Материал: Себякин Ю.Л. Иммунология и вирусология
11
пропустить через нее лимфоцmы различных клонов А, В, В и Г, то КЛen<И с
рецепторами для А свяжугся: С шариками, а остальные выйдyr из колонки.
Хотя эксперименгы стаБИJDIСЬ на В-лимфоцитах, теория сnpаведаива
и для Т-лимфоцитов (рис.5).
Большинство макромолекул, включая npaю:ически все белки и большую часть полисахаридов, MOryr cл:yжиrь aнmгeнами. Те участки
поверхности aнmгeHa, которые взаимодействуют с aиmгенсвязывающими
участками aнrиreла ИlШ рецепторами лимфоцита и на которые выpaбaThIВaeтcя имыунный oт.seт, называются aIO'ЯГeНIЩМИ Пerq1минaшawL
НизкомолеКУЛS1pные молекулы, которые хоти и MOгyr специфически
связьma:rьcя с антигеломилирецеnropoмлимфоциra, но не MOIYf индуцировать
им:м:унный ответ, назывaюrcя гaпreнaми. Если гarrreн npИIШfI'Ь к
макроиолeкynе - носигелю, 1'0В иммунологических исследованиях лимфоцит npиобpeтaer способнOCTh Bыpa6aJ:ьnmъ 8ИIИГe/Iак этому raшeнy.
Большинство aнmreнoв обладает на поверхнocm несколыGool
ангигенными детерминaнraми, среди которых ОДНИ менее иммуноreнны, щ:>угие
более и называются иммунодом:инaнrными.
По npинциny клональной селекции, дliЖе одиночная антигеЮlая
детерминанга может aIO'ИВRpOвать много различных клонов с поверхностными
рецепторами, обладающими различным сродством к данной детерминaнre. Поэтому ответ может быть моноклоналъным, ОJЩГоклональным.
ПОЛИЮIОНальным. но обычно ОТБе1Ы на больПIИНСТВО антигенов полик.чональны.
Тажим образом. кл:ональная селекция дает ответ на первый вопрос
ЮiМ\'НОlIОГИИ - как ШОI)1ffiая система распознает МИЛЛИОНЫ раз.'Iичных
чужеродных :МO.l~Ky.l и реагирует на них.
http://www.mitht.ru/e-library
12
А как иммунная система отличает "чужое" от "своего", Т.е. что
обеспечивает реакцшо организма ТОЛЬКО на чужеродные антигены? В данном случае ответ не столь однозначный.
Возможно, что животное наследует гены, кодирующие рецеlПOРЫ
для чужих, а не ДJIЯ собствеШIЫХ aнrигeнов. Поэтому его иммунная система генетичесI<И запрограммирована тaI<ИМ образом., чroбы отвечать только на
"чужие" aиntreны.
Возможно, что иммунная система изначапьно способна отвеча:п. и
на "свои" и на "чужие" aиm:reщ но "учится" не отвеча:п. на "свои" на paшrем
периоде развШШl иммунной систеNы.
Первы:е дOICaЗaТeПЪC'lВa в пользу ВтороЙ гипотезы получены в 1945 г. Как правило, пepecaдJCa namи от одного индивидуума к другому
сопровождается oтropжением. Был npoведен ОIIЬП на дизиготных. т.е.
неиденrичныx, коровах-близнецах. Если в период внyrpиyrp06ного развиraя они имели cpocmиеся IDI8цeиIы и сущеC'IВO:вaJJaвозможность обмена КJIe:tXaМИ крови, то nepecaженвая во взрослом СОСТОЯНИИ кожа не oтroргаласъ. Если
IDI8Цemы были раздельные, то кожные тp8НCIDJaНra'IЫ опоргалисъ. Позже эти oIlbl'Iы былиnpoведены: на курах и мьпuвx.
этими опытами было показано, что постоянное прису:гствие
чужеg)Цных aнmreцOB, начиная с того времени. когда ИММ)'НН8Jl система еще
не созрела, npиводит к бпожаде иимунного ответа на ЗПI aкmгeны. Такое состояние было названо Ш!иoб,pereнной ИММУНологическОЙ ТOJI~paиmостъю.
в 1962 г. продемонстрировано, что несnocoбность реагировать на
"свои" aнmгeвы ЯllJJЯeТCЯ также приобретенной и нaзьmaercя ecтecтReнной
ИММУНОЛОгической толemитностью:
у головастика лягушки удаляли ГШ10фЩ так что в MOMeнr
созревания иммунной системы у него не было специфичесI<ИX ангигенов :лого
органа. Эroт же гипофиз 1р8Нсnлaнmpoвали другому головастику, который
его не отroргал, Т.К имел незрелую иммунную систему. Если после
созревания гипофиз пересаживался первоначапьному хозяину, 1'0 он
отторгалсJl, как если бы был чужеродным. Если же у второго головастика
сначала выpeз8JпI половину гипофиза, |
а зareм ее возвращали, 1'0 она |
npиживалась. |
. |
Таким образом., было доказано, что иммунная система потеIЩИально способна реагировать на aиm:reны собственного организма, но в ходе своего рё1Звиrnя npиобретает способность не делать этого.
Другие эксперимеmы показали, чro для поддержания естественной толерантнOC'IИ требуется постоянное присугствие "своих" антигенов. Если TO~
и.;IИ иной антиген удалить, то через недели или месяцы организм снова
приобретает способность отвеЧ81Ъ на него. Тонкие молеI<улярные механизмы
ТО!Jерантности пока неизвестны.
Вслучае же если толерантность к соос'ТВснным антигенам
наР~'1llается, то возникают так Нё1Зываемые аутоиммунные реакции,
ответственные за целый ряд тяжелых заболеваний.
http://www.mitht.ru/e-library
13
Функuиональные свойства антител. Основная функция молекул антител, назьmаемых иммуноглобулинами (Ig) и являющихся основным классом белков крови суммарного белка крови) сводкrcя К специфическому связыванию с чужеродными молекулами (ангигенами), при котором происходиг ШlaI<ТИВация И/ИЛИ удаление ТОICсина, МИI<POорганизма,
паразига или каких-либо веществ из организма. |
. |
КлассификaшJЯ и йРvктypные особенности 19. В упрощенном виде
молекулы aкmтeл принято обозначать в виде буквы «У» с двумя иденrичными ангигенсвязывающими учаС11СаМИ - по одному на каждый из двух "вemеЙ·.
Ан:Jю·еИ-СВЯЭЫВ8ЮЩИЙ |
Aн:rиreИ-с8I1ЗЬIВaющий |
|
Основную |
|
структурную |
едишщу |
|||
участох |
|
|||
учаcroк |
молекулы |
aиrиreлa |
||
|
|
|||
|
|
образуют |
чerыpe |
ПОЛШIеmидные цепи -
две идeнmчные лermе
(L-цепи) примерно по 220 аминокислот и две
иденrичвые тяжелы:е
(Н-цепи) примерно по 440 аминокислот
кaждaJI. Все чeп.rpe
цепи связаны Neжру
собой ковалeиrными
связями
(дисульфидными мостиками) и
нежовален'пIыми
взаимодеЙствиs:ми.
Aнrиreнсвязы
вающие участки формируются за счer N-КOIща L- и Н-цепей, а поскольку таких
участков два, aиrи:reла называют бивалeнmы:ми. Область "хвоста" образуют только Н-цепи, которые дополни:reльно содержат несколько олигосахаридEIых цепочек. "Вemи" молекулы aнmreлa свJIз8вы с "хвостом" шарнирным
участком.
Кроме ТОГО, в структуре иммуноглобулинов выделяют Fab- и Fc-
фрагмеmы, которые образуются при действии на 19 протеолитическими ферментами папаином и пепсином.
Протеолитическне ферменты папаин и пепсин расщепляют антитела на раJ.:шчные фрагменlы (рис.б).
Папаин дает два иденrичных Fab-фрагмента с aнrиrенсвязьmающими участка~fИ и один F<:"фрагмент. Пепt:ин дает один крупный бивапекгный
http://www.mitht.ru/e-library
14
фрагмент f(ав)2-фрагмент и много мепккх .:убфрагмеmов, хвостовая об.'lасть
отсутствует.
у высших позвоночных существует пять классов антител - IgМ, IgD, 19E, IgG, IgA, каждый со своим классом Н-цепей - I.L , 6 , Е , у, и а - СОО11!e1'C'mенно. Те. молекулы 19A содержат а -цеIЩ молекулы IgG - у
тяжелы:е цепи и Т.д. Разные Н-цепи ПРИдаюТ "хвостовым" областям антител
различную конформaцmo и определяют xapaкrepныe свойства каждого класса (табmщa 1).
М' :II_'мме ПIIDCIIIIDМ
1 !
АIIТAI~-СnЗЬ!ваtOШИe
VfU+П
___.1 |
L.....--J |
|
Дм F:tb-фР~1~СIП3 |
О;1НН Р<tl,·фраrыCIIТ |
О;vfИ F(ab')-фptn'kIefП' Субфраr~CIt'lЫ |
|
|
Fab |
РиС.б. Фрагменты, образующиеся при расщеIDIеюrи молекул антигел двумя различными протеОJПfГИЧескими ферментами (папаином и пепсином).
а лица |
оиства основных классов aнтиreл у_человека. |
|||||
Класс иммуноглобулинов |
|
IgМ |
IgD |
IgG |
19A. |
19E |
Типы тяжелых цепей |
|
J.l |
1) |
-'1 |
а |
Е |
тиnыl легких цепей |
|
],/1. |
У/А |
ГА |
'j/A |
хл- |
|
|
|
|
'Х. |
|
|
Число четыIехx цепочечных едиющ |
5 |
1 |
1 |
1-2 |
1 |
|
Доля в % ОТ иммуноглоБУЛИНОВ В |
-5 |
<1 |
-80 |
-15 |
<1 |
|
крови |
|
|
|
|
|
|
Способность активировать систему |
~ |
- |
ер. |
- |
- |
|
комплемеНТII http://www.mitht.ru/e-library
'5
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I1Pохождение через rmaцeнry |
- |
|
|
+ |
- |
|
- |
|
||
Связь с фагоцкraми |
- |
- |
|
|
+ |
- |
|
- |
|
|
Связь с базофилами и тучными |
- |
- |
|
|
- |
- |
|
+ |
|
|
клетками |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в дополнение к пяти классам Н-цепей у высIШ\X позвоночных |
||||||||||
имеются два типа L-цеnей - Х и л. |
, каждая |
из которых |
может быть |
|||||||
ассоциирована с ЛЮбой Н-цепью, но всегда Н- и L -цепи в ангителе попарно
иденmчны.
IgМ - основной иммуноглобулин первнчного иммунного ответа. Мол.
масса 950000. В секретируемой форме IgМ представляет собой пенraмер, состоящий из rurrи чеп.хрехцепочечных едишщ так чro в общей сложности IgМ имеет 10 aнrягeнсвязывaIOЩИХ участков. Такие пенraмеры очень эффеICI'ИВНО
активируют систему JCомплемеига. Субъедиющы расположены радиалъНО
(рис.7).
каждый пеигамер
содержиг свазывающую
полипеIlIИJlJlYЮ цепь,
называемую J-цепью (мол.
масса 15000 - 20000). J-цепь
не имеет гомологии с
иммуиоглобулинами. СОСТОИГ из 129 амино:к:ислот
и содержиr ОДИН сложный
углевод. J-цепъ
cmrre:шруется
се.кpempующими IgМ
клетка.ми, JCовалепгно
встраивается в Fс-области и
иющиирует процесс
олигомеризации.
Рис.7. Пенraмерная молекула IgМ.
IgQ - второй после IgМ иммуноглобулшr, ПОЯВЛЯЮJДИЙся на поверхности В КЛетки в ходе ее развиrия. При этом Д!IЯ IgD пока не известно никакой шюй функции, кроме роли рецептора д.'lЯ связывания с антшеном.
http://www.mitht.ru/e-library