Защитная роль иммуноглобулинов разных классов

1. По своему химическому строению иммуноглобулины — это глико-протеиды.

По физико-химическим и антигенным свойствам иммуноглобули­ны делятся на классы: G, M,A, E, D.

Молекула иммуноглобулина G построена из 2 тяжелых (Н-цепей) и 2 легких полипептидных цепей (L-цепей).

Каждая полипептидная цепь состоит из вариабельной (V), ста­бильной (константной, С) и так называемой шарнирной частей.

Тяжелые цепи иммуноглобулинов разных классов построены из разных полипептидов (гамма-, мю-, альфа-, дельта-, эпсилон-пептидов) и потому являются разными антигенами.

Легкие цепи представлены 2 типами полипептидов — каппа- и лямбда-пептидами.

Вариабельные участки значительно короче константных участ­ков. Каждая пара легких и тяжелых полипептидных цепей в их С-частях, а также тяжелые цепи между собой связаны дисуль-фидными мостиками.

Ни тяжелые, ни легкие цепи свойствами антител (взаимодей­ствие с гаптенами) не обладают. При гидролизе папаином мо­лекула иммуноглобулина G распадается на 3 фрагмента — 2 Fab-фрагмента и F_с-фрагмент.

Последний представляет собой остатки тяжелых цепей, их константные части. Он не обладает свойством антитела (не взаимодействует сантигеном), но обладает сродством к ком­плементу, способен фиксировать и активировать его. В связи с этим фрагмент и обозначается как F_с-фрагмент (фрагмент комплемента). Этот же F_с-фрагмент обеспечивает прохождение иммуноглобулинов G через гематоэнцефалический или плацен­тарный барьеры.

Два других фрагмента иммуноглобулина G представляют собой остатки тяжелой и легкой цепи с их вариабельными частями. Они идентичны друг другу и обладают свойством антител (взаимодействуют с антигеном), в связи с этим эти фрагменты иобозначаются как F_ab,-(фрагмент-антитело).

Поскольку ни тяжелые, ни легкие цепи не обладают свойством антитела, но оно выявляется у F_аь-фрагментов, очевидно, что за взаимодействие с антигеном ответственны именно вариа­бельные части тяжелых и легких цепей. Они формируют уни­кальную по строению и пространственной организации струк­туру — активный центр антитела. Каждый активный центр любого иммуноглобулина соответствует детерминантной груп­пе соответствующего антигена как "ключ замку.

Молекула иммуноглобулина G имеет 2 активных центра. По­скольку строение активных центров иммуноглобулинов одного

класса, но разной специфичности неодинаково, то эти молеку­лы (антитела одного класса, но разной специфичности) явля­ются разными антителами. Эти различия обозначаются как идиотипические различия иммуноглобулинов, или идиотипы.

Молекулы иммуноглобулинов других классов построены по тому же принципу, что и IgG, т. е. из мономеров, имеющих 2 тяже­лых и 2 легких цепи, но иммуноглобулины класса М являются пентамерами (построены из 5 таких мономеров), а иммуногло­булины класса А — димерами или тетрамерами.

Количество мономеров, входящих в состав молекулы того или иного класса иммуноглобулина, определяет ее молекулярную массу. Самые тяжелые — это IgM, самые легкие — IgG, вслед­ствие чего они и проходят через плаценту.

Очевидно также то, что иммуноглобулины разных классов имеют разное число активных центров: у IgG их 2, а у IgM — 10. В связи с этим они способны связать разное число молекул антигена, и скорость этого связывания будет различной.

Скорость связывания иммуноглобулинов с антигеном — это их авидность.

Прочность этой связи обозначают как аффинитет.

IgM высокоавидны, но низкоафинны, IgG — наоборот, низко-авидны, но высокоафинны.

Если в молекуле антитела функционирует лишь один актив­ный центр, она может связаться лишь с одной антигенной де-терминантой без последующего образования сетевой структуры комплексов антиген — антитело. Такие антитела называются неполными. Они не дают видимых на глаз реакций, но тормозят реакцию антигена с полными антителами.

Неполные антитела играют важную роль в развитии резус-конфликта, аутоиммунных заболеваний (коллагенозы) и др. и выявляются с помощью реакции Кумбса (антиглобулиновый тест).

2. Защитная роль иммуноглобулинов разных классов также не одинакова.

Иммуноглобулины класса Е (реагины) реализуют развитие ал­лергических реакций немедленного типа (гиперчувствитель­ность немедленного типа - ГНТ). К F_аЬ-фрагментам фиксиро­ванных в тканях реагинов (F_с-фрагмент связан с рецепторами тканевых базофилов) присоединяются поступающие в орга­низм аллергены (антигены), что приводит к освобождению биологически активных веществ, запускающих развитие аллер­гических реакций. При аллергических реакциях тканевые базо-филы повреждаются комплексом антиген — антитело и выде­ляют гранулы, содержащие гистамин и другие биологически активные вещества.

Иммуноглобулины класса А могут быть:

• сывороточными (синтезируются в плазматических клетках селе­зенки, лимфатических узлов, имеют мономерную и димерную структуру молекулы и составляют 80% содержащегося в сыво­ротке IgA);

• секреторными (синтезируются в лимфатических элементах сли­зистых оболочек).

Последние отличаются наличием секреторного компонента (бета-глобулина), присоединяющегося к молекуле иммуногло­булина при его прохождении через эпителиальные клетки сли­зистой.

Секреторные иммуноглобулины играют существенную роль в ме­стном иммунитете, препятствуя адгезии микроорганизмов на слизистых оболочках, стимулируют фагоцитоз и активируют комплемент, могут проникать в слюну, молозиво.

Иммуноглобулины класса М первыми синтезируют в ответ на антигенное раздражение. Они способны связывать большое количество антигенов и играют важную роль в формировании антибактериального и антитоксического иммунитета. Большую часть сывороточных антител составляют иммуноглобу­лины класса G, на долю которых приходится до 80% всех им­муноглобулинов. Они образуются на высоте первичного и вто­ричного иммунного ответа и определяют напряженность имму­нитета против бактерий и вирусов. Кроме того, они способны проникать через плацентарный и гематоэнцефалический барьер. Иммуноглобулины класса D, в отличие от иммуноглобулинов других классов, содержат N-ацетилгалактозоамин и неспособны фиксировать комплемент. Уровень IgD повышается при мие-ломной болезни и хронических воспалительных процессах.

Вопрос 32. Иммунный статус

1. Понятие об иммунном статусе

2. Первичные иммунодефицитные состояния

3. Вторичные иммунодефицитные состояния

4. Методы оценки иммунного статуса

1. Состояние функциональной активности иммунной системы чело­века в целом имеет жизненно важное значение для организма и обозначается понятием "иммунный статус".

Иммунный статус — это количественная и качественная харак­теристика состояния функциональной активности органов им­мунной системы и некоторых неспецифических механизмов про-тивомикробной защиты.

Нарушения иммунного статуса и способности к нормальному иммунному ответу на разные антигены называют иммунодефи-цитными состояниями (иммунодефицитами), которые делятся.

• на первичные (врожденные, наследственные);

• вторичные (приобретенные).

2. Первичный иммунодефицит человека— генетически обусловлен­ная неспособность организма реализовать то или иное звено им­мунитета. Проявляются вскоре после рождения, наследуются, как правило, по рецессивному типу.

Первичные иммунодефицитные состояния могут выражаться в поражениях В- и Т-системы иммунитета и вспомогательных клеток (антителообразование и клеточные формы) иммунного ответа, а могут быть и комбинированными, но все они назы­ваются специфическими, в отличие от наследственно обуслов­ленных дефектов неспецифических факторов защиты — фаго­цитоза, системы комплемента и др.

Наиболее характерным клиническим проявлением первичных иммунодефицитных состояний являются рецидивирующие ин­фекции верхних дыхательных путей и пищеварительного трак­та, пиодермии, артриты, остеомиелиты.

При недостаточности гуморального иммунитета преобладают бактериальные инфекции; при недостаточности клеточного — вирусные и грибковые.

3. Вторичные иммунодефицитные состояния возникают как след­ствие нарушений иммунорегуляции и других патологических про­цессов, сопровождаются лимфопенией и гипогаммаглобулинемией.

Вторичные иммунодефициты связаны со следующими обстоя­тельствами:

• перенесенными инфекционными заболеваниями (корь, грипп, проказа, кандидоз);

• соматическими (с нефротическим синдромом);

• онкологическими (опухоли лимфоретикулярной природы) за­болеваниями;

• ожогами;

• тяжелыми травмами;

• обширными хирургическими вмешательствами;

• некоторыми лечебными воздействиями (рентгеновское облуче­ние, лучевая терапия опухолей, терапия кортикостероидами, цитостатиками и иммунодепрессантами при трансплантации тканей и органов, тимэктомия, спленэктомия и др.).

При хроническом лимфолейкозе, миеломе, макроглобулине -мии и заболеваниях, сопровождающихся потерей белка, пре­имущественно страдает В-система иммунитета.

При лимфогранулематозе, болезни Ходжкина, проказе, вирус­ных инфекциях — Т-система.

Старость представляет собой выраженный Т-иммунодефицит.

4. Для выявления иммунодефицитных состояний возникает необхо­димость оценки показателей функциональной активности им­мунной системы, т. е. иммунного статуса. Оценка иммунного статуса слагается из нескольких этапов:

• клинико-лабораторного, который включает в себя:

• сбор и оценку иммунологического анамнеза (частота ин­фекционных заболеваний, характер их течения, выражен­ность температурной реакции, наличие очагов хронической инфекции, реакции на вакцинации или введение лекарст­венных средств);

• оценку результатов общего клинического анализа крови (содержание гранулоцитов, моноцитов, лимфоцитов);

• выявление с помощью бактериологических, вирусологиче­ских и/или серологических исследований бактерионоси­тельства и вирусоносительства;

• лабораторно-иммунологического. На этом этапе в иммунологи­ческой лаборатории проводятся исследования, целью которых, собственно, и является качественная и количественная оценка функциональной активности иммунной системы (иммуннокомпетентных клеток). Для этого разработан ряд (набор) тес­тов, которые делят на тесты 1-го (ориентировочного) и 2-го (аналитического) уровней.

Тесты 1-го уровня являются ориентировочными и позволяют выявить грубые нарушения деятельности иммунной системы.

Они включают в себя определение:

• общего и относительного числа лимфоцитов;

• основных субпопуляций (Т- и В-клетки);

• фагоцитарной активности лейкоцитов;

• концентрации иммуноглобулинов разных классов в сыворотке крови.

Общее (абсолютное) и относительное число лимфоцитов опре­деляют по данным клинического анализа крови. Содержание Т- и В-лимфоцитов подсчитывают в реакции иммунофлюорес-ценции, используя меченые моноклональные флюоресцирую­щие сыворотки к специфическим поверхностным антигенным маркерам, обозначаемым символами CD (claster differentiation). Таких антигенных маркеров известно несколько десятков, но отдельные из них характерны для того или иного типа клеток:

• рецептор CD3 — всех Т-лимфоцитов;

• рецепторы CD19, 20, 21, 72 - В-лимфоцитов;

• рецепторы CD4 — Т-хелперы;

• рецепторы CD8 — Т-супрессоры;

• рецепторы CD16 — NK-клетки (натуральные киллеры).

Более доступным и простым, но менее точным и устаревшим является метод розеткообразования. Он основан на том, что В-лимфоциты могут адсорбировать на своей поверхности эрит­роциты мышей, а Т-лимфоциты — эритроциты барана (их также могут образовывать NK-клетки). Лимфоцит с прилип­шими к нему эритроцитами — это и есть розетка, их подсчи­тывают в окрашенных по Романовскому-Гимзе мазках из смеси лимфоцитов и соответствующих эритроцитов.

Для оценки фагоцитарной активности нейтрофилов крови оп­ределяют процент фагоцитирующих клеток и фагоцитарный по­казатель (среднее количество микробных клеток, поглощен­ных одним лейкоцитом).

Концентрацию (уровень) иммуноглобулинов разных классов G, М, А и Е в сыворотке крови определяют в реакции преципитащи в геле {радиальная иммунодиффузия по Манчини) с анти-глобулиновыми сыворотками к IgG, IgM, IgA, IgE, но этот метод дает достаточно большую ошибку при определении: ± 15%.

Тесты 2-го уровня позволяют провести более глубокий анализ состояния иммунной системы и уточнить характер дефектов, выявленных с помощью тестов 1-го уровня. К ним относятся, например, определение отдельных субклассов иммуноглобули­нов (особенно IgG, секреторного IgA) и В-лимфоцитов, регу-ляторных и эффекторных клеток.

Кроме того, с помощью иммуноферментных и радиоиммунных методов можно определить концентрации отдельных цитоки-нов — главных регуляторных молекул, определяющих тип им­мунного ответа.

Например, интерлейкин-2 является обязательным компонентом иммун-I ного ответа на любые антигены, в том числе микробные, так как • обеспечивает пролиферацию и дифференцировку Т-лимфоцитов.