Antitijela i antitoksini obavljaju sljedeću funkciju. Antitijela: podjela i funkcije. Kako se proizvode antitijela?

Antitijela(imunoglobulini, IG, Ig) su topljivi glikoproteini prisutni u krvnom serumu, tkivnoj tekućini ili na staničnoj membrani koji prepoznaju i vežu antigene. Imunoglobuline sintetiziraju B limfociti (plazma stanice) kao odgovor na strane tvari određene strukture – antigene. Imunološki sustav koristi protutijela za prepoznavanje i neutraliziranje stranih tijela – poput bakterija i virusa.

Antitijela obavljaju dvije funkcije: funkciju vezanja antigena i funkciju efektora (na primjer, pokreću klasičnu shemu aktivacije komplementa i vežu se na stanice), najvažniji su čimbenik specifičnog humoralnog imuniteta, a sastoje se od dva laka lanca i dva teški lanci. Kod sisavaca postoji pet klasa imunoglobulina - IgG, IgA, IgM, IgD, IgE, koji se razlikuju po strukturi i sastavu aminokiselina teških lanaca. Imunoglobulini se izražavaju kao membranski vezani receptori na površini B stanica i kao topljive molekule prisutne u serumu i tkivnoj tekućini.

Struktura antitijela

Antitijela su relativno veliki (~150 kDa - IgG) glikoproteini složene strukture. Sastoje se od dva identična teška lanca (H-lanci, koji se pak sastoje od VH, CH1, zglobnih, CH2 i CH3 domena) i dva identična laka lanca (L-lanci, koji se sastoje od VL i CL domena). Oligosaharidi su kovalentno vezani za teške lance. Pomoću papain proteaze antitijela se mogu cijepati na dva Fab (engl. fragment antigen binding – fragment koji veže antigen) i jedan Fc (engl. fragment crystallizable – fragment sposoban za kristalizaciju). Ovisno o klasi i funkcijama koje obavljaju, protutijela mogu postojati u monomernom obliku (IgG, IgD, IgE, serumski IgA) iu oligomernom obliku (dimer-sekretorni IgA, pentamer - IgM). Ukupno postoji pet tipova teških lanaca (α-, γ-, δ-, ε- i μ-lanci) i dva tipa lakih lanaca (κ-lanac i λ-lanac).

Vrste antitijela:

IgG je glavni imunoglobulin u serumu zdrave osobe (čini 70-75% ukupne frakcije imunoglobulina), najaktivniji u sekundarnom imunološkom odgovoru i antitoksičnom imunitetu. Zbog svoje male veličine (koeficijent sedimentacije 7S, molekularna težina 146 kDa) jedina je frakcija imunoglobulina sposobna za transport kroz placentarnu barijeru i time osigurava imunitet fetusu i novorođenčetu.
IgM su pentamer osnovne četverolančane jedinice koja sadrži dva μ lanca. Javljaju se tijekom primarnog imunološkog odgovora na nepoznati antigen i čine do 10% imunoglobulinske frakcije. Oni su najveći imunoglobulini (970 kDa).
IgA IgA u serumu čini 15-20% ukupne frakcije imunoglobulina, pri čemu je 80% molekula IgA prisutno u monomernom obliku kod ljudi. Sekretorni IgA predstavljen je u dimernom obliku u složenoj sekretornoj komponenti, koja se nalazi u serozno-mukoznim sekretima (na primjer, u slini, kolostrumu, mlijeku, sekretima sluznice genitourinarnog i dišnog sustava).
IG dčini manje od jedan posto frakcije imunoglobulina u plazmi i nalazi se uglavnom na membrani nekih B limfocita. Funkcije nisu u potpunosti shvaćene; pretpostavlja se da je to antigenski receptor za B-limfocite koji se još nisu predstavili antigenu.
IgE povezan s membranama bazofila i mastocita, u slobodnom obliku u plazmi je gotovo odsutan. Povezano s alergijskim reakcijama.

Funkcije antitijela

Imunoglobulini svih izotipova su bifunkcionalni. To znači da imunoglobulin bilo koje vrste prepoznaje i veže antigen, a zatim pojačava ubijanje i/ili uklanjanje imunoloških kompleksa nastalih kao rezultat aktivacije efektorskih mehanizama. Jedna regija molekule protutijela (Fab) određuje njegovu antigensku specifičnost, a druga (Fc) obavlja efektorske funkcije: vezanje na receptore koji se eksprimiraju na tjelesnim stanicama (na primjer, fagociti); vezanje na prvu komponentu (C1q) sustava komplementa za početak klasičnog puta kaskade komplementa.

Kako se proizvode antitijela?

Stvaranje antitijela kao odgovor na ulazak antigena u tijelo ovisi o tome susreće li se tijelo s tim antigenom prvi put ili opetovano. Pri prvom susretu antitijela se ne pojavljuju odmah, već nakon nekoliko dana, pri čemu se prvo stvaraju antitijela IgM, a zatim počinju prevladavati IgG antitijela. Količina antitijela u krvi dostiže vrhunac za otprilike tjedan dana, a zatim se njihov broj polako smanjuje. Kada antigen ponovno uđe u tijelo, proizvodnja antitijela se odvija brže iu većem volumenu, a IgG antitijela se odmah stvaraju. Imunološki sustav je sposoban jako dugo pamtiti svoje susrete s određenim antigenima; to objašnjava, na primjer, cjeloživotnu imunost na boginje ili dječje infekcije.

Reakcija antigen-antitijelo

Kao rezultat reakcije antigen-antitijelo, u gelu se formiraju precipitacijske linije, prema kojima se može prosuditi o broju reagirajućih komponenti, imunološkom odnosu antigena i njihovoj elektroforetskoj pokretljivosti. Protutijela se mogu detektirati u makroskopskoj reakciji aglutinacije pomoću čestica napunjenih antigenom. Na temelju interakcije obilježenih antigena i protutijela razvijene su brojne varijante imunološke analize. Kao oznake koriste se radioaktivni izotopi i enzimi.

Kako antitijela neutraliziraju toksine?

Molekula protutijela, pričvrstivši se u blizini aktivnog središta toksina, može stereokemijski blokirati njegovu interakciju sa supstratom, posebice onom makromolekularnom. U kompleksu s protutijelima, toksin gubi sposobnost difuzije u tkivima i može postati predmetom fagocitoze, osobito ako se veličina kompleksa povećava kao rezultat vezanja na normalna autoantitijela.

Zaštitni učinak serumskih protutijela

Protutijela neutraliziraju viruse na različite načine - na primjer, stereokemijskom inhibicijom vezanja virusa na stanični receptor i time sprječavaju njegov ulazak u stanicu i naknadnu replikaciju. Ilustracija ovog mehanizma je zaštitni učinak koji pokazuju protutijela specifična za hemaglutinin virusa influence. Antitijela na hemaglutinin virusa ospica također sprječavaju njegov prodor u stanicu, ali međustanično širenje virusa blokiraju antitijela na fuzijski protein citoplazmatskih membrana susjednih stanica.

Protutijela mogu izravno uništiti virusne čestice aktiviranjem komplementa klasičnim putem ili uzrokujući agregaciju virusa nakon koje slijedi fagocitoza i unutarstanična smrt. Čak i relativno niske koncentracije protutijela u krvi mogu biti učinkovite: na primjer, moguće je zaštititi primatelje od infekcije dječjom paralizom davanjem antivirusnih protutijela ili spriječiti ospice kod djece koja su bila u kontaktu s bolesnicima profilaktičkim davanjem normalne ljudske gama globulin.

Majčinska antitijela

U prvim mjesecima života, kada djetetov vlastiti limfni sustav još nije dovoljno razvijen, zaštitu od infekcija osiguravaju majčina antitijela koja prodiru kroz placentu ili dolaze s kolostrumom i apsorbiraju se u crijevima. Glavna klasa mliječnih imunoglobulina je sekretorni imunoglobulin A. Ne apsorbira se u crijevima, ali ostaje ovdje, štiteći sluznicu. Začuđujuće je da su ta antitijela usmjerena na bakterijske i virusne antigene koji se često nalaze u crijevima. Osim toga, vjeruje se da stanice koje proizvode imunoglobulin A na takve antigene migriraju u tkivo dojke, odakle antitijela koja proizvode ulaze u mlijeko.

ANTITOKSINI(grč. anti- protiv + toksini) - specifična protutijela koja se stvaraju u ljudskom i životinjskom tijelu pod utjecajem toksina (anatoksina) mikroba, biljnih i životinjskih otrova, koja imaju sposobnost neutralizirati njihova toksična svojstva.

Antitoksini su jedan od čimbenika imuniteta (vidi) i igraju glavnu zaštitnu ulogu u toksinemijskim infekcijama (tetanus, difterija, botulizam, plinska gangrena, neke streptokokne i stafilokokne bolesti itd.).

Godine 1890. Behring i Kitasato (E. Behring, S. Kitasato) prvi su primijetili da su serumi životinja koje su opetovano primale nesmrtonosne doze toksina difterije i tetanusa stekli sposobnost neutralizacije ovih toksina (vidi). U Pasteurovu institutu u Parizu E. Roux je 1894. godine dobio prvi antitoksični serum protiv difterije, koji je prvi uveo u širu praksu. Antitoksični serum protiv plinske gangrene dobio je M. Weinberg 1915. imunizacijom životinja sve većim dozama žive kulture. Nakon što je 1923. G. Ramon otkrio toksoide, dobivanje antitoksina ne nailazi na velike poteškoće.

U organizmu u prirodnim uvjetima antitoksini nastaju kao posljedica toksinemijske infekcije ili kao posljedica nošenja toksigenih mikroorganizama, nalaze se u krvnom serumu i mogu osigurati otpornost na toksinemijske infekcije.

Antitoksični imunitet može se stvoriti i umjetno: aktivnom imunizacijom toksoidom ili davanjem antitoksičnog seruma (pasivni imunitet). Tijekom primarne imunizacije toksoidom brzina stvaranja antitoksina ovisi o osjetljivosti imuniziranog, o dozi i kvaliteti toksoida, o intervalima i brzini resorpcije antigena u organizmu. Kod imunizacije sorbiranim ili precipitiranim toksoidima koji se koriste u nast, vrijeme, pojava i akumulacija antitoksina u krvi odvija se sporije nego kod imunizacije istim dozama nesorbiranih toksoida, ali su titri antitoksina mnogo viši i detektiraju se tijekom dužeg vremena. razdoblje. Nakon primarne imunizacije “imunološka memorija” u tijelu za stvaranje antitoksina traje neograničeno, do 25 godina, a moguće i cijeli život. Tijekom revakcinacije vrlo brzo dolazi do stvaranja antitoksina u tijelu. Već 2. dan nakon revakcinacije otkrivaju se značajne količine antitoksina, čiji titri nastavljaju rasti sljedećih 10-12 dana. Brza proizvodnja antitoksina tijekom revakcinacije od velike je praktične važnosti u prevenciji tetanusa i drugih toksinemičnih infekcija. Kako bi se spriječio neonatalni tetanus, trudnice se imuniziraju i revakciniraju tetanusnim toksoidom. Nastali antitoksini imaju sposobnost prolaska kroz placentu u fetus i također se prenose na novorođenče putem majčinog mlijeka.

Antitoksični serumi dobivaju se imunizacijom konja i goveda rastućim dozama toksoida, a potom i odgovarajućim toksinima. Stvaranje antitoksina kod životinja se javlja intenzivnije kada se koriste precipitirani antigeni - 1% kalcijev klorid ili 0,5% kalij-aluminij stipsa. Za povećanje titra antitoksina u proizvodnih konja koriste se različiti stimulansi (vidi Adjuvansi).

Sovjetski znanstvenici (O. A. Komkova, K. I. Matveev, 1943., 1959.) razvili su metodu za dobivanje polivalentnih antigangrenoznih (Cl. perfrin-gens, Cl. oedematiens, Cl. septicum) i antibotulinskih antitoksina tipa A, B, C i E. od jednog proizvođača. U tom slučaju, konj je imuniziran malim dozama nekoliko antigena. Ova metoda je našla široku primjenu u praksi proizvodnje polivalentnih antigangrenoznih i antibotulinskih seruma od jednog proizvođača sa zadovoljavajućim titrom svih antitoksina.

Antitoksini konjskog seruma protiv difterije i protiv tetanusa uglavnom su sadržani u γ1-, γ2-, β2-frakcijama globulina.

Antitoksini se u praktičnoj medicini koriste za prevenciju i liječenje difterije, tetanusa i botulizma. Uz pomoć antitoksina moguće je kod ljudi stvoriti pasivni imunitet takvog intenziteta da štiti od bolesti ako uzročnik ili otrov uđe u organizam, kao što je slučaj kod botulizma. Djeci koja su bila u kontaktu s nekim oboljelim od difterije daju se antitoksini za prevenciju difterije. U slučaju ozljede, djeci i odraslima koji nisu cijepljeni protiv tetanusa daje se serum protiv tetanusa. Kada se otkriju slučajevi botulizma, svim osobama koje su jele proizvod koji je uzrokovao bolest preventivno se daje polivalentni antibotulinski serum.

Za postizanje terapijskog učinka vrlo je važna rana primjena antitoksina koji može neutralizirati toksin koji cirkulira u krvi. Stoga učinkovitost seroterapije (vidi) uvelike ovisi o razdoblju uporabe antitoksina. Rezultati liječenja antitoksinima kod različitih infekcija nisu isti. Dobri rezultati postignuti su u liječenju difterije kod ljudi; u liječenju tetanusa i botulizma najbolji se rezultati postižu uvođenjem antitoksina u početku bolesti. Učinkovito je liječenje stafilokokne sepse homolognim alfa-stafilokoknim antitoksinom (S. V. Skurkovich, 1969). Kod plinske gangrene dovodi se u pitanje terapeutski učinak antitoksina, iako ga mnogi liječnici nastavljaju koristiti.

Međutim, davanje heterolognih antitoksičnih seruma ljudima za prevenciju i liječenje infekcija ponekad je praćeno komplikacijama. U rijetkim slučajevima, kada se primjenjuje konjski serum, osoba može razviti anafilaktički šok (vidi), ponekad fatalan. U 5-10% slučajeva razvija se serumska bolest (vidi). Stoga se u SSSR-u i drugim zemljama za prevenciju tetanusa kod ljudi umjesto konjskog seruma koristi homologni imunoglobulin iz krvi davatelja koji sadrži tetanusni antitoksin. Homologni antitoksin rijetko izaziva neželjene reakcije i zadržava se u tijelu u potrebnom titru do 30-40 dana (K. I. Matveev, S. V. Skurkovich i sur., 1973).

Kako bi se uklonile komplikacije uočene uvođenjem heterolognih nativnih antitoksičnih seruma, predložene su različite metode za pročišćavanje A. od balastnih proteina: soljenje neutralnim solima, frakcioniranje pomoću elektrodijalize, probava pomoću enzima. Najbolji rezultati dobiveni su metodom peptičke probave (I. A. Perfentyev, 1936). Pročišćavanje antitoksičnih seruma proteolizom u SSSR-u provedeno je na Institutu za epidemiologiju i mikrobiologiju naz. N. F. Gamaleyi s Akademije medicinskih znanosti SSSR-a (A. V. Beilinson i suradnici, 1945.). Prednost metode proteolize (Diaferm-3) je što omogućuje 2-4 puta veći stupanj pročišćavanja antitoksina od ostalih metoda, ali se pritom gubi 30-50% antitoksina. Proteoliza uzrokuje duboku promjenu u molekuli antitoksina i smanjenje njegovih anafilaktogenih svojstava. Razvijene su metode za pročišćavanje i koncentraciju antitoksina pomoću hidrata aluminijevog oksida, filtracije kroz Sephadex (molekularna sita) i upotrebe ionske izmjene. Pri temperaturi od 37° tijekom 20 dana, titar antitoksina u pročišćenim serumima lagano se smanjuje, zatim se stabilizira i ostaje nepromijenjen do 2 godine ili više. Nakon liofilizacije pod vakuumom na niskim temperaturama, titar antitoksina se smanjuje za 2-25%. Osušeni antitoksini zadržavaju svoja fizikalna i specifična svojstva i mogu se skladištiti niz godina.

Antitoksini podliježu obveznoj kontroli sigurnosti kod zamoraca i nepirogenosti kod kunića.

Sadržaj antitoksina u antitoksičnim serumima izražava se u međunarodnim jedinicama (IU), koje je usvojila Svjetska zdravstvena organizacija, što odgovara minimalnoj količini seruma koja neutralizira standardnu jedinicu toksina, izraženo u minimalnim letalnim, nekrotičnim ili reaktivnim dozama, ovisno o životinjske vrste i toksina. Na primjer, ME tetanusnog seruma odgovara minimalnoj količini koja neutralizira približno 1000 minimalnih letalnih doza (Dim) standardnog toksina za zamorca od 350 g; ME botulinum antitoksina - najmanja količina seruma koja neutralizira 10 000 Dim toksina za miševe težine 18-20 g; ME standardnog seruma protiv difterije odgovara minimalnoj količini koja neutralizira 100 Dim standardnog toksina za zamorca od 250 g.

Za neke serume koji nemaju prihvaćene međunarodne standarde odobreni su nacionalni standardi, a njihova se aktivnost izražava u nacionalnim jedinicama koje se nazivaju antitoksične jedinice (AU).

Kod titracije antitoksina prvo treba odrediti konvencionalnu (pokusnu) jedinicu toksina. Eksperimentalna doza toksina označena je simbolom Lt (Limes tod) i postavljena je u odnosu na standardni antitoksični serum proizveden u državi. Istraživački institut za standardizaciju i kontrolu medicinskih bioloških pripravaka nazvan. L. A. Tarasevich M3 SSSR. Za određivanje eksperimentalne doze toksina određenoj količini standardnog seruma dodaju se padajuće ili rastuće doze toksina u volumenu od 0,3 ml u skladu s razinom titracije (na 1/5, 1/10 ili 1/50). IU) u volumenu od 0,2 ml. Nakon držanja na sobnoj temperaturi 45 minuta, ova smjesa se daje intravenozno bijelim miševima u volumenu od 0,5 ml po mišu. Životinje se promatraju 4 dana. Eksperimentalna doza je minimalna količina toksina koja, pomiješana s dozom uzetog standardnog seruma, uzrokuje smrt 50% pokusnih miševa.

Antibotulinski antitoksični serumi tipa A, B, C, E i antigangrenozni (Cl. perfringens) B, C titriraju se na razini 1/5 ME. Eksperimentalna doza toksina također se titrira na 1/5 IU standardnog seruma. Antibotulinski serum tip F i antigangrenozni serum tip A, D, E, kao i antitetanusni serum titriraju se na razini 1/10 IU. Eksperimentalna doza toksina mora se titrirati na 1/10 IU standardnog seruma. Antigangrenozni serum (Cl. oedematiens) titrira se na 1/50 IU. Pokusna doza toksina titrira se na 1/50 IU standardnog seruma. Testni serumi se razrijede ovisno o očekivanom titru i testna doza toksina u volumenu od 0,3 ml (po 1 mišu) se doda različitim razrjeđenjima seruma u volumenu od 0,2 ml; smjesa se ostavi da se sjedini sobnoj temperaturi 45 minuta. i ubrizgajte 0,5 ml intravenozno bijelim miševima. Antitetanusni serum titrira se subkutanim ubrizgavanjem 0,4 ml smjese u stražnju šapu miša. Najmanje dva miša su uzeta u pokus za svaku dozu; smjesa je pripremljena za najmanje 3 miša. Pri svakoj titraciji seruma potrebno je pratiti aktivnost testne doze toksina standardnim serumom.

Principi titracije difterijskog antitoksina isti su kao i za druge serume, samo se intradermalno intradermalno intradermalno intradermalno u zamorca apliciraju samo razrjeđenja standardnog seruma i eksperimentalna doza toksina (Roemerova metoda). Najprije se standardnom serumom titrira tzv. nekrotična doza - limes nekroza (Ln) toksina difterije, što je najmanja količina toksina koja se, kada se daje intradermalno zamorcu (u volumenu od 0,05 ml) pomiješa s 1 /50 IU standardnog seruma protiv difterije, izaziva do 4-5-og dana stvaranje nekroze. Titracija difterijskog antitoksina po Ramonovoj metodi (reakcija flokulacije) provodi se pomoću toksina ili toksoida, pri čemu se prvo odredi sadržaj antigenskih jedinica (AU) u 1 ml. Jedna antigena jedinica toksina, označena kao prag flokulacije - limes flocculationis (Lf), neutralizira se jednom jedinicom difterijskog antitoksina. Jensenova intradermalna metoda također se koristi za titraciju malih količina antitoksina difterije u kunića.

Antitoksini se široko koriste za prevenciju i liječenje toksinemičnih infekcija. Osim toga, koriste se za neutralizaciju otrova zmija, pauka i biljnih otrova.

Bibliografija: Ramon G. Četrdeset godina istraživačkog rada, prev. s francuskog, M., 1962.; Rezepov F. F. i sur. Određivanje neškodljivosti i specifične aktivnosti imunoloških seruma i globulina, u knjizi: Metodološki. laboratorijski priručnik procjena kvalitete bakt. i virusni lijekovi, ur. S. G. Džagurova, str. 235, M., 1972; Toksini-anatoksini i antitoksični serumi. M., 1969; Behring i. K i t a v a t o, Über das Zustandekommen der Diphterie-Immunität und der Tetanus-Immunität bei Tieren, Dtsch. med. Wschr., S. 1113, 1890; Kuhns W. J. a. Pappenheimer A. M. Imunokemijske studije antitoksina proizvedenog u normalnih i alergičnih pojedinaca hiperimuniziranih toksoidom difterije, J. exp. Med., v. 95, str. 375, 1952; Miller J.F.A.P.a. o. Interakcija između limfocita u imunološkim odgovorima, stanica. Immunol., v. 2, str. 469, 1971, bibliogr.; White R. G. Odnos staničnih odgovora u germinativnim ili limfocitopoetskim centrima limfnih čvorova na proizvodnju protutijela, u knjizi: Mehanizam. stvaranje antitijela, str. 25, Prag, 1960.

K. I. Matveev.

Antitijela (imunoglobulini, IG, Ig) su posebna klasa glikoproteina prisutnih na površini B stanica u obliku membranski vezanih receptora te u krvnom serumu i tkivnoj tekućini u obliku topivih molekula. Oni su najvažniji čimbenik specifične humoralne imunosti. Imunološki sustav koristi protutijela za prepoznavanje i neutraliziranje stranih tijela – poput bakterija i virusa. Protutijela obavljaju dvije funkcije: antigen-vezivanje i efektor (uzrokuju jedan ili drugi imunološki odgovor, npr. pokreću klasičnu shemu aktivacije komplementa).

Antitijela sintetiziraju plazma stanice, koje postaju B limfociti kao odgovor na prisutnost antigena. Za svaki antigen formiraju se odgovarajuće plazma stanice koje proizvode antitijela specifična za taj antigen. Protutijela prepoznaju antigene vezanjem na specifični epitop – karakterističan fragment površinskog ili linearnog lanca aminokiselina antigena.

Antitijela se sastoje od dva laka lanca i dva teška lanca. U sisavaca postoji pet klasa protutijela (imunoglobulina) - IgG, IgA, IgM, IgD, IgE, koji se razlikuju po strukturi i sastavu aminokiselina teških lanaca te po efektorskim funkcijama koje obavljaju.

Povijest studija

Prvo antitijelo otkrili su Behring i Kitazato godine 1890. godine, međutim, u ovom trenutku o prirodi onoga što je otkriveno tetanusni antitoksin, osim svoje specifičnosti i prisutnosti u serum imuna životinja, ne može se reći ništa određeno. Samo sa 1937. godine- istraživanje Tiseliusa i Kabata, započinje proučavanje molekularne prirode protutijela. Autori su koristili metodu elektroforeza proteina i pokazao porast frakcije gama globulina u krvnom serumu imuniziranih životinja. Adsorpcija serum antigen, koji je uzet za imunizaciju, smanjio je količinu proteina u ovoj frakciji na razinu intaktnih životinja.

Struktura antitijela

Opći plan strukture imunoglobulina: 1) sjajno; 2) Fc; 3) teški lanac; 4) laki lanac; 5) mjesto vezanja antigena; 6) dio šarke

Antitijela su relativno velika (~150 k Da- IgG) glikoproteini, koji ima složenu strukturu. Sastoji se od dva identična teški lanci(H-lanci koji se pak sastoje od V H, C H1, zgloba, C H2 i C H3 domena) i dvije identične laki lanci(L-lanci koji se sastoje od V L i C L domena). Oligosaharidi su kovalentno vezani za teške lance. Korištenje proteaze papaina antitijela se mogu podijeliti na dva dijela sjajno (Engleski vezanje antigena fragmenta- antigen-vezujući fragment) i jedan Fc (Engleski fragment koji se može kristalizirati- fragment sposoban za kristalizaciju). Ovisno o klasi i funkcijama koje obavljaju, protutijela mogu postojati u oba monomerni obliku (IgG, IgD, IgE, serumski IgA) i in oligomerni oblik (dimer-sekretorni IgA, pentamer - IgM). Ukupno postoji pet tipova teških lanaca (α-, γ-, δ-, ε- i μ-lanci) i dva tipa lakih lanaca (κ-lanac i λ-lanac).

