План
- Введение.Антитела.
- Строение иммуноглобулинов.
- Функции иммуноглобулинов.
- Иммунодиагностические реакции.
- Иммунобиологические препараты.
- 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);