Разнообразие антител.

Для распознавания всего многообразия антигенов
окружающей среды иммунная система должна вырабатывать не менее
10⁸ антител разной специфичности. Специфичность антител, то есть
способность распознавать какой-либо один антиген, определяется аминокислотной
последовательностью вариабельных областей легких и тяжелых цепей. Разнообразие антител
обеспечивается уникальным строением участков ДНК, кодирующих вариабельные
области. В зрелом B-лимфоците участок ДНК, кодирующий вариабельную
область тяжелой цепи, состоит из трех генов, которые обозначаются V, D и J, а
вариабельная область легкой цепи — из двух генов — V и J. Костномозговой
предшественник B-лимфоцита содержит множество вариантов этих генов. В процессе
созревания B-лимфоцита они случайным образом комбинируются друг с другом,
образуя единый комплекс, состоящий из одного гена V, одного гена D и одного
гена J. Увеличению разнообразия антител способствуют также мутации этих генов.

3. Функции отдельных участков молекулы иммуноглобулина можно изучать,
расщепляя ее на фрагменты. Для расщепления молекулы иммуноглобулина используются
ферменты (папаин и пепсин), кислоты и мочевина. При обработке папаином молекула
иммуноглобулина распадается на три части — два Fab-фрагмента и один Fc-фрагмент,
тогда как пепсин расщепляет молекулу на один F(ab')₂-фрагмент и два
Fc-фрагмента.

а. Fab-фрагмент представлен N-концевым участком тяжелой цепи и легкой
цепью молекулы иммуноглобулина, каждая цепь Fab-фрагмента содержит одну
вариабельную и одну константную область. Специфичность антител определяется
аминокислотной последовательностью вариабельных областей.

б. Fc-фрагмент представляет собой C-концевые участки тяжелых цепей и
состоит только из константных областей. От строения Fc-фрагмента зависит
способность иммуноглобулина проникать через плаценту, связывать комплемент и
присоединяться к разным типам клеток — макрофагам, тромбоцитам, тучным клеткам.
Кроме того, от строения этого фрагмента зависит скорость синтеза и распада
молекулы иммуноглобулина. В распознавании антигена Fc-фрагмент участия не
принимает.

4. Классы иммуноглобулинов. Характеристика классов и подклассов
иммуноглобулинов приведена в таблице.

а. IgG вырабатываются как
при первичном, так и при вторичном иммунном ответе. IgG обладают максимальной способностью
проникать в ткани, поэтому они наиболее эффективно связывают и удаляют антигены.
На основании структурных различий тяжелых цепей можно выделить 4 подкласса IgG, которые обозначаются IgG₁, IgG₂, IgG₃ и IgG₄. Подклассы IgG различаются по способности связывать
комплемент и активировать его по альтернативному пути, связываться с рецептором
к Fc-фрагменту IgG на разных типах
клеток и проникать через плаценту.

б. IgM вырабатываются при
первичном иммунном ответе. Пентамерная молекула IgM состоит из 5 мономерных молекул,
подобных молекуле IgG, связанных
дисульфидными мостиками и J-цепью. Эти антитела не проникают через плаценту.
IgM эффективно связывают
комплемент и активируют его по классическому пути, обеспечивая разрушение
клеток, например бактерий. Именно к этому классу иммуноглобулинов относятся
изогемагглютинины — естественные антитела к эритроцитарным антигенам A и B.

в. IgA — основной
иммуноглобулин слизистых, содержится также в крови. В слизистых IgA присутствуют в виде димеров, в
сыворотке — в виде мономеров, димеров и тримеров. Димерный IgA содержит секреторный компонент,
который обеспечивает проникновение молекулы через эпителий. Изолированный
дефицит IgA — самая частая форма
первичного иммунодефицита.

г. IgD присутствует в
сыворотке в очень низкой концентрации, функции его неизвестны. IgD на поверхности B-лимфоцитов
выполняют функции антигенраспознающих рецепторов.

д. IgE. В норме
концентрация IgE в сыворотке
невелика, однако она возрастает при аллергических реакциях немедленного типа
Высокоаффинные рецепторы к
Fc-фрагменту IgE находятся на
тучных клетках и базофилах. При связывании IgE, фиксированных на мембранах тучных
клеток или базофилов, с антигеном происходит высвобождение медиаторов
воспаления. Именно этот механизм лежит в основе патогенеза анафилактических
реакций.