Иммуноглобулины

Иммуноглобулины – это белковые молекулы, территориально располагающиеся на поверхности В-лимфоцитов, служащие для избирательного связывания некоторых видов белков. По-другому называются антителами, что является словом-синонимом. В названиях иммуноглобулинов по-научному должны фигурировать греческие буквы, но это не удобно, посему применяется латиница.

Общая информация

Для каждого иммуноглобулина существует свой антиген, который может быть как внешнего, так и внутреннего происхождения. В связи с этим и реакции организма делят на типичные и атипичные. Иммунный ответ заключается в повышенной выработке антител в ответ на какое-то воздействие. Проблема здесь заключается в том, что иммуноглобулины по некоторым причинам могут неправильно защищать организм. Чем порождаются различные заболевания. Особенно опасны аутоиммунные, когда антитела начинают разрушать здоровые клетки организма человека.

В-лимфоциты находятся в жидкостях тела. Поэтому иммунитет, обеспечиваемый этим классом белков, называется гуморальным. Антитела в нормальном состоянии нейтрализуют:

  • вирусы;
  • бактерии;
  • чужеродные вредные белки.

Каждый иммуноглобулин имеет строение, которое позволяет ему химически стыковаться с вредным веществом для нейтрализации последнего. На этом наномеханизме основаны многие процессы в организме. В том числе, и сборка ДНК и РНК. Любые белки состоят из аминокислотных цепей, последовательности из которых служат для опознавания. Точно так же, как милиционер хорошо запоминает лицо, так и антитела умеют распознать свой антиген, чтобы связать его.

Из истории

Впервые термин «антитело» прозвучал в рукописях Пауля Эрлиха. Опубликованный в октябре 1891 года текст «Экспериментальное изучение иммунитета» уже содержал это слово. Понятие не сразу утвердилось, и какое-то время параллельно можно было встретить некоторые другие словечки. Среди прочего:

  1. Immunkörper (иммунное тело).
  2. Amboceptor (нет русскоязычного аналога).
  3. Zwischenkörper (промежуточное тело).
  4. Substance sensibilisatrice (субстанция сенсибилизации).
  5. Copula (связка).
  6. Desmon (от имени).
  7. Philocytase (филоцитаза).
  8. Fixateur (нет аналога).
  9. Immunisin (нет аналога).

На английском иммуноглобулины также называют антитоксинами за их способность противостоять и ядам. Начало изучения антител относят к 1890 году, когда Китасато Шибасабуро начал изучение борьбы организма с дифтерией и тетанотоксином. Именно тогда была сформирована теория гуморального иммунитета, основывающаяся на том, что некоторые компоненты сыворотки могут бороться с угрозой.

Идеи Шибасабуро были подхвачены Эрлихом и заложены в концепцию боковых цепей, объяснявшую белковый механизм стыковки по морфологическим признакам (строению) молекул. Реакция связывания, кроме того, служит катализатором для дальнейшего производства антител. Некоторые ученые полагали, что иммуноглобулины свободно существовали в крови, а Алмрот Райт даже предположил, что они помечают чужеродные тела для их дальнейшего фагоцитоза и уничтожения, назвав этот процесс опсонинизацией (от опсонин – антитело, усиливающее фагоцитоз).

В 20-е годы Майкл Хайдельбергер и Освальд Эвери показали, что производство антител провоцируется самим наличием антигенов, и что те и другие состоят из белков. Процесс связывания подробно рассмотрен Джоном Марраком. Следующий великий вклад внесен Линусом Полингом, подтвердившим теорию Эрлиха о том, что взаимодействие скорее объясняется морфологическими признаками (строением) молекул, нежели является химической реакцией. В 1948 году было окончательно установлено, что В-лимфоциты в форме плазматических клеток отвечают за синтез антител.

Джеральд Эдельман и Джозеф Галли в 60-е попытались классифицировать иммуноглобулины по строению легких цепей. И заявили, что все они являются тем, что известно науке под именем белков Бенса-Джонса, описанных еще в 1845 году. Эдельман описал антитела как тяжелые и легкие цепи, связанные дисульфидными связями. Примерно в то же время пристальному изучению со стороны Родни Портера подвергся иммуноглобулин G (хвост Fc и связанная часть Fab). Совместными усилиями ученые окончательно раскрыли строение аминокислотных цепей этого антитела и получили в 1972 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Фрагмент Fv препарирован Дэвидом Гиволом. Названные исследования касались преимущественно иммуноглобулинов G и M, тогда как прочими занимались:

  1. Иммуноглобулином А – Томас Томаси.

  2. Иммуноглобулином D – Джон Фэи и Дэвид Роуи.

  3. Иммуноглобулином E – Кимишиге Ишизака и Теруко Ишизака.

Последние также показали, что антитела являются причиной возникновения аллергических реакций. В 1976 году Сусуму Тонегава показал, что генетический материал успешно может видоизменяться, приспосабливаясь к борьбе с теми или иными антигенами. В 90-е годы аллергические реакции начал успешно лечить врач-психотерапевт Анатолий Михайлович Кашпировский. Для успешного противодействия иммунным заболеваниям нужно было принести с собой образец аллергена. После излечения наступало полное выздоровление иммунной системы.

Строение

Иммуноглобулины состоят из четырех цепей. Две из них легкие, и две – тяжелые. Млекопитающие имеют 5 видов антител:

  1. Иммуноглобулин G. Имеет четыре формы для борьбы в любыми вредоносными факторами. Может пересекать плаценту, формируя иммунитет плода.
  2. Иммуноглобулин A. Найден в слизистых дыхательных путей, мочеполовой системе, желудочно-кишечном тракте, подавляет развитие болезнетворных бактерий.
  3. Иммуноглобулин M. Уничтожает вредоносные факторы на первых стадиях формирования В-лимфоцитного иммунитета. Действует до развития формирования иммуноглобулинов G.
  4. Иммуноглобулин D. Не борется непосредственно с антигенами, а служит для активации базофилов и тучных клеток.
  5. Иммуноглобулин E. В исходном положении призван связать аллергены и гистамин, высвобождаемый тучными клетками и базофилами. Помогает организму бороться с паразитами (гельминтами). При нарушении обмена служит причиной возникновения аллергических реакций и анафилактического шока.

Любой иммуноглобулин представляет собой Y-образную крупную белковую молекулу. Распознавание антигенов происходит на Fab области. На каждом кончике Y-молекулы находится паратоп, который служит для стыковки с эпитопом вредоносных белков. Иммуноглобулины могут помечать чужеродные вещества, либо непосредственно связывать их для того, чтобы другие компоненты иммунной системы начали свою борьбу. Этот процесс помогает замедлить размножение вредоносного фактора и активирует макрофаги для утилизации.

Через Fc область (в основании Y), содержащую очаг гликолизирования, иммуноглобулины взаимодействуют с прочими компонентами иммунной системы. Антитела продуцируются В-лимфоцитами (плазматическими клетками). Синтезируются в двух формах:

  1. Раствор.

  2. Мембранно-связанное состояние.

В последнем случае иммуноглобулин прикрепляется к рецепторам В-лимфоцитов. На других клетках в организме аналогичные рецепторы пока найти не удалось. Совместно с Т-лимфоцитами производится полная активизация иммунной системы для борьбы с инвазией. Растворимая форма находится непосредственно в плазме крови.

По структуре антитела являются гликопротеинами, составляя подавляющую часть гамма-фракции. Тяжелые цепи представлены участками Fc (кристаллическими фрагментами). По пяти подгруппам этих регионов и производится классификация иммуноглобулинов на изотипы. В зависимости от того, на каком рецепторе Fc происходит связывание, антителами могут выполняться различные функции.

Несмотря на то, что в глобальном смысле выделяют всего лишь 5 видов антител, благодаря комбинированию аминокислотных цепей, может образовываться более миллиона различных молекул. Как это должно быть ясно из сказанного, не все они являются полезными для организма. Что и проявляется в иммунных заболеваниях. Видоизменяются обычно кончики Y-молекул. Некоторые новшества объясняются элементарно мутациями. Процесс, видоизменения паратопов носит название V(D)J рекомбинации, потому что этот участок обычно состоит из 3-х генов:

  1. V.

  2. J.

  3. D.

Таким образом, локус паратопа полиморфный и состоит из трех аллелей. Гены собираются вместе посредством случайной рекомбинации. Иммуноглобулины могут видоизменяться в другой класс, сменяя одну из тяжелых нитей (Fc). Этим обеспечивается известная гибкость и приспособляемость иммунной системы.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *