цвет, что указывает на положительную реакцию

Расшифровка результата

Анализ проводится с целью определения присутствия и числа глобулинов различных типов. Если количество антител повышено, это означает присутствие определенного заболевания. Для выявления общей клинической картины и назначения подходящей схемы лечения пациенту назначают дальнейшую диагностику. Норма иммуноглобулинов в крови отличается в зависимости от пола и возраста.

IgA IgM IgG
Дети 0,15-2,5 0,8-1,6 7,2-13,4
Женщины 0,53-3,44 0,38-1,96 5,88-16,2
Мужчины 1,02 0,55-1,43 6,63-14,01

IgA

Антитела этого типа находятся на слизистых оболочках (желудок, ротовая полость). Они присутствуют в секрете, выделяемом бронхами, и молоке кормящей женщины. Их повышенная концентрация может свидетельствовать о суставных патологиях, гнойных инфекционных процессах, заболеваниях желудочно-кишечного тракта и хронических недугах гипатобилиарной системы.

Если количество и активность антител IgA сильно снижены, это может быть признаком заболеваний кровеносной системы и кожных патологий. Также уровень антител к тканевой трансглютаминазе может быть сильно снижен у пациентов, которые длительное время принимали иммунодепрессанты или цитостатики.

IgM

Глобулины IgM отличаются повышенной активностью, именно они первыми начинают атаковать вредоносные микроорганизмы и бактерии, проникшие в организм. Их концентрация в крови начинает увеличиваться в первые недели развития инфекционного заболевания:

  • повышение антител класса M может наблюдаться при внутриутробных инфекциях, паразитарных заболеваниях, патологиях органов дыхания и желудочно-кишечного тракта;
  • снижение антител. Часто обнаруживается у людей, перенесших тяжелые кожные ожоги. Также их нехватка может указывать на лимфому.

IgG

Продуцирование глобулинов класса G увеличивается при бактериальных инфекциях и аллергии. Повышенный уровень антител IgG может быть признаком красной волчанки, вируса иммунодефицита человека, туберкулеза, суставных заболеваний. Снижение иммунных белков наблюдается при мышечной дистрофии генетической природы, аллергии и опухолевых процессах лимфатической системы.

Определение уровня антител в крови имеет важнейшее значение при диагностировании различных заболеваний. Также исследование незаменимо во время вынашивания ребенка, поскольку оно помогает выявить различные патологии у плода. Но необходимо учитывать, что результат исследования зависит от того, насколько правильно была проведена подготовка. Именно поэтому перед сдачей крови пациенту необходимо строго соблюдать все врачебные рекомендации.

Антитела

Эта статья — об иммунологии. Об украинской поп-рок группе см. Антитела (группа); о фильме см. Антитела (фильм, 2005).

Антитела (иммуноглобулины, ИГ, Ig) — это особый класс гликопротеинов, присутствующих на поверхности В-клеток в виде мембраносвязанных рецепторов и в сыворотке крови и тканевой жидкости в виде растворимых молекул. Они 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 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.

История изучения

Самое первое антитело было обнаружено Берингом и Китазато в 1890 году, однако в это время о природе обнаруженного столбнячного антитоксина, кроме его специфичности и его присутствия в сыворотке иммунного животного, ничего определенного сказать было нельзя. Только с 1937 года — исследований Тизелиуса и Кабата, начинается изучение молекулярной природы антител. Авторы использовали метод электрофореза белков и продемонстрировали увеличение гамма-глобулиновой фракции сыворотки крови иммунизированных животных. Адсорбция сыворотки антигеном, который был взят для иммунизации, снижала количество белка в данной фракции до уровня интактных животных.

Строение антител

Общий план строения иммуноглобулинов: 1) Fab; 2) Fc; 3) тяжелая цепь; 4) легкая цепь; 5) антиген-связывающийся участок; 6) шарнирный участок

Антитела являются относительно крупными (~150 к — IgG) гликопротеинами, имеющими сложное строение. Состоят из двух идентичных тяжелых цепей (H-цепи, в свою очередь состоящие из VH, CH1, шарнира, CH2 и CH3 доменов) и из двух идентичных лёгких цепей (L-цепей, состоящих из VL и CL 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).

