Молекула иммуноглобулина G состоит из двух идентичных лѐгких (L) и двух тяжѐлых (H) полипептидных цепей, различающихся по длине и молекулярной массе. Тяжелые и легкие цепи связаны между собой попарно дисульфидными (S-S) связями.
Каждая из цепей имеет вариабельные и константные участки. Легкая цепь имеет один вариабельный участок (VL) и один константный участок (CL).
Тяжелая цепь имеет один вариабельный участок (VH) и три константных участка (CH1, CH2, CH3). Константные участки CH2 и CH3 формируют Fcфрагмент. Этот фрагмент связывает комплемент, фиксирует молекулу иммуноглобулина на мембранах клеток и обеспечивает проникновение IgG через плаценту.
Вариабельные участки легких и тяжелых цепей формируют два активных центра, вступающих во взаимодействие с эпитопами антигена.
В месте перегибов тяжѐлых цепей находятся шарнирные участки, что придаѐт молекуле иммуноглобулина гибкость при взаимодействии с антигеном.
АКТИВНЫЕ ЦЕНТРЫ
ШАРНИРНЫЙ
УЧАСТОК
Fc-фрагмент
Условные обозначения: L – лѐгкая цепь; Н – тяжѐлая цепь; VL, и VH – вариабельные участки, СL, CH, CH2, CH3 – константные участки. Утолщѐнные линии Н-цепей соответствуют шарнирному участку; Fc – константный фрагмент.
Рисунок 2 – Схематическое изображение молекулы lgG.
4
Свойства антител:
-гетерогенность (многообразие);
-специфичность – способность реагировать с конкретным антигеном;
-аффинность – сила связи одного из активных центров Ig с одним эпитопом антигена;
-авидность (жадность) – показывает, какое количество антигенов может связать молекула антитела. Авидность зависит от количества активных центров, взаимодействующих с антигенным эпитопом.
Классификация, функциональное и диагностическое значение отдельных классов иммуноглобулинов.
IgM (тяжѐлые): состоят из 5 молекул иммуноглобулина G; филогенетически самый древний класс иммуноглобулинов. Первыми синтезируются в организме плода. Появляются в сыворотке крови больного в начале инфекционного заболевания, что указывает на острое течение. Не проходят через плаценту. Содержание в сыворотке крови 5-10% от общего количества иммуноглобулинов. Обладают в основном антибактериальным действием, хорошо фиксируют своим Fc-фрагментом комплемент с последующей его активацией. Обладают самой высокой авидностью. Мономеры IgM находятся на поверхности В- лимфоцитов в виде мембранного Ig и образуют В-клеточный рецептор (BCR) (см. занятие №11).
IgG (лѐгкие): проходят от матери к плоду через плаценту, что определяет защиту новорожденного от инфекции. Образуются в организме в разгар острого заболевания. При реинфекции и рецидиве IgG образуются в начале заболевания. Являются универсальными, т.к. обладают антибактериальным, антивирусным, антитоксическим действием. Содержание в сыворотке крови – около 80% от общего количества Ig.
IgА бывают 2-х видов: сывороточные и секреторные.
Сывороточные IgА представлены мономерами IgG. Содержание их в сыворотки крови 10-15%. Через плаценту не проходят.
Секреторные IgA (SIgA) присутствуют на слизистых оболочках дыхательных путей, кишечника, мочеполовых органов, а также в слюне и грудном молоке. Встречаются чаще в виде димеров IgG. Для защиты от действия протеолитических ферментов имеют особую структуру – секреторный компонент (Sc). SIgA – это основной фактор местного иммунитета слизистых оболочек организма, т.к. предотвращает прикрепление микробов к слизистым оболочкам.
IgE (реагины): мономеры IgG, не проходят через плаценту, содержание в сыворотке крови 0,01-0,02%. Обладают цитофильностью – соединяются Fc– фрагментом с тучными клетками и базофилами. Играют важную роль в развитии аллергических реакций немедленного типа. Обладают антигельминтозной активностью.
IgD: мономеры IgG, не проходят через плаценту. Составляют 0,1% от общего количества иммуноглобулинов. Находятся на поверхности В-лимфоцита, контролируя его активацию.
5
По направленности действия различают следующие антитела:
- антибактериальные; |
- противогельминтные; |
- антитоксические; |
- противоопухолевые; |
- противовирусные; |
- аутоантитела. |
-противогрибковые;
2.Серологические реакции. Классификация серологических реакций (табл.2).
Основой серологических (serum (лат.) – сыворотка крови, logos (лат.) – учение) реакций являются особенности взаимодействия антител с антигеном в присутствии физиологического раствора (0,85% NaCl).
Назначение серологических реакций:
проведение серологического метода диагностики – определение в сыворотке крови больного антител к конкретному возбудителю инфекционного заболевания с помощью известного антигена. Результаты такой диагностики выражаются в виде концентрации антител – титра реакции. Титром серологической реакции называется наибольшее разведение сыворотки, при котором наблюдается положительный результат;
идентификация возбудителя с помощью известных антител – иммунных диагностических сывороток.
Все диагностические реакции характеризуются высокой специфичностью и чувствительностью.
Таблица 2 – Классификация серологических реакций
|
2-компонентные простые |
|
3-компонентные простые |
||
|
|
|
|
||
1. |
Реакция агглютинации (РА) |
1. |
Реакция иммуногемолиза. |
||
2. |
Реакция преципитации (РП) |
|
|
|
|
|
2-компонентные сложные |
|
3-компонентные сложные |
||
1. |
Реакция нейтрализации (РН) |
1. |
Реакция |
связывания |
комплемента |
2. |
Реакция непрямой гемагглютинации |
|
(РСК) |
|
|
|
(РНГА) |
2. |
Реакция |
непрямой |
иммунофлюо- |
3. |
Реакция прямой иммунофлюоресцен- |
|
ресценции (РИФ непрямая) |
||
|
ции (РИФ прямая) |
3. |
Иммуноферментный анализ (ИФА) |
||
4. Реакция торможения гемагглютинации |
|
|
|
|
|
|
(РТГА) |
|
|
|
|
Примечание: Простые 2- и 3-компонентные реакции – это реакции, для реализации и визуального учета которых достаточно 2 или 3 иммунологических компонентов. Сложные 2- и 3-компонентные реакции – это реакции, для реализации которых достаточно 2 или 3 иммунологических компонентов, а для визуального учѐта необходима индикаторная система.
Реакция агглютинации («agglutinatiо» (лат.) – склеивание): 2-
компонентная простая серологическая реакция (рис. 3). Компоненты реакции
6
агглютинации (РА): корпускулярный антиген (бактериальные клетки) и антитела. В результате реакции образуется агглютинат (комплекс [Аг+Ат]).
Антитела «склеивают» бактерии и препятствуют их размножению.
Рисунок 3 – Схема РА с IgM-антителами (а) и IgG-антителами (б)
РА используется:
1.Для идентификации микробов (определение вида возбудителя, выделенного от больного) с помощью известных антител (диагностическая сыворотка). Этот вариант реакции агглютинации выполняется в 2-х технических модификациях: ориентировочная (на предметном стекле); развернутая (в пробирках) – для окончательной идентификации исследуемой культуры. Используется для диагностики брюшного тифа, дизентерии, холеры и др. заболеваний.
2.Для определения титра антител в сыворотке крови обследуемого с помощью известных антигенов (диагностикумы). Технически всегда выполняется в виде развернутой РА. Используется для диагностики брюшного тифа, бруцеллеза и др. заболеваний.
Чтобы подтвердить клинический диагноз, титр антител, обнаруженных в сыворотке больного, сравнивают с диагностическим титром для данного заболевания.
Диагностический титр – это минимальное содержание антител в сыворотке крови больного, позволяющее установить диагноз инфекционного заболевания. Например, при брюшном тифе и бруцеллѐзе диагностический титр РА для взрослых – 1/200, для детей – 1/100.
Если титр реакции совпадает с диагностическим титром, значит, пациент болен.
7
Каждая серологическая реакция, в том числе РА, сопровождается постановкой контролей:
контроль сыворотки: сыворотка + физиологический раствор. Контроль должен быть прозрачным;
контроль антигена: взвесь микробов + физиологический раствор. Контроль должен быть равномерно мутным.
Учѐт результатов РА производят визуально.
При положительной реакции на предметном стекле или в пробирках образуется хлопьевидный осадок. При отрицательной реакции жидкость остается равномерно мутной, как в контроле антигена.
Реакция преципитации («praеcipito» (лат.) – осаждать): двухкомпонентная простая реакция. Компоненты реакции преципитации (РП): растворимый антиген (например, бактериальный токсин) и антитела. В результате реакции образуется преципитат (комплекс [Аг+Ат]) в виде помутнения.
Одним из технических вариантов РП является реакция преципитации в геле для определения токсигенности возбудителя дифтерии: на сывороточный МПА в чашке Петри накладывают полоску фильтровальной бумаги, пропитанную противодифтерийной антитоксической сывороткой. На расстоянии 0,5-1 см от полоски бумаги делают посев бляшками дифтерийных культур, а также заведомо токсигенной контрольной культуры. Антитела сыворотки диффундируют от фильтровальной бумаги в агар и в том месте, где они встречаются с дифтерийным экзотоксином, образуются линии преципитации (рис.4).
1 

К 
4 
АНТИТОКСИЧЕСКАЯ СЫВОРОТКА
2
К
3
Рисунок 4 – Реакция преципитации в геле
Реакция нейтрализации: двухкомпонентная, сложная реакция, основана на способности Ат нейтрализовать биологическую активность возбудителя или его экзотоксина. Используется для определения типа ботулинового экзотоксина в исследуемом материале. Компоненты реакции: диагностические противоботулинические антитоксические моновалентные сыворотки типов A, B, E, F; исследуемый материал от больного, в котором содержится предполагаемый ботулиновый экзотоксин (кровь или промывные воды желудка). В качестве индикаторной системы используют белых мышей.
8