Компоненты приобретенного иммунного ответа

Во время иммунного ответа, появление в теле чужеродных молекул (антигенов) вызывает образование антител B лимфоцитами (B клетками). Каждый B лимфоцит производит один уникальный тип антител, способный узнавать определенный участок на поверхности антигена (эпитоп). Связываясь с антигенами, антитела помогают клеткам иммунной системы (B клеткам, Т клеткам и макрофагам) узнавать и атаковать захватчиков. У каждого из нас, при условии, что у него не нарушен иммунитет, в крови циркулируют антитела и лимфоциты, способные узнать миллионы различных антигенов.

В качестве антигенов могут выступать микроорганизмы (вирусы и бактерии), продукты их жизнедеятельности (токсины, вырабатываемые некоторыми бактериями или белки, находящиеся на поверхности их клеток), чужеродные белки, молекулы ДНК и РНК, лекарства и другие химические соединения.

Антитела (или и ммуно г лобулины, Ig) – это белки, синтезируемые B клетками. Они могут существовать в виде отдельных молекул, или оставаться прикрепленными к поверхности клеток. Существует пять типов иммуноглобулинов: IgG, IgM, IgA, IgE и IgD. IgG самый распространенный тип антител в организме (Parham), у взрослых он составляет до 15% от общего белка сыворотки крови. Каждая молекула igG способна связать две молекулы антигена. IgM также находится в сыворотке и отвечает за первичный иммунный ответ. IgA находится в выделяемых жидкостях, таких как слезы, слюна, молоко и на слизистых, он представляет из себя первую линию защиты против микроорганизмов. IgA это также единственный вид антител, который может передаваться от матери ребенку. IgD, возможно, задействован в регуляции иммунного ответа, а IgE является основным компонентом аллергических реакций.

А) Структура иммуноглобулина (антитела) IgG, связанного со своим антигеном – капсидным белком ВИЧ p24, определенная с помощью рентгеноструктурного анализа (Harris et al., 1998, Momany et al., 1996). Эти структуры можно найти в базе данных PDB (Protein Data Bank, www.pdb.ufmg.br (Berman et al., 2000)) по кодам 1IGY и 1AFV и просмотреть на компьютере с помощью бесплатных программ, таких как JMol, Rasmol, Protein Explorer. Б) Распространенное схематичное изображение антитела, связанного с антигеном.

Эпитопы это отдельные участки антигена, которые узнаются антителами. Каждое антитело узнает отдельный эпитоп, поэтому разные антитела могут узнавать и связывать разные эпитопы на поверхности одного и того же антигена. Например, частица вируса иммунодефицита человека (вирион) имеет на своей поверхности множество потенциальных эпитопов, которые могут узнаваться разными антителами. Одно антитело может узнавать один конец капсидного белка ВИЧ p24, а другое – другой конец.

Клетки иммунной системы – это ее «солдаты». Макрофаги удаляют чужеродные клетки и молекулы из крови и «процессируют» антигены и экспонируют их на своей поверхности. Экспонированные на поверхности макрофагов эпитопы узнаются Т клетками, которые привлекают другие клетки иммунной системы к месту инфекции, вызывая воспаление. B и Т клетки это лимфоциты (белые кровяные клетки) и каждая из них способна узнавать один определенный эпитоп. Т клетки созревают в тимусе, а B клетки – в костном мозге. B клетки производят антитела; число циркулирующих в крови антител оценивается между 10⁶ и 10¹¹, поэтому всегда найдутся антитела, способные связаться с данным антигеном. Огромное число и разнообразие антител проистекают от рекомбинаций генов, кодирующих антитела, происходящих внутри каждой B клетки. Как и макрофаги, B клетки способны экспонировать антигенные эпитопы на своей поверхности, и привлекать Т клетки. У Т клеток есть две основных функции: они стимулируют размножение B клеток, связавшихся с антигеном, и они убивают клетки, зараженные вирусом, чтобы предотвратить заражение других клеток.

Зачем нам нужна иммунная система?

Даже у бактерий есть аналог иммунной системы: они используют рестрикционные ферменты для уничтожения ДНК вирусов бактерий (бактериофагов), в то же время их собственная ДНК метилирована, т.е. помечена как «своя» и защищена от разрезания. Наша иммунная система работает каждый день, защищая нас от тысяч различных инфекций, но она настолько эффективна, что мы даже не замечаем этого. Болезнь может быть результатом инфекции, генетического дефекта, или токсинов из окружающей среды.

Организмы и молекулы, которые вызывают болезни, называются патогенами – это могут быть бактерии, вирусы, грибы, паразитические простейшие или черви и инфекционные белки – прионы. Инфекционные болезни распространяются разными путями: