Синтез Ig подчиняется общим законам синтеза белков: он генетически детерминирован, иными словами связан с наличием набора определенных генов в хромосомах образующих их клеток и передается по наследству.
Иммуноглобулины образуются в результате тесного, так называемого кооперативного, взаимодействия трех видов иммунокомпетентных клеток, составляющих периферическое звено системы гуморального иммунитета. При этом все иммунокомпетентные клетки имеют общего предка в виде мультипотентных стволовых кроветворных клеток костного мозга, которые затем дифференцируются в макрофаги и так называемые Т- и В-лимфоциты. Т- и В-лимфоциты перед заселением определенных участков лимфатических органов "проходят своеобразное обучение" - инструктаж соответственно в вилочковой железе и вероятнее всего в аппендиксе и групповых лимфатических фолликулах (пейеровых бляшках) - образованиях слизистой оболочки кишечника, функционально идентичных фабрициевой сумке птиц. Морфологически В-лимфоциты отличаются от Т-лимфоцитов только наличием множества расположенных на их поверхности микроворсинок, тогда как функциональные их различия огромны. Так, установлено, что стволовые клетки еще в костном мозге дифференцируются в полустволовые, а затем часть популяции последних попадает в вилочковую железу, где под влиянием специфического индуктора-тимозина превращается в минимум в три типа Т-лимфоцитов:
- клетки-помощники или клетки-хелперы (от англ. to help - помогать), которые в последующем вместе с В-лимфоцитами участвуют в процессе продукции антител;
- клетки-киллеры (от англ. to kill - убивать), обладающие выраженной цитотоксической активностью и разрушающие чуждые организму клетки (в том числе микроорганизмов) и ткани (например, трансплантаты) с помощью образуемых ими лимфотоксинов (молекулярная масса 80 000 дальтон), которые парализуют и разрушают клетки, в частности, содержащие вирусы и риккетсии, и активизируют их фагоцитоз;
- клетки-супрессоры (от англ. to supress - подавлять), замедляющие антителообразование и "заведующие", в частности, развитием феномена иммунологической толерантности (терпимости, ареактивности к антигену-индуктору) - утраты организмом в постэмбриональном периоде способности реагировать на собственные антигены и, естественно, образовывать к ним антитела.
На состояние иммунологической толерантности похоже по конечным итогам состояние иммунологического паралича, развивающегося после введения чрезмерно больших, запредельных дозировок антигенов, что обязательно учитывается при выборе прививочных доз вакцин и анатоксинов. Вероятнее всего, роль макрофагов, Т- и В-лимфоцитов в процессе антителообразования соответственно связана со способностью макрофагов захватывать и трансформировать антиген с высвобождением его детерминантной группы, которая стимулирует Т-лимфоциты-хелперы на продукцию белка иммуноглобулиновой природы, обладающего способностью вызывать пролиферацию и дифференциацию В-лимфоцитов в пиронинофильные, а затем и плазматические, клетки, которые и продуцируют антитела, специфичные к антигену-индуктору. С учетом положения о необходимости трехклеточного кооперирования в антителогенезе, сформулированного Р.В. Петровым, схема взаимоотношений указанных клеток в процессе антителообразования может быть представлена следующим образом: антиген + макрофаг - переработанный антиген + антиген-реактивная Т-клетка - активированный антиген и, видимо, индуктор иммунопоэза + предшественник антителообразующей В-клетки - антитела. Полагают, что фактор иммунопоэза, вырабатываемый Т-лимфоцитами, активированными антигеном, представляет собой фрагмент Ig, или маленькую молекулу белка с выраженным гормональным или адъювантным действием. При этом, если индуктор иммунопоэза, продуцируемый Т-клетка-ми, почему-либо не принимает участия в кооперативном взаимодействии, то антитела не синтезируются, а развивается состояние иммунологической толерантности.
Однако нет правил без исключений. Известны так называемые тимуснезависимые, состоящие из повторяющихся субъединиц антигены типа полисахарида пневмококков, антитела к которым синтезируются В-лимфоцитами без участия Т-лимфоцитов-хелперов. Небезынтересно, что иммунологическая память к таким антигенам не развивается, почему трудно рассчитывать на эффективность отдаленной ревакцинации при их введении в чистом виде.
Срок жизни В-лимфоцитов, синтезирующих антитела, сравнительно короток. Наряду с ними существуют длительно живущие Т- и В-лимфоциты, которые после активации антигеном не проделывают весь цикл дифференцировки и поэтому выполняют особую чрезвычайно важную функцию становления иммунологической памяти способности организма быстро реагировать массивной продукцией антител на антиген-индуктор через значительное время после первой с ним встречи ранее. Очевидно, с функцией этих клеток и связан эффект ревакцинации.
В специальной литературе имеется перечень теоретических представлений о механизме образования антител. К настоящему времени наиболее экспериментально обоснованной и при этом высоко конструктивной считается клонально-селекционная теория австралийского ученого, лауреата Нобелевской премии Ф. Бернета, которая не только позволяет обобщать разнообразные уже установленные и вновь устанавливаемые факты и объяснить связанные с ними иммунологические явления, но и указывает на пути дальнейших исследований, результаты которых в свою очередь дополняют и развивают ее.
Согласно основным положениям этой теории, на протяжении длительной эволюции животного мира осуществлялись многочисленные контакты с разнообразными веществами антигенной природы, способность специфически реагировать на которые в конечном итоге закрепилась на генетическом уровне, получив представительство в хромосоме клеток, участвующих в синтезе антител. Поэтому готовность организма к реакции антителообразования генетически детерминирована и связана с наличием в популяции лимфоидных клеток множества клонов иммунокомпетентных клеток, способных продуцировать специфические антитела к различным антигенам.
Реакция лимфоидных клеток на антиген в эмбриональном и постнатальном периодах резко различается. Так, допускается, что клоны, реагирующие с антигенами собственных белков, к моменту рождения погибают, поэтому после рождения сохраняются лишь клоны клеток, распознающие только чуждые организму антигены. При этом клонально-селекционная теория допускает сохранение "запретных" клонов клеток, способных реагировать с собственными антигенами вследствие отсутствия контактов с ними в процессе эмбриогенеза. Это и является причиной развития истинных аутоиммунных заболеваний. Наличие клеток с рецепторами к различным антигенам приводит к тому, что попадающий в организм не свойственный для него "чужой" антиген неизбежно вступает в реакцию с распознающими его иммунокомпетентными клетками, вызывает усиленную их пролиферацию и массовую продукцию специфических антител.
Фундаментальными доказательствами в пользу приведенных положений клонально-селекционной теории служат экспериментально установленные факты возможности воспроизведения явления толерантности к чужеродным антигенам при условии их введения эмбриону или состояния иммунологического паралича после рождения, наличия на предшественниках клеток-продуцентов антител антителоподобных рецепторов иммуноглобулиновой природы и ряд других.
Невзирая на существенную роль антител в обеспечении невосприимчивости, природа многообразных явлений видового и приобретенного иммунитета, причем к чужеродным антигенам не только инфекционного происхождения значительно сложнее.
Невзирая на значительные успехи в объяснении механизмов, в частности, формирования иммунитета к инфекционным болезням, сущность многих известных явлений требует последующих исследований.
Так, в рамках инфекционной иммунологии не ясны причины различий в напряженности и длительности иммунитета, формирующегося после переболевания отдельными инфекционными болезнями, равно как и после введения разных вакцин одной и той же природы; требует расшифровки феномен хронического носительства патогенных микроорганизмов и ряд других фактов, знание которых необходимо для совершенствования и последовательного усиления эффективности системы профилактических мероприятий.