Klasifikacija teških lanaca

Postoji pet klasa ( izotipovi) imunoglobulini, koji se razlikuju:

veličina

slijed aminokiselina

Klasa IgG podijeljena je u četiri podklase (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), klasa IgA u dvije podklase (IgA1, IgA2). Sve klase i podklase čine devet izotipova koji su normalno prisutni kod svih jedinki. Svaki je izotip određen aminokiselinskim slijedom konstantne regije teškog lanca.

Funkcije antitijela

Imunoglobulini svih izotipova su bifunkcionalni. To znači da imunoglobulin bilo koje vrste

prepoznaje i veže antigen, a zatim

pojačava ubijanje i/ili uklanjanje imunoloških kompleksa nastalih kao rezultat aktivacije efektorskih mehanizama.

Jedna regija molekule protutijela (Fab) određuje njegovu antigensku specifičnost, a druga (Fc) obavlja efektorske funkcije: vezanje na receptore koji se eksprimiraju na tjelesnim stanicama (na primjer, fagociti); vezanje na prvu komponentu (C1q) sustava komplementa za početak klasičnog puta kaskade komplementa.

IgG je glavni imunoglobulin serum zdrava osoba (čini 70-75% ukupne frakcije imunoglobulina), najaktivniji u sekundarnom imunološki odgovor i antitoksični imunitet. Zahvaljujući svojoj maloj veličini ( sedimentacijski koeficijent 7S, molekulska težina 146 kDa) jedina je frakcija imunoglobulina sposobna za transport kroz placentarnu barijeru i time osigurava imunitet fetusu i novorođenčetu. Sadrži IgG 2-3% ugljikohidrata; dva F ab fragmenta koji vežu antigen i jedan F C fragment. F ab fragment (50-52 kDa) sastoji se od cijelog L-lanca i N-terminalne polovice H-lanca, međusobno povezanih disulfidna veza, dok F C fragment (48 kDa) čine C-terminalne polovice H lanaca. Ukupno ima 12 domena u molekuli IgG (regije nastale od β-strukture I α-spiralice Ig polipeptidni lanci u obliku nesređenih tvorevina međusobno povezanih disulfidnim mostovima aminokiselinskih ostataka unutar svakog lanca): 4 na teškim i 2 na lakim lancima.

IgM su pentamer četverolančane osnovne jedinice koja sadrži dva μ lanca. U tom slučaju svaki pentamer sadrži jednu kopiju polipeptida s J-lancem (20 kDa), koji sintetizira stanica koja proizvodi antitijela i koji se kovalentno veže između dva susjedna F C fragmenta imunoglobulina. Pojavljuju se tijekom primarnog imunološkog odgovora B-limfocita na nepoznati antigen i čine do 10% frakcije imunoglobulina. Oni su najveći imunoglobulini (970 kDa). Sadrži 10-12% ugljikohidrata. Stvaranje IgM također se događa u pre-B-limfocitima, u kojima se primarno sintetiziraju iz μ-lanca; sinteza lakih lanaca u pre-B stanicama osigurava njihovo vezanje na μ-lance, što rezultira stvaranjem funkcionalno aktivnih IgM, koji su integrirani u površinske strukture plazma membrane, djelujući kao receptor za prepoznavanje antigena; od ove točke nadalje, stanice pre-B limfocita postaju zrele i mogu sudjelovati u imunološkom odgovoru.

IgA IgA u serumu čini 15-20% ukupne frakcije imunoglobulina, pri čemu je 80% molekula IgA prisutno u monomernom obliku kod ljudi. Sekretorni IgA predstavljen je u dimernom obliku u kompleksu sekretorna komponenta, sadržan u serozno-mukoznim sekretima (na primjer, u slina, suze, kolostrum, mlijeko, sekret sluznice genitourinarnog i dišnog sustava). Sadrži 10-12% ugljikohidrata, molekulske mase 500 kDa.

IG dčini manje od jedan posto frakcije imunoglobulina u plazmi i nalazi se uglavnom na membrani nekih B limfocita. Funkcije nisu u potpunosti shvaćene, vjerojatno antigenski receptor s visokim sadržajem ugljikohidrata vezanih na proteine za B limfocite, još ne predstavljen antigenu. Molekularna težina 175 kDa.

Klasifikacija prema antigenima

tzv “protutijela koja su dokaz bolesti”, čija prisutnost u organizmu ukazuje na bliskost imunološkog sustava s ovim uzročnikom u prošlosti ili trenutnu infekciju ovim uzročnikom, ali koji nemaju značajniju ulogu u borbi organizma protiv uzročnika (ne neutraliziraju niti sam patogen ili njegovi toksini, ali se vežu za manje proteine patogena).

autoagresivno protutijela, ili autologni antitijela, autoantitijela- protutijela koja uzrokuju razaranje ili oštećenje normalnih, zdravih tkiva tijelo domaćin i pokretanje razvojnog mehanizma autoimune bolesti.

aloreaktivan antitijela, ili homologni antitijela, aloantitijela- antitijela protiv antigena tkiva ili stanica drugih organizama iste biološke vrste. Aloantitijela igraju važnu ulogu u procesima odbacivanja alografta, na primjer, tijekom transplantacije bubrega, jetra, koštana srž, te u reakcijama na transfuziju nekompatibilne krvi.

heterologni antitijela, ili izoantitijela- antitijela protiv antigena tkiva ili stanica organizama drugih bioloških vrsta. Izoantitijela su razlog nemogućnosti ksenotransplantacije čak i između evolucijski bliskih vrsta (npr. nemoguća je transplantacija jetre čimpanze čovjeku) ili vrsta koje imaju slične imunološke i antigene karakteristike (nemoguća je transplantacija organa svinje čovjeku).

antiidiotipski Antitijela su antitijela protiv antitijela koja proizvodi samo tijelo. Štoviše, ta antitijela nisu "općenito" protiv molekule danog antitijela, već specifično protiv radnog, "prepoznajućeg" područja antitijela, takozvanog idiotipa. Antiidiotipska protutijela imaju važnu ulogu u vezanju i neutraliziranju viška protutijela te u imunološkoj regulaciji proizvodnje protutijela. Osim toga, anti-idiotipsko "antitijelo protiv antitijela" odražava prostornu konfiguraciju originalnog antigena protiv kojeg je originalno antitijelo razvijeno. I tako antiidiotipsko antitijelo služi kao imunološki faktor pamćenja za tijelo, analog originalnog antigena, koji ostaje u tijelu i nakon uništenja originalnih antigena. S druge strane, mogu se proizvesti antiidiotipska antitijela anti-anti-idiotipski antitijela, itd.

Specifičnost antitijela

Znači da svi limfocit sintetizira protutijela samo jedne specifične specifičnosti. A ta se antitijela nalaze na površini ovog limfocita kao receptori.

Kako pokazuju pokusi, svi površinski imunoglobulini stanica imaju isti idiotip: kada su topljivi antigen sličan polimeriziranom flagelin veže za određenu stanicu, tada se svi imunoglobulini stanične površine vežu za ovaj antigen i imaju istu specifičnost, odnosno isti idiotip.

Antigen se veže na receptore, zatim selektivno aktivira stanicu da proizvede velike količine antitijela. I od ćelija sintetizira antitijela samo jedne specifičnosti, zatim ovo specifičnost mora odgovarati specifičnosti inicijalnog površinskog receptora.

Specifičnost interakcije antitijela s antigenima nije apsolutna; oni mogu u različitim stupnjevima unakrsno reagirati s drugim antigenima. Antiserum primljen za jedan antigen može reagirati sa srodnim antigenom koji nosi jedan ili više identičnih ili sličnih determinanta. Stoga svako protutijelo može reagirati ne samo s antigenom koji je uzrokovao njegovo stvaranje, već i s drugim, ponekad potpuno nepovezanim molekulama. Specifičnost protutijela određena je aminokiselinskim slijedom njihovih varijabilnih regija.

Teorija klonske selekcije:

Protutijela i limfociti s potrebnom specifičnošću već postoje u tijelu prije prvog kontakta s antigenom.

Limfociti koji sudjeluju u imunološkom odgovoru imaju antigen-specifične receptore na površini svoje membrane. U B-limfociti receptori su molekule iste specifičnosti kao i antitijela, koje limfociti naknadno proizvode i izlučuju.

Svaki limfocit na svojoj površini nosi receptore samo jedne specifičnosti.

Limfociti koji imaju antigen, prolaze kroz fazu proliferacija i tvore veliki klon plazma stanica. Plazma stanice sintetizirati protutijela samo one specifičnosti za koju je prekursorski limfocit programiran. Signali za proliferaciju su citokini koje izlučuju druge stanice. Limfociti mogu sami lučiti citokine.

Varijabilnost antitijela

Antitijela su izrazito varijabilna (u tijelu jedne osobe može postojati i do 10 8 varijanti antitijela). Sva raznolikost protutijela proizlazi iz varijabilnosti teških i lakih lanaca. Razlikuju se protutijela koja proizvodi jedan ili drugi organizam kao odgovor na određene antigene:

Izotipski varijabilnost - očituje se u prisutnosti klasa protutijela (izotipova), različitih u strukturi teških lanaca i oligomernosti, koje proizvode svi organizmi određene vrste;

Alotipski varijabilnost - očituje se na individualnoj razini unutar određene vrste u obliku varijabilnosti imunoglobulinskih alela - genetski je određena razlika između danog organizma i drugog;

Idiotipski varijabilnost – očituje se u razlikama u aminokiselinskom sastavu mjesta vezivanja antigena. Ovo se odnosi na varijabilne i hipervarijabilne domene teških i lakih lanaca koji su u izravnom kontaktu s antigenom.

Kontrola proliferacije

Najučinkovitiji kontrolni mehanizam je da produkt reakcije istovremeno služi kao njegov inhibitor. Ova vrsta negativne povratne sprege javlja se tijekom stvaranja protutijela. Učinak protutijela ne može se objasniti samo neutralizacijom antigena, jer cijele molekule IgG suzbijaju sintezu protutijela mnogo učinkovitije od fragmenata F(ab")2. Pretpostavlja se da blokada proizvodne faze T-ovisnih B- odgovor stanica javlja se kao rezultat stvaranja poprečnih veza između antigena, IgG i Fc receptora na površini B stanica. Injekcija IgM, pojačava imunološki odgovor. Budući da se protutijela ovog posebnog izotipa pojavljuju prva nakon uvođenja antigena, dodijeljena im je uloga pojačanja u ranoj fazi imunološkog odgovora.

Kao odgovor na prisutnost antigena. Za svaki antigen formiraju se odgovarajuće plazma stanice koje proizvode antitijela specifična za taj antigen. Protutijela prepoznaju antigene vezanjem na specifični epitop – karakterističan fragment površinskog ili linearnog lanca aminokiselina antigena.

Povijest studija

Prvo protutijelo otkrili su Behring i Kitazato 1890. godine, ali u to se vrijeme nije moglo reći ništa određeno o prirodi otkrivenog tetanusnog antitoksina, osim njegove specifičnosti i prisutnosti u serumu imune životinje. Tek 1937. godine, istraživanjem Tiseliusa i Kabata, počelo je proučavanje molekularne prirode antitijela. Autori su metodom elektroforeze proteina dokazali porast gamaglobulinske frakcije krvnog seruma imuniziranih životinja. Adsorpcija seruma antigenom koji je uzet za imunizaciju smanjila je količinu proteina u ovoj frakciji na razinu intaktnih životinja.

Struktura antitijela

Antitijela su relativno veliki (~150 kDa - IgG) glikoproteini složene strukture. Sastoje se od dva identična teška lanca (H-lanci koji se pak sastoje od VH, C H1, zgloba, C H2 i C H3 domena) i dva identična laka lanca (L-lanci koji se sastoje od V L i CL domena). Oligosaharidi su kovalentno vezani za teške lance. Koristeći papain proteazu, antitijela se mogu razdvojiti na dva Fab-a. vezanje antigena fragmenta- antigen-binding fragment) i jedan (eng. fragment koji se može kristalizirati- fragment sposoban za kristalizaciju). Ovisno o klasi i funkcijama koje obavljaju, protutijela mogu postojati u monomernom obliku (IgG, IgD, IgE, serumski IgA) iu oligomernom obliku (dimer-sekretorni IgA, pentamer - IgM). Ukupno postoji pet tipova teških lanaca (α-, γ-, δ-, ε- i μ-lanci) i dva tipa lakih lanaca (κ-lanac i λ-lanac).

Klasifikacija teških lanaca

Postoji pet klasa ( izotipovi) imunoglobulini, koji se razlikuju:

veličina
naplatiti
slijed aminokiselina
sadržaj ugljikohidrata

Funkcije antitijela

Imunoglobulini svih izotipova su bifunkcionalni. To znači da imunoglobulin bilo koje vrste

prepoznaje i veže antigen, a zatim
pojačava ubijanje i/ili uklanjanje imunoloških kompleksa nastalih kao rezultat aktivacije efektorskih mehanizama.

To znači da svaki limfocit sintetizira protutijela samo jedne specifične specifičnosti. A ta antitijela nalaze se na površini ovog limfocita kao receptori.

Kao što eksperimenti pokazuju, svi imunoglobulini na površini stanice imaju isti idiotip: kada se topljivi antigen, sličan polimeriziranom flagelinu, veže na određenu stanicu, tada se svi imunoglobulini na površini stanice vežu na taj antigen i imaju istu specifičnost, tj. idiotip.

Antigen se veže na receptore, zatim selektivno aktivira stanicu da proizvede velike količine antitijela. A budući da stanica sintetizira protutijela samo jedne specifičnosti, ta se specifičnost mora podudarati sa specifičnošću početnog površinskog receptora.

Specifičnost interakcije antitijela s antigenima nije apsolutna; oni mogu u različitim stupnjevima unakrsno reagirati s drugim antigenima. Antiserum podignut na jedan antigen može reagirati sa srodnim antigenom koji nosi jednu ili više istih ili sličnih determinanti. Stoga svako protutijelo može reagirati ne samo s antigenom koji je uzrokovao njegovo stvaranje, već i s drugim, ponekad potpuno nepovezanim molekulama. Specifičnost protutijela određena je aminokiselinskim slijedom njihovih varijabilnih regija.

Teorija klonske selekcije:

Protutijela i limfociti s potrebnom specifičnošću već postoje u tijelu prije prvog kontakta s antigenom.
Limfociti koji sudjeluju u imunološkom odgovoru imaju antigen-specifične receptore na površini svoje membrane. Limfociti B imaju receptorske molekule iste specifičnosti kao i protutijela koja limfociti kasnije proizvode i izlučuju.
Svaki limfocit na svojoj površini nosi receptore samo jedne specifičnosti.
Limfociti koji imaju antigen prolaze kroz fazu proliferacije i formiraju veliki klon plazma stanica. Plazma stanice sintetiziraju protutijela samo one specifičnosti za koju je prekursorski limfocit programiran. Signali za proliferaciju su citokini, koje otpuštaju druge stanice. Limfociti mogu sami lučiti citokine.

Varijabilnost antitijela

Izotipski varijabilnost - očituje se u prisutnosti klasa protutijela (izotipova), različitih u strukturi teških lanaca i oligomernosti, koje proizvode svi organizmi određene vrste;
Alotipski varijabilnost - očituje se na individualnoj razini unutar određene vrste u obliku varijabilnosti imunoglobulinskih alela - genetski je određena razlika između danog organizma i drugog;
Idiotipski varijabilnost – očituje se u razlikama u aminokiselinskom sastavu mjesta vezivanja antigena. Ovo se odnosi na varijabilne i hipervarijabilne domene teških i lakih lanaca koji su u izravnom kontaktu s antigenom.

Kontrola proliferacije

Najučinkovitiji kontrolni mehanizam je da produkt reakcije istovremeno služi kao njen inhibitor. Ova vrsta negativne povratne sprege javlja se tijekom stvaranja protutijela. Učinak protutijela ne može se objasniti samo neutralizacijom antigena, jer cijele molekule IgG suzbijaju sintezu protutijela mnogo učinkovitije od fragmenata F(ab")2. Pretpostavlja se da blokada proizvodne faze T-ovisnih B- odgovor stanica nastaje kao rezultat formiranja unakrsnih veza između antigena, IgG i Fc receptora na površini B stanica , pripisuje im se uloga jačanja u ranoj fazi imunološkog odgovora.

A. Royt, J. Brustoff, D. Meil. Imunologija - M.: Mir, 2000 - ISBN 5-03-003362-9
Imunologija u 3 sveska / Pod. izd. U. Paul - M.: Mir, 1988
V. G. Galaktionov. Imunologija - M.: Izdavačka kuća. MSU, 1998. - ISBN 5-211-03717-0

vidi također

Abzimi su katalitički aktivna antitijela
Avidnost, afinitet - karakteristike vezanja antigena i antitijela

Imunološki sustav / Imunologija
Sustavi	Adaptivni imunološki sustav i urođeni imunološki sustav Humoralni imunološki sustav i stanični imunološki sustav Sustav komplementa (anafilotoksini) Intrinzični imunitet
Antigeni i antitijela

Vezivanje i efektor (uzrokujući jedan ili drugi imunološki odgovor, na primjer, pokrećući klasičnu shemu aktivacije komplementa).

Protutijela sintetiziraju plazma stanice, u koje neki B limfociti postaju, kao odgovor na prisutnost antigena. Za svaki antigen formiraju se odgovarajuće plazma stanice koje proizvode antitijela specifična za taj antigen. Protutijela prepoznaju antigene vezanjem na specifični epitop – karakterističan fragment površinskog ili linearnog lanca aminokiselina antigena.

Antitijela se sastoje od dva laka i dva teška lanca. U sisavaca postoji pet klasa protutijela (imunoglobulina) - IgG, IgA, IgM, IgD, IgE, koji se razlikuju po strukturi i sastavu aminokiselina teških lanaca te po efektorskim funkcijama koje obavljaju.

Enciklopedijski YouTube

1 / 5
Prvo protutijelo otkrili su Behring i Kitazato 1890. godine, ali u to se vrijeme nije moglo reći ništa određeno o prirodi otkrivenog tetanusnog antitoksina, osim njegove specifičnosti i prisutnosti u serumu imune životinje. Tek 1937. godine, istraživanjem Tiseliusa i Kabata, počelo je proučavanje molekularne prirode antitijela. Autori su metodom elektroforeze proteina dokazali porast gamaglobulinske frakcije krvnog seruma imuniziranih životinja. Adsorpcija seruma antigenom koji je uzet za imunizaciju smanjila je količinu proteina u ovoj frakciji na razinu intaktnih životinja.