Классификация по тяжелым цепям

Различают пять классов (изотипов) иммуноглобулинов, различающихся:

  • величиной
  • зарядом
  • последовательностью аминокислот
  • содержанием углеводов

Класс IgG классифицируют на четыре подкласса (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), класс IgA — на два подкласса (IgA1, IgA2). Все классы и подклассы составляют девять изотипов, которые присутствуют в норме у всех индивидов. Каждый изотип определяется последовательностью аминокислот константной области тяжелой цепи.

Функции антител

Иммуноглобулины всех изотипов бифункциональны. Это означает, что иммуноглобулин любого типа

  • распознает и связывает антиген, а затем
  • усиливает киллинг и/или удаление иммунных комплексов, сформированных в результате активации эффекторных механизмов.

Одна область молекулы антител (Fab) определяет ее антигенную специфичность, а другая (Fc) осуществляет эффекторные функции: связывание с рецепторами, которые экспрессированы на клетках организма (например, фагоцитах); связывание с первым компонентом (C1q) системы комплемента для инициации классического пути каскада комплемента.

  • IgG является основным иммуноглобулином сыворотки здорового человека (составляет 70-75 % всей фракции иммуноглобулинов), наиболее активен во вторичном иммунном ответе и антитоксическом иммунитете. Благодаря малым размерам (коэффициент седиментации 7S, молекулярная масса 146 кДа) является единственной фракцией иммуноглобулинов, способной к транспорту через плацентарный барьер и тем самым обеспечивающей иммунитет плода и новорожденного. В составе IgG 2-3 % углеводов; два антигенсвязывающих Fab-фрагмента и один FC-фрагмент. Fab-фрагмент (50-52 кДа) состоит из целой L-цепи и N-концевой половины H-цепи, соединённых между собой дисульфидной связью, тогда как FC-фрагмент (48 кДа) образован C-концевыми половинами H-цепей. Всего в молекуле IgG 12 доменов (участки, сформированные из β-структуры и α-спиралей полипептидных цепей Ig в виде неупорядоченных образований, связанных между собой дисульфидными мостиками аминокислотных остатков внутри каждой цепи): по 4 на тяжёлых и по 2 на лёгких цепях.
  • IgM представляют собой пентамер основной четырехцепочечной единицы, содержащей две μ-цепи. При этом каждый пентамер содержит одну копию полипептида с J-цепью (20 кДа), который синтезируется антителообразующей клеткой и ковалентно связывается между двумя соседними FC-фрагментами иммуноглобулина. Появляются при первичном иммунном ответе B-лимфоцитами на неизвестный антиген, составляют до 10 % фракции иммуноглобулинов. Являются наиболее крупными иммуноглобулинами (970 кДа). Содержат 10-12 % углеводов. Образование IgM происходит ещё в пре-B-лимфоцитах, в которых первично синтезируются из μ-цепи; синтез лёгких цепей в пре-B-клетках обеспечивает их связывание с μ-цепями, в результате образуются функционально активные IgM, которые встраиваются в поверхностные структуры плазматической мембраны, выполняя роль антиген распознающего рецептора; с этого момента клетки пре-B-лимфоцитов становятся зрелыми и способны участвовать в иммунном ответе.
  • IgA сывороточный IgA составляет 15-20 % всей фракции иммуноглобулинов, при этом 80 % молекул IgA представлено в мономерной форме у человека. Секреторный IgA представлен в димерной форме в комплексе секреторным компонентом, содержится в серозно-слизистых секретах (например в слюне, слезах, молозиве, молоке, отделяемом слизистой оболочки мочеполовой и респираторной системы). Содержит 10-12 % углеводов, молекулярная масса 500 кДа.
  • IgD составляет менее одного процента фракции иммуноглобулинов плазмы, содержится в основном на мембране некоторых В-лимфоцитов. Функции до конца не выяснены, предположительно является антигенным рецептором с высоким содержанием связанных с белком углеводов для В-лимфоцитов, еще не представлявшихся антигену. Молекулярная масса 175 кДа.
  • IgE в свободном виде в плазме почти отсутствует. Способен осуществлять защитную функцию в организме от действия паразитарных инфекций, обуславливает многие аллергические реакции. Механизм действия IgE проявляется через связывание с высоким сродством (10−10М) с поверхностными структурами базофилов и тучных клеток, с последующим присоединением к ним антигена, вызывая дегрануляцию и выброс в кровь высоко активных аминов (гистамина и серотонина — медиаторов воспаления). 200 кДа.

Классификация по антигенам

  • антиинфекционные или антипаразитарные антитела, вызывающие непосредственную гибель или нарушение жизнедеятельности возбудителя инфекции либо паразита
  • антитоксические антитела, не вызывающие гибели самого возбудителя или паразита, но обезвреживающие вырабатываемые им токсины.
  • так называемые «антитела-свидетели заболевания», наличие которых в организме сигнализирует о знакомстве иммунной системы с данным возбудителем в прошлом или о текущем инфицировании этим возбудителем, но которые не играют существенной роли в борьбе организма с возбудителем (не обезвреживают ни самого возбудителя, ни его токсины, а связываются со второстепенными белками возбудителя).
  • аутоагрессивные антитела, или аутологичные антитела, аутоантитела — антитела, вызывающие разрушение или повреждение нормальных, здоровых тканей самого организма хозяина и запускающие механизм развития аутоиммунных заболеваний.
  • аллореактивные антитела, или гомологичные антитела, аллоантитела — антитела против антигенов тканей или клеток других организмов того же биологического вида. Аллоантитела играют важную роль в процессах отторжения аллотрансплантантов, например, при пересадке почки, печени, костного мозга, и в реакциях на переливание несовместимой крови.
  • гетерологичные антитела, или изоантитела — антитела против антигенов тканей или клеток организмов других биологических видов. Изоантитела являются причиной невозможности осуществления ксенотрансплантации даже между эволюционно близкими видами (например, невозможна пересадка печени шимпанзе человеку) или видами, имеющими близкие иммунологические и антигенные характеристики (невозможна пересадка органов свиньи человеку).
  • антиидиотипические антитела — антитела против антител, вырабатываемых самим же организмом. Причём это антитела не «вообще» против молекулы данного антитела, а именно против рабочего, «распознающего» участка антитела, так называемого идиотипа. Антиидиотипические антитела играют важную роль в связывании и обезвреживании избытка антител, в иммунной регуляции выработки антител. Кроме того, антиидиотипическое «антитело против антитела» зеркально повторяет пространственную конфигурацию исходного антигена, против которого было выработано исходное антитело. И тем самым антиидиотипическое антитело служит для организма фактором иммунологической памяти, аналогом исходного антигена, который остаётся в организме и после уничтожения исходных антигенов. В свою очередь, против антиидиотипических антител могут вырабатываться анти-антиидиотипические антитела и т. д.

Специфичность антител

Клонально-селекционная теория имеет в виду то, что каждый лимфоцит синтезирует антитела только одной определенной специфичности. И эти антитела располагаются на поверхности этого лимфоцита в качестве рецепторов.

Как показывают опыты, все поверхностные иммуноглобулины клетки имеют одинаковый идиотип: когда растворимый антиген, похожий на полимеризованный флагеллин, связывается со специфической клеткой, то все иммуноглобулины клеточной поверхности связываются с данным антигеном и они имеют одинаковую специфичность то есть одинаковый идиотип.

Антиген связывается с рецепторами, затем избирательно активирует клетку с образованием большого количества антител. И так как клетка синтезирует антитела только одной специфичности, то эта специфичность должна совпадать со специфичностью начального поверхностного рецептора.

Специфичность взаимодействия антител с антигенами не абсолютна, они могут в разной степени перекрестно реагировать с другими антигенами. Антисыворотка, полученная к одному антигену, может реагировать с родственным антигеном, несущим одну или несколько одинаковых или похожих детерминант . Поэтому каждое антитело может реагировать не только с антигеном, который вызвал его образование, но и с другими, иногда совершенно неродственными молекулами. Специфичность антител определяется аминокислотной последовательностью их вариабельных областей.

Клонально-селекционная теория:

  1. Антитела и лимфоциты с нужной специфичностью уже существуют в организме до первого контакта с антигеном.
  2. Лимфоциты, которые участвуют в иммунном ответе, имеют антигенспецифические рецепторы на поверхности своей мембраны. У B-лимфоцитов рецепторы- молекулы той же специфичности, что и антитела, которые лимфоциты впоследствии продуцируют и секретируют.
  3. Любой лимфоцит несет на своей поверхности рецепторы только одной специфичности.
  4. Лимфоциты, имеющие антиген, проходят стадию пролиферации и формируют большой клон плазматических клеток . Плазматические клетки синтезируют антитела только той специфичности, на которую был запрограммирован лимфоцит-предшественник. Сигналами к пролиферации служат цитокины, которые выделяются другими клетками. Лимфоциты могут сами выделять цитокины.

Вариабельность антител

Антитела являются чрезвычайно вариабельными (в организме одного человека может существовать до 108 вариантов антител). Все разнообразие антител проистекает из вариабельности как тяжёлых цепей, так и лёгких цепей. У антител, вырабатываемых тем или иным организмом в ответ на те или иные антигены, выделяют:

  • Изотипическая вариабельность — проявляется в наличии классов антител (изотипов), различающихся по строению тяжёлых цепей и олигомерностью, вырабатываемых всеми организмами данного вида;
  • Аллотипическая вариабельность — проявляется на индивидуальном уровне в пределах данного вида в виде вариабельности аллелей иммуноглобулинов — является генетически детерминированным отличием данного организма от другого;
  • Идиотипическая вариабельность — проявляется в различии аминокислотного состава антиген-связывающего участка. Это касается вариабельных и гипервариабельных доменов тяжёлой и лёгкой цепей, непосредственно контактирующих с антигеном.

Контроль пролиферации

Наиболее эффективный контролирующий механизм заключается в том, что продукт реакции одновременно служит ее ингибитором. Этот тип отрицательной обратной связи имеет место при образовании антител. Действие антител нельзя объяснить просто нейтрализацией антигена, потому что целые молекулы IgG подавляют синтез антител намного эффективнее, чем F(ab’)2 -фрагменты. Предполагают, что блокада продуктивной фазы T-зависимого B-клеточного ответа возникает в результате образования перекрестных связей между антигеном, IgG и Fc — рецепторами на поверхности B-клеток. Инъекция IgM, усиливает иммунный ответ. Так как антитела именно этого изотипа появляются первыми после введения антигена, то на ранней стадии иммунного ответа им приписывается усиливающая роль.

Рекомендуемая литература

См. также

  • Моноклональные антитела
  • Абзимы — каталитически активные антитела
  • Иммунитет
  • Авидность, аффинность — характеристики связывания антигена и антитела
  • Специфическая соматическая рекомбинация

Для улучшения этой статьи желательно?:
  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Иммунная система / Иммунология

Системы

Адаптивная иммунная система и Врожденная иммунная система · Гуморальная иммунная система и Клеточная иммунная система · Система комплемента (Анафилотоксины) · Intrinsic immunity

Антигены и антитела

Антиген (Суперантиген, Аллерген) · Гаптены · Fab · Fc ·
Эпитоп (Линейный эпитоп, Конформационный эпитоп)
Антитела (Моноклональные антитела, Поликлональные антитела, Аутоантитела) · Polyclonal B cell response · Аллотипы антител · Изотипы антител · Идиотипы антител
Иммунный комплекс

Клетки иммунной системы
Лейкоциты

Лимфоидные: Т-лимфоциты · B-лимфоциты · Естественные киллеры · Плазматические клетки

Миелоидные: Тучные клетки · Базофилы · Эозинофилы · Макрофаги

Фагоциты: Нейтрофилы · Макрофаги, Ретикулоэндотелиальная система

Антигенпредставляющие клетки: Дендритные клетки · Макрофаги · B-лимфоциты · Презентация антигена

Иммунитет и толерантность

действие: Иммунитет · Autoimmunity · Аллергия · Воспаление · Кросс-реактивность
бездействие: Иммунологическая толерантность (Central, Peripheral, Clonal anergy, Clonal deletion) · Иммунодефицит

Рецепторы

Т-клеточный рецептор · Fc рецептор

Иммуногенетика

Соматический гипермутагенез · V(D)J рекомбинация · Класс-переключение · Главный комплекс гистосовместимости/HLA · Гистосовместимость

Вещества

Цитокины · Опсонин · Cytolysin

Другое

Диагностическая иммунология

Органы иммунной системы

Тимус · Селезёнка · Лимфатические узлы · Кровь · Костный мозг · Лимфа · Заболевания иммунной системы (Иммунодефицит)

Антитела — специфические белки гамма- глобулиновой природы, образующиеся в организме в ответ на антигенную стимуляцию и способные специфически взаимодействовать с антигеном (in vivo, in vitro). В соответствии с международной классификацией совокупность сывороточных белков, обладающих свойствами антител, называют иммуноглобулинами.

Уникальность антител заключается в том, что они способны специфически взаимодействовать только с тем антигеном, который вызвал их образование.

Иммуноглобулины ( Ig ) разделены в зависимости от локализации на три группы:

— сывороточные (в крови);

— секреторные ( в секретах- содержимом желудочно- кишечного тракта, слезном секрете, слюне, особенно- в грудном молоке) обеспечивают местный иммунитет (иммунитет слизистых);

— поверхностные ( на поверхности иммунокомпетентных клеток, особенно В- лимфоцитов).

Любая молекула антител имеет сходное строение ( Y- образную форму) и состоит из двух тяжелых ( Н ) и двух легких ( L ) цепей, связанных дисульфидными мостиками. Каждая молекула антител имеет два одинаковых антигенсвязывающих фрагмента Fab ( fragment antigen binding ), определяющих антительную специфичность, и один Fc ( fragment constant ) фрагмент, который не связывает антиген, но обладает эффекторными биологическими функциями. Он взаимодействует со “своим” рецептором в мембране различных типов клеток ( макрофаг, тучная клетка, нейтрофил).

Концевые участки легких и тяжелых цепей молекулы иммуноглобулина вариабельны по составу ( аминокислотным последовательностям ) и обозначаются как VL и VH области. В их составе выделяют гипервариабельные участки, которые определяют структуру активного центра антител (антигенсвязывающий центр или паратоп). Именно с ним взаимодействует антигенная детерминанта (эпитоп) антигена. Антигенсвязывающий центр антител комплементарен эпитопу антигена по принципу “ключ — замок” и образован гипервариабельными областями L- и Н- цепей. Антитело свяжется антигеном (ключ попадет в замок) только в том случае, если детерминантная группа антигена полностью вместится в щель активного центра антител.

Легкие и тяжелые цепи состоят из отдельных блоков- доменов. В легких ( L ) цепях — два домена- один вариабельный ( V ) и один константный ( C ), в тяжелых ( H ) цепях- один V и 3 или 4 ( в зависимости от класса иммуноглобулина ) C домена.

Существуют легкие цепи двух типов- каппа и лямбда, они встречаются в различных пропорциях в составе различных (всех) классов иммуноглобулинов.

Выявлено пять классов тяжелых цепей- альфа ( с двумя подклассами), гамма ( с четырьмя подклассами), эксилон, мю и дельта. Соответственно обозначению тяжелой цепи обозначается и класс молекул иммуноглобулинов- А, G, E, M и D.

Именно константные области тяжелых цепей, различаясь по аминокислотному составу у различных классов иммуноглобулинов, в конечном результате и определяют специфические свойства иммуноглобулинов каждого класса.

Известно пять классов иммуноглобулинов, отличающихся по строению тяжелых цепей, молекулярной массе, физико- химическим и биологическим характеристикам: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. В составе IgG выделяют 4 подкласса ( IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 ), в составе IgA- два подкласса (IgA1, IgA2 ).

Структурной единицей антител является мономер, состоящий из двух легких и двух тяжелых цепей. Мономерами являются IgG, IgA ( сывороточный), IgD и IgE. IgM- пентамер (полимерный Ig). У полимерных иммуноглобулинов имеется дополнительная j ( joint) полипептидная цепь, которая объединяет ( полимеризует) отдельные субъединицы (в составе пентамера IgM, ди- и тримера секреторного IgA).

Основные биологические характеристики антител.

1. Специфичность — способность взаимодействия с определенным (своим) антигеном (соответствие эпитопа антигена и активного центра антител).

2. Валентность- количество способных реагировать с антигеном активных центров ( это связано с молекулярной организацией- моно- или полимер). Иммуноглобулины могут быть двухвалентными ( IgG ) или поливалентными (пентамер IgM имеет 10 активных центров). Двух- и более валентные антитела навывают полными антителами. Неполные антитела имеют только один участвующий во взаимодействии с антигеном активный центр ( блокирующий эффект на иммунологические реакции, например, на агглютинационные тесты). Их выявляют в антиглобулиновой пробе Кумбса, реакции угнетения связывания комплемента.

3. Афинность — прочность связи между эпитопом антигена и активным центром антител, зависит от их пространственного соответствия.

4. Авидность — интегральная характеристика силы связи между антигеном и антителами, с учетом взаимодействия всех активных центров антител с эпитопами. Поскольку антигены часто поливалентны, связь между отдельными молекулами антигена осуществляется с помощью нескольких антител.

5. 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.

Понятие о поликлональных и моноклональных антителах будет дано в следующих разделах.

Характеристика основных классов иммуноглобулинов.

Ig G. Мономеры, включают четыре субкласса. Концентрация в крови- от 8 до 17 г/л, период полураспада- около 3- 4 недель. Это основной класс иммуноглобулинов, защищающих организм от бактерий, токсинов и вирусов. В наибольшем количестве IgG- антитела вырабатываются на стадии выздоровления после инфекционного заболевания (поздние или 7S антитела), при вторичном иммунном ответе. IgG1 и IgG4 специфически (через Fab- фрагменты) связывают возбудителей (опсонизация), благодаря Fc- фрагментам IgG взаимодействуют с Fc- рецепторам фагоцитов, способствуя фагоцитозу и лизису микроорганизмов. IgG способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент. Только IgG способны транспортироваться через плаценту от матери к плоду (проходить через плацентарный барьер) и обеспечивать защиту материнскими антителами плода и новорожденного. В отличие от IgM- антител, IgG- антитела относятся к категории поздних- появляются позже и более длительно выявляются в крови.

IgM.Молекула этого иммуноглобулина представляет собой полимерный Ig из пяти субъединиц, соединенных дисульфидными связями и дополнительной J- цепью, имеет 10 антиген- связывающих центров. Филогенетически это наиболее древний иммуноглобулин. IgM- наиболее ранний класс антител, образующихся при первичном попадании антигена в организм. Наличие IgM- антител к соответствующему возбудителю свидетельствует о свежем инфицировании (текущем инфекционном процессе). Антитела к антигенам грамотрицательных бактерий, жгутиковым антигенам- преимущественно IgM- антитела. IgM- основной класс иммуноглобулинов, синтезируемых у новорожденных и младенцев. IgM у новорожденных- это показатель внутриутробного заражения (краснуха, ЦМВ, токсоплазмоз и другие внутриутробные инфекции), поскольку материнские IgM через плаценту не проходят. Концентрация IgM в крови ниже, чем IgG- 0,5- 2,0 г/л, период полураспада- около недели. IgM способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент, активизировать фагоцитоз, связывать эндотоксины грамотрицательных бактерий. IgM обладают большей, чем IgG авидностью (10 активных центров), аффинность (сродство к антигену) меньше, чем у IgG.

IgA. Выделяют сывороточные IgA (мономер) и секреторные IgA (IgAs). Сывороточные IgA составляют 1,4- 4,2 г/л. Секреторные IgAs находятся в слюне, пищеварительных соках, секрете слизистой носа, в молозиве. Они являются первой линией защиты слизистых, обеспечивая их местный иммунитет. IgAs состоят из Ig мономера, J-цепи и гликопротеина (секреторного компонента). Выделяют два изотипа- IgA1 преобладает в сыворотке, субкласс IgA2 — в экстраваскулярных секретах.

Секреторный компонент вырабатывается эпителиальными клетками слизистых оболочек и присоединяется к молекуле IgA в момент прохождения последней через эпителиальные клетки. Секреторный компонент повышает устойчивость молекул IgAs к действию протеолитических ферментов. Основная роль IgA- обеспечение местного иммунитета слизистых. Они препятствуют прикреплению бактерий к слизистым, обеспечивают транспорт полимерных иммунных комплексов с IgA, нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и систему комплемента.

IgE. Представляет мономер, в сыворотке крови находится в низких концентрациях. Основная роль- своими Fc- фрагментами прикрепляется к тучным клеткам (мастоцитам) и базофилам и опосредует реакции гиперчувствительности немедленного типа. К IgE относятся “антитела аллергии”- реагины. Уровень IgE повышается при аллергических состояниях, гельминтозах. Антигенсвязывающие Fab- фрагменты молекулы IgE специфически взаимодействует с антигеном (аллергеном), сформировавшийся иммунный комплекс взаимодействует с рецепторами Fc- фрагментов IgE, встроенных в клеточную мембрану базофила или тучной клетки. Это является сигналом для выделения гистамина, других биологически активных веществ и развертывания острой аллергической реакции.

IgD.Мономеры IgD обнаруживают на поверхности развивающихся В- лимфоцитов, в сыворотке находятся в крайне низких концентрациях. Их биологическая роль точно не установлена. Полагают, что IgD участвуют в дифференциации В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа, участвуют в аутоиммунных процессах.

С целью определения концентраций иммуноглобулинов отдельных классов применяют несколько методов, чаще используют метод радиальной иммунодиффузии в геле (по Манчини)- разновидность реакции преципитации и ИФА.

Определение антител различных классов имеет важное значение для диагностики инфекционных заболеваний. Обнаружение антител к антигенам микроорганизмов в сыворотках крови- важный критерий при постановке диагноза- серологический метод диагностики. Антитела класса IgM появляются в остром периоде заболевания и относительно быстро исчезают, антитела класса IgG выявляются в более поздние сроки и более длительно (иногда- годами) сохраняются в сыворотках крови переболевших, их в этом случае называют анамнестическими антителами.

Выделяют понятия: титр антител, диагностический титр, исследования парных сывороток. Наибольшее значение имеет выявление IgM- антител и четырехкратное повышение титров антител (или сероконверсия- антитела выявляют во второй пробе при отрицательных результатах с первой сывороткой крови) при исследовании парных- взятых в динамике инфекционного процесса с интервалом в несколько дней- недель проб.

Реакции взаимодействия антител с возбудителями и их антигенами (реакция “антиген- антитело”) проявляется в виде ряда феноменов- агглютинации, преципитации, нейтрализации, лизиса, связывания комплемента, опсонизации, цитотоксичности и могут быть выявлены различными серологическими реакциями.

Динамика выработки антител. Первичный и вторичный иммунный ответ.

Первичный 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.

Роль антител в формировании иммунитета.

Антитела имеют важное значение в формировании приобретенного постинфекционного и поствакцинального иммунитета.

1. Связываясь с токсинами, антитела нейтрализуют их, обеспечивая антитоксический иммунитет.

2. Блокируя рецепторы вирусов, антитела препятствуют адсорбции вирусов на клетках, участвуют в противовирусном иммунитете.

3. Комплекс антиген- антитело запускает классический путь активации комплемента с его эффекторными функциями (лизис бактерий, опсонизация, воспаление, стимуляция макрофагов).

4. Антитела принимают участие в опсонизации бактерий, способствуя более эффективному фагоцитозу.

5. Антитела способствуют выведению из организма (с мочой, желчью) растворимых антигенов в виде циркулирующих иммунных комплексов.

IgG принадлежит наибольшая роль в антитоксическом иммунитете, IgM- в антимикробном иммунитете (фагоцитоз корпускулярных антигенов), особенно в отношении грамотрицательных бактерий, IgA- в противовирусном иммунитете (нейтрализация вирусов), IgAs- в местном иммунитете слизистых оболочек, IgE- в реакциях гиперчувствительности немедленного типа.

Антитела синтезируются

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *