Структура молекулы антитела. Константные и вариабельные участки легких и тяжелых полипептидных цепей, определяемые ими свойства антител. Классы и типы иммуноглобулинов.

Антитела являются уникальными сывороточными белками — глобулинами.

Совокупность сывороточных белков, обладающих свойствами антител, называют иммуноглобулинами и обозначают символом Ig.

Основная структурная единица молекулы иммуноглобулина состоит из двух идентичных полипептидных L-цепей и двух идентичных Н-цепей. Эти четыре цепи ковалентно связаны дисульфидными связями.

Существуют легкие цепи двух типов - каппа (х) и - лямбда (л).

Идентифицировано пять классов тяжелых цепей, их обозначают греческими буквами: альфа (а), гамма (у), эпсилон (е), мю (ц) и дельта (8). Соответственно обозначению тяжелой цепи обозначается и класс молекул иммуноглобулинов.

Для выяснения природы специфичности антител большое значение имело изучение аминокислотной последовательности L- и Н-цепей. Все легкие цепи состоят из двух почти равных областей, по 110—112 аминокислотных остатков каждая. Первые 110 (из 214—220) аминокислотных остатков очень изменчивы, т. е. составляют вариабельную (V) область, а остальные 110 остатков у данного вида всегда постоянны, составляя константную (С) область L-цепи. Тяжелая цепь также состоит из вариабельной области (Vн), включающей около 110 аминокислотных остатков, и константной части (Сн).

Существует пять различных классов иммуноглобулинов: IgG, IgМ, IgА, IgЕ, IgD Они различаются по молекулярной массе, содержанию углеводов, составу полипептидных цепей, коэффициентам седиментации и другим характеристикам.

11. Антитоксины, их свойства, механизм действия. Значение антитоксинов в формировании иммунитета. Получение и титрование антитоксических сывороток, применение в медицинской практике.

Экзотоксины являются сильными антигенами, а некоторые — даже суперантигенами. Они индуцируют образование в организме антител, т. е. антитоксинов, которые нейтрализуют их действие. При обработке формалином экзотоксины обезвреживаются и превращаются в анатоксины. Анатоксины лишены токсических свойств, но сохраняют свою способность индуцировать синтез антитоксинов, поэтому широко используются для создания искусственного иммунитета против дифтерии, столбняка, ботулизма и других заболеваний.

Реакция нейтрализации токсина антитоксином. Механизм. Способы постановки, применение.

В основе этой реакции лежит способность специфической антитоксической сыворотки нейтрализовать экзотоксин.

Антитела иммунной сыворотки способны нейтрализовать повреждающее действие микробов или их токсинов на чувствительные клетки и ткани, что связано с блокадой микробных антигенов антителами, т. е. их нейтрализацией.

Реакцию нейтрализации проводят путем введения смеси антиген—антитело животным или в чувствительные тест-объекты (культуру клеток, эмбрионы). При отсутствии у животных и тест-объектов повреждающего действия микроорганизмов или их антигенов, токсинов говорят о нейтрализующем действии иммунной сыворотки и, следовательно, о специфичности взаимодействия комплекса антиген—антитело.

Для проведения реакции исследуемый материал, в котором предполагается наличие экзотоксина, смешивают с антитоксической сывороткой, выдерживают в термостате и вводят животным (морским свин-кам, мышам). Контрольным животным вводят фильтрат исследуемого материала, не обработанный сывороткой. В том случае, если произойдет нейтрализация экзотоксина антитоксической сывороткой, животные опытной группы останутся живыми. Контрольные животные погибнут в результате действия экзотоксина.

12. Иммунитет. Выработка антител по типу первичного и вторичного иммунного ответа. Образование клеток иммунологической памяти.

Иммунитет – это способ защиты организма от генетически чужеродных веществ – антигенов экзогенного и эндогенного происхождения, направленный на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, биологической (антигенной) индивидуальности каждого организма и вида в целом.

Выработка антител по первичному и вторичному иммунному ответу.

Различают два варианта выдачи иммунного ответа в форме биосинтеза антител: первичный ответ — после первой встречи организма с данным антигеном, и вторичный ответ — при повторном контакте его с одним и тем же антигеном спустя 2—3 недели.

-Первичный иммунный ответ. 1) Биосинтез антител начинается не сразу после контакта с антигеном, а после некоторого латентного периода, продолжающегося 3—5 дней. В течение этого периода происходит процесс распознавания антигена и формирования клеток, которые способны синтезировать антитела к нему; 2) скорость синтеза антител относительно невелика; 3) титры синтезируемых антител не достигают максимальных значений; 4) первыми синтезируются антитела, относящиеся к иммуноглобулинам класса IgМ, затем IgG. Позже всех появляются, да и то не во всех случаях, IgА и IgЕ.

-Вторичный иммунный ответ.

1) Латентный период очень непродолжительный, в пределах нескольких часов;

2) кривая, характеризующая скорость накопления антител, идет значительно круче вверх, чем при первичном ответе, и имеет логарифмический характер;

3) титры антител достигают максимальных значений;

4) синтезируются сразу антитела, относящиеся к классу IgG.

Вторичный иммунный ответ обусловлен формированием клеток иммунной памяти.

Иммунная память на клеточном уровне — это результат генерации особых антиген- специфических популяций Т- и В-клеток памяти. Она проявляется как в отношении выработки антител, так и в отношении других форм иммунного ответа и может сохраняться долгое время.

Клетки памяти представляют собой ту часть Т- и В-антигенстимулированных лимфоцитов, которые после 2—3 делений переходят в покоящееся состояние и длительное время рециркулируют в организме.

Современные теории, объясняющие происхождение и специфичность антител. Клонально-селективная теория и ее основные предпосылки. Особенности генетического контроля биосинтеза антител.

Антитела являются уникальными сывороточными белками — глобулинами, которые вырабатываются в ответ на поступление в организм антигена и способны с ним специфически взаимодействовать. Совокупность сывороточных белков, обладающих свойствами антител, называют иммуноглобулинами и обозначают символом Ig

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

Антитела — это белки, а синтез каждого белка запрограммирован соответствующим геном.

Схематически полный ген L-цепи иммуноглобулинов: L (область, коди рующая лидерный пептид, необходимый для секреции иммуноглобулинов из клетки) — интрон — V-ген — интрон -J-ген — интрон — С-ген.

Схематически полный ген Н-цепи иммуноглобулинов: L-ген — интрон — V-ген — интрон — D-ген — интрон — J-ген — интрон — С-ген.

Точки объединения зародышевых генов строго не фиксированы. Это увеличивает количество возможных вариантов полипептидных цепей, а в том случае, когда они участвуют в формировании активных центров, то и их разнообразия. Кроме того, в период созревания В-лимфоцитов в V-генах происходят точечные соматические мутации, которые окончательно подгоняют структуру активного центра антитела к структуре детерминанта антигена. Считается, что общее количество вариантов антител возрастает за счет неточности сплайсинга и соматических мутаций еще в 100 раз и составляет около 2 млрд:

Таким образом, приобретенный иммунитет может быть обеспечен к любому возбудителю, к любому возможному чужеродному антигену. Решающий вклад в обеспечение многообразия иммуноглобулинов (специфичности антител) вносят следующие механизмы:

1. наличие множества зародышевых генов иммуноглобулинов;

2. внутригенные рекомбинации, обусловленные экзон-интронной структурой V-, D-, J-, С-генов;

3. ассоциация различных L-цепей с различными Н-цепями;

4. неточность сплайсинга;

соматические мутации V-генов в зрелых В-лимфоцитах.