Struktura antitijela

Antitijela su relativno veliki (~150 kDa - IgG) glikoproteini složene strukture. Sastoje se od dva identična teška lanca (H-lanci koji se sastoje od VH, CH 1, zgloba, CH 2 i CH 3 domena) i dva identična laka lanca (L-lanci koji se sastoje od V L - i CL - domena). Oligosaharidi su kovalentno vezani za teške lance. Pomoću papain proteaze, antitijela se mogu cijepati na dva Fab (fragment koji veže antigen - fragment koji veže antigen) i jedan (fragment koji se može kristalizirati - fragment sposoban za kristalizaciju). Ovisno o klasi i funkcijama koje obavljaju, protutijela mogu postojati u monomernom obliku (IgG, IgD, IgE, serumski IgA) iu oligomernom obliku (dimer-sekretorni IgA, pentamer - IgM). Ukupno postoji pet tipova teških lanaca (α-, γ-, δ-, ε- i μ-lanci) i dva tipa lakih lanaca (κ-lanac i λ-lanac).

Klasifikacija teških lanaca

Postoji pet klasa ( izotipovi) imunoglobulini, koji se razlikuju:
- slijed aminokiselina
- Molekularna težina
- naplatiti
Klasa IgG podijeljena je u četiri podklase (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), klasa IgA u dvije podklase (IgA1, IgA2). Sve klase i podklase čine devet izotipova koji su normalno prisutni kod svih jedinki. Svaki je izotip određen aminokiselinskim slijedom konstantne regije teškog lanca.

Funkcije antitijela

Imunoglobulini svih izotipova su bifunkcionalni. To znači da imunoglobulin bilo koje vrste
- prepoznaje i veže antigen, a zatim
- pojačava uništavanje i/ili uklanjanje imunoloških kompleksa nastalih kao rezultat aktivacije efektorskih mehanizama.
Jedna regija molekule protutijela (Fab) određuje njegovu antigensku specifičnost, a druga (Fc) obavlja efektorske funkcije: vezanje na receptore koji se eksprimiraju na tjelesnim stanicama (na primjer, fagociti); vezanje na prvu komponentu (C1q) sustava komplementa za početak klasičnog puta kaskade komplementa.
To znači da svaki limfocit sintetizira protutijela samo jedne specifične specifičnosti. A ta antitijela nalaze se na površini ovog limfocita kao receptori.
Kao što eksperimenti pokazuju, svi imunoglobulini na površini stanice imaju isti idiotip: kada se topljivi antigen, sličan polimeriziranom flagelinu, veže na određenu stanicu, tada se svi imunoglobulini na površini stanice vežu na taj antigen i imaju istu specifičnost, tj. idiotip.
Antigen se veže na receptore, zatim selektivno aktivira stanicu da proizvede velike količine antitijela. A budući da stanica sintetizira protutijela samo jedne specifičnosti, ta se specifičnost mora podudarati sa specifičnošću početnog površinskog receptora.
Specifičnost interakcije antitijela s antigenima nije apsolutna; oni mogu u različitim stupnjevima unakrsno reagirati s drugim antigenima. Antiserum podignut na jedan antigen može reagirati sa srodnim antigenom koji nosi jednu ili više istih ili sličnih determinanti. Stoga svako protutijelo može reagirati ne samo s antigenom koji je uzrokovao njegovo stvaranje, već i s drugim, ponekad potpuno nepovezanim molekulama. Specifičnost protutijela određena je aminokiselinskim slijedom njihovih varijabilnih regija.
Teorija klonske selekcije:
1. Protutijela i limfociti s potrebnom specifičnošću već postoje u tijelu prije prvog kontakta s antigenom.
2. Limfociti koji sudjeluju u imunološkom odgovoru imaju antigen-specifične receptore na površini svoje membrane. Limfociti B imaju receptorske molekule iste specifičnosti kao i protutijela koja limfociti kasnije proizvode i izlučuju.
3. Svaki limfocit na svojoj površini nosi receptore samo jedne specifičnosti.
4. Limfociti koji imaju antigen prolaze kroz fazu proliferacije i formiraju veliki klon plazma stanica. Plazma stanice sintetiziraju protutijela samo one specifičnosti za koju je prekursorski limfocit programiran. Signali za proliferaciju su citokini, koje otpuštaju druge stanice. Limfociti mogu sami lučiti citokine.
Varijabilnost antitijela

Antitijela su izrazito varijabilna (u tijelu jedne osobe može postojati i do 10 8 varijanti antitijela). Sva raznolikost protutijela proizlazi iz varijabilnosti teških i lakih lanaca. Razlikuju se protutijela koja proizvodi jedan ili drugi organizam kao odgovor na određene antigene:
- Izotipski varijabilnost - očituje se u prisutnosti klasa protutijela (izotipova), različitih u strukturi teških lanaca i oligomernosti, koje proizvode svi organizmi određene vrste;
- Alotipski varijabilnost - očituje se na individualnoj razini unutar određene vrste u obliku varijabilnosti imunoglobulinskih alela - genetski je određena razlika između danog organizma i drugog;
- Idiotipski varijabilnost – očituje se u razlikama u aminokiselinskom sastavu mjesta vezivanja antigena. Ovo se odnosi na varijabilne i hipervarijabilne domene teških i lakih lanaca koji su u izravnom kontaktu s antigenom.
Kontrola proliferacije

Najučinkovitiji kontrolni mehanizam je da produkt reakcije istovremeno služi kao njen inhibitor. Ova vrsta negativne povratne sprege javlja se tijekom stvaranja protutijela. Učinak protutijela ne može se objasniti samo neutralizacijom antigena, jer cijele molekule IgG suzbijaju sintezu protutijela mnogo učinkovitije od fragmenata F(ab")2. Pretpostavlja se da blokada proizvodne faze T-ovisnih B- odgovor stanica nastaje kao rezultat formiranja unakrsnih veza između antigena, IgG i Fc receptora na površini B stanica , pripisuje im se uloga jačanja u ranoj fazi imunološkog odgovora.