Антитела

План

 

 

 

1. Введение.Антитела.

 

2. Строение иммуноглобулинов.

 

3. Функции иммуноглобулинов.

 

4. Иммунодиагностические реакции.

 

5. Иммунобиологические препараты.

 

6. Литература.

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                       

                                                                                                                                                                                                   

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 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.

Строение антител

 

Антитела являются относительно крупными (~150 кДа — IgG) гликопротеинами, имеющими сложное строение. Р.Портер и Д.Эдельман установили  строение молекулы иммуноглобулинов.По их данным,молекулы иммуноглобулинов всех пяти классов состоят из полипептижных цепей: двух одинаковых тяжелых цепей Н и двух одинаковых легких цепей L,соединенных между собой дисульфидными мостиками.Соответственно каждому классу иммуноглобулинов ,т.е  M,G,A,E,D.

 

 

 

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).

Функции антител.

 

Первичная функция антител сосотоит во взаимодействии их активных центров с комплементарными им детерминантами антигенов.Вторичная функция антител состоит в их способности:

• Связывать антиген в целях нейтрализации и элиминации из оорганизма, т.е принимать участие в формировании  защиты от антигена;
• Участвовать в распознавании  ``ЧУЖОГО`` антигена;
• Обеспечить кооперацию иммуннокомпетентных клеток(маккрофагов, Т- и В-лимфоцитов);
• Участвовать в различных формах иммунного ответа(фагоцитоз,киллерная функция,ГНТ,ГЗТ, иммунологическая толерантность,иммунологическая память;

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.

 

 

 

 

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 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 состоит из целой L-цепи и N-концевой половины H-цепи, соединённых между собой дисульфидной связью, тогда как FC-фрагмент  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. IgG –является единственным Ig ,который проходит транспланцентарно.

 

• IgM представляют собой пентамер основной четырехцепочечной единицы.Появляются при первичном иммунном ответе B лимфоцитами на неизвестный антиген, составляют до 10 % фракции иммуноглобулинов. Являются наиболее крупными иммуноглобулинами.Содержат 10-12 % углеводов. Образование IgM происходит ещё в пре-B-лимфоцитах, в которых первично синтезируются из μ-цепи.

 

 

 

 

 

• IgA сывороточный IgA составляет 15-20 % всей фракции иммуноглобулинов, при этом 80 % молекул IgA представлено в мономерной форме у человека.Содержится в серозно-слизистых секретах (например в слюне, слезах, молозиве, молоке, отделяемом слизистой оболочки мочеполовой и респираторной системы). Содержит 10-12 % углеводов.

 

• 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.

 

• 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 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).

Иммунодиагностические реакции (реакции антиген - антитело)

 

Иммунные реакции используют при  диагностических и иммунологических исследованиях у больных и  здоровых животных. С этой целью  применяют серологические методы (от лат serum - сыворотка и logos - учение), т. е. методы изучения антител и антигенов с помощью реакций антиген - антитело, определяемых в сыворотке крови и других жидкостях, а также тканях организма.Обнаружение в сыворотке крови больного антител против антигенов возбудителя позволяет поставить диагноз болезни.

 

 

 

Серологические исследования применяют  также для идентификации антигенов  микробов, различных биологически активных веществ, групп крови, тканевых и  опухолевых антигенов, иммунных комплексов, рецепторов кшеток и др.

 При выделении микроба от  больного проводят идентификацию  возбудителя путем изучения его  антигенных свойств с помощью  иммунных диагностических сывороток,  т. е. сывороток крови гипериммунизированных животных, содержащих специфические антитела. Это, так называемая, серологическая идентификация микроорганизмов.

• реакция агглютинации (РА);
• реакция непрямой (пассивной) гемагглютинации [РНГА (РПГА)];
• реакция коагглютинации (РКА);
• реакция преципитации (РП);
• реакция нейтрализации (РН);
• реакция связывания комплемента (РСК);
• реакция радиального гемолиза (РРГ);
• реакция иммуноприлипания (РИП);
• реакция иммунофлюоресценции (РИФ);
• иммуноферментный анализ (ИФА);
• радиоиммунный анализ (РИА);
• иммуноблоттинг (ИБ);
• иммунная электронная микроскопия (ИЭМ).

 

• Реакция агглютинации (от лат. agglutinatio - склеивание) - склеивание корпускул (бактерий, эритроцитов и др.) антителами в присутствии электролитов - натрия хлорида. Реакция агглютинации проявляется в виде хлопьев или осадка, состоящих из корпускул (например, бактерий), "склеенных" антителами.РА используют для:

• Определения возбудителя, выделенного от больного животного.
• Определения антител в сыворотке крови больного животного.

 

 

 

 

 

• В РНГА выявляют антитела сыворотки крови с помощью антигенного эритроцитарного диагностикума, который представляет собой эритроциты с адсорбированными на них антигенами.

 

• Реакцию коагглютинации применяют для определения антигенов с помощью антител, адсорбированных на белке А клеток стафилококка (антительный диагностикум).

 

• Реакция преципитации - РП (от лат praecipilo осаждать) - это формирование и осаждение комплекса растворимого молекулярного антигена с антителами в виде помутнения, называемого преципитатом. Он образуется при смешивании антигенов и антител в эквивалентных количествах, избыток одного из них снижает уровень образования иммунного комплекса.

 

 

• Реакцию преципитации ставят в пробирках (реакция кольцепреципитации), в гелях, питательных средах и др. Широкое распространение получили разновидности реакции преципитации в полужидком геле агара или агарозы двойная иммунодиффузия по Оухтерлони, радиапьная иммунодиффузия, иммуноэпектрофорез и др.

 

• Антитела иммунной сыворотки способны нейтрализовать повреждающее действие микробов или их токсинов на чувствительные кшетки и ткани, что связано с блокадой микробных антигенов антителами, т.е. их нейтрализацией.Реакцию нейтрализации (РН) 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.

 

 

• Реакция связывания комплемента (РСК) заключается в том, что при соответствии друг другу антигенов и антител они образуют иммунный комплекс, к которому через Fc-фрагмент антител присоединяется комплемент (С), те происходит связывание комплемента комплексом антиген - антитело. Если же комплекс антиген - антитело не образуется, то комплемент остается свободным.

 

• Реакцию радиального гемолиза (РРГ) ставят в лунках геля из агара, содержащего эритроциты барана и комплемент. После внесения в лунки геля гемолитической сыворотки (антител против эритроцитов барана) вокруг них, в результате радиальной диффузии антител, образуется зона гемолиза. Таким образом можно определить активность комплемента и гемолитической сыворотки, а также антитела в сыворотке крови у больных. Для этого на эритроцитах адсорбируют соответствующие антигены вируса, а в лунки геля, содержащего данные эритроциты, добавляют сыворотку крови больного. Противовирусные антитела взаимодействуют с вирусными антигенами, адсорбированными на эритроцитах, после чего к этому комплексу присоединяются компоненты комплемента, вызывая

гемолиз.

 

• РИФ (метод Кунса) Реакция Кунса является методом экспресс-диагностики для выявления антигенов микробов или определения

антител.

 

• Иммунофериентный анализ, или метод (ИФА) - выявление антигенов с помощью соответствующих им антител, конъюгированных с ферментом-меткой. ИФА применяют для диагностики вирусных, бактериальных и паразитарных болезней, в частности для диагностики сальмонеллеза, микоплазмозов и др., а также определения гормонов, ферментов, лекарственных препаратов и других биологически

активных веществ.

 

 

 

• Радиоиммунный метод, или анализ (РИА), - высокочувствительный метод, основанный на реакции антиген - антитело с применением

антигенов или антител, меченных радионуклидом.

Иммунобиологические препараты.

 

Иммунопрофилактика - метод индивидуальной или массовой защиты населения от инфекционных заболеваний путем  создания или усиления искусственного иммунитета.

Иммунобиологические препараты - это  лекарственные препараты, действующие  вещества которых имеют биологическое  происхождение (или есть искусственно синтезированными аналогами природных  веществ) и предназначены для  проведения специфической профилактики (иммунопрофилактики), диагностики  и лечения (иммунотерапии) инфекционных или аллергических заболеваний.

Препараты могут получать путем: культивирование  штаммов микроорганизмов и клеток эукариот, экстракции веществ из биологических  тканей и крови, включая ткани  и кровь человека, животных и растений, применение технологии рекомбинантной ДНК, гибридомной технологии, репродукции живых агентов в эмбрионах или организме животных.

Виды препаратов:

· профилактические и лечебные препараты  микробного происхождения (вакцины, бактериофаги, эубиотики, анатоксины);