Лекция 3

в сыворотке крови и других биологических жидкостях, способные специфически связываться

с антигеном и участвовать во многих иммунологических реакциях. Они синтезируются В-лимфоцитами и их потомками - плазматическими клетками. Составляют 15-25% белкового содержания сыворотки крови.

Зависит от комплементарности (степени сродства) антигенсвязывающего центра (паратопа) и эпитопа.
Авидность

– прочность связывания АТ и АГ. Зависит от аффинности АТ и от количества паратопов.

б) Рецепторные (мономеры IgM, IgD)

2. а) специфические
б)

нормальные - базальный уровень АТ, против АГ групп крови, против бактерий кишечной группы и др. Функции: первая линия обороны против инфекций, удаление из организма отживших клеток (врожденный иммунитет, В1-лимфоциты).

3. а) полные – имеют два или более паратота
б) неполные – имеют только один функционирующий паратоп

на поступление АГ в организме активи-руется несколько В-лимфоцитов, продуцирующих АТ

с разной степенью сродства к эпитопу АГ (поликлональные АТ). Кроме этого один АГ может иметь множество эпитопов. Поэтому моноклональные АТ получают искусственно. Животным вводят АГ, затем выделяют антитело-продуцирующую клетку, сливают ее с опухолевой и получают гибридомы. Они продуцируют АТ строго определенной специфичности и при этом «бессмертны».

в чужеродный организм индуцируют выработку против себя АТ.
При

некоторых условиях в организме могут образовываться антитела к собственным Ig. Так при ревматоидном артрите в крови появляются антитела класса М к собственным Ig G (ревматоидный фактор).

2 пар: легких (L) и тяжелых (H) цепей. Цепи L

и H связаны между собой дисульфидными связями, между тяжелыми цепями также есть дисульфидная связь (шарнирный участок). Вторичная структура полипептидных цепей имеет доменное строение (глобулы). В каждой тяжелой цепи выделяют 4-5 доменов, в легкой – 2. Домены с постоянным аминокислотным составом – константные (С), с переменной структурой – вариабельные (V) с гипервариабельной областью. Вариабельные домены легкой и тяжелой цепи образуют антигенсвязывающий центр – паратоп.

Тяжелые 5 типов: альфа (α), гамма (γ), мю (μ), эпсилон

(ε), дельта (δ). Тип тяжелой цепи определяет класс Ig.
Дополнительные полипептидные цепи в структуре : J – пептид (соединяет мономеры), S – пептид (предохраняет секреторный Ig от ферментативного расщепления) и М–пептид (удерживает рецепторный Ig в мембране В-лимфоцита).
При обработке молекулы Ig ферментом папаином она расщепляется на 2 Fab фрагмента ( связываются с антигеном) и 1 Fc фрагмент (связывается с рецепторами на мембране клеток макроорганизма).

всех сывороточных Ig. Период полураспада 21 день. Мономер, имеет 2

антигенсвязывающих центра, подтипы G1, G2, G3, G4. Связывает комплемент, единственный проходит через плацентарный барьер, может выделяться в молоко. Определяется в сыворотке на пике первичного и при вторичном иммунном ответе. После взаимодействия IgG с АГ его Fc фрагмент может связываться с макрофагами, нейтрофилами и NК-клетками.

дней. Пентамер, имеет 10 антигенсвязывающих центров. Синтезируется первым при превичном

контакте с АГ (первичный иммунный ответ). Обладает высокой авидностью, активирует комплемент по классическому пути. Может выделятся в секрет слизистых, в молоко.
Мономеры имеются на
поверхности В-лимфоцита
в виде рецептора.

белков. Период полураспада 6 дней. Мономер, имеет 2 паратопа. Определяется

в сыворотке на пике первичного и при вторичном иммунном ответе. Не связывает комплемент.
2) Секреторный Ig A (SIgA). Ди- или тример. Его пул считается самым многочислен-
ным в организме. Имеет S пептид,
который присоединяется к моле-
куле при прохождении ее через
эпителиальную клетку и защища-
ет ее от ферментов. Обеспечивает
местный иммунитет на слизистых.

связывает комплемент. Fc фрагмент связывается с тучными клетками и базофилами.

Участвует в противопаразитарном иммунном ответе и аллергических реакциях. Называют реагином.

Иммуноглобулин класса D. Мономер. Может быть рецептором В-лимфоцитов.

и D (мономеры) (строение – см. структура Ig). Кроме молекулы

иммуноглобулина в формировании BCR участвуют еще два обязательных полипептида Ig α и Ig β. Они необходимы для проведения сигнала внутрь клетки и связаны с внутриклеточными тирозинкиназами. Для того, чтобы произошла эффективная активация В-клетки, необходима перекрестная сшивка антигеном нескольких BCR. Для этого молекула антигена должна иметь повторяющиеся эпитопы на своей поверхности. Один лимфоцит содержит 200-500 тыс. однородных рецепторов, обладающих специфичностью к одному антигену.

состоящих из вариабельных (V) и константных (С) доменов, участки которых

проходят через мембрану и погружены в цитоплазму. Они связаны с комплексом белков – CD3, который передает сигнал от рецептора в клетку, запуская процесс активации. Вариабельные домены образуют антигенсвязывающий центр.
TCR совместно с корецепторами CD4 или CD8 распознает антиген в комплексе МНС I или II класса. Происходит двойное распознавание: «своего» (МНС) и «чужого» (АГ). TCR одного Т-лимфоцита распознают только один АГ.
TCR представлены двумя вариантами: αβ (более 90 % Т-лимфоцитов крови) и γδ (много в коже, кишечнике, репродуктивных органах – неспецифический иммунитет).

цепи молекулы АТ. Бывают высокоаффинные (на базофилах и тучных клетках)

– связываются с интактной молекулой АТ, низкоаффинные – связываются с молекулой АТ в составе иммунного комплекса.  
В свободном виде только IgЕ способны связываться с тучными клетками и базофилами. Ig других классов фиксируются на FcR после связывания антитела с антигеном, то есть фиксируется не свободное антитело, а комплекс АГ-АТ через Fc-конец молекулы иммуноглобулина.

активной молекулы и тем самым блокирует ее действие. Например: активный

центр токсина, рецепторы вируса.
2) Энзиматическое действие.
Ig способны расщеплять молекулы некоторых АГ.
Например: деструкция отдельных пептидов или ДНК.

разрушению АГ. Чаще АТ, связываясь с АГ, маркируют его как

мишень для факторов неспецифического иммунитета.
Непрямые эффекты:
1) Активация комплемента по классическому пути с образованием МАК и лизисом клетки.
2) Запуск антителозависимой клеточной цитотоксичности (АЗКЦТ). Осуществляют активированные макрофаги, NК-клетки, эозино-филы. Они имеют FcR, связывающийся с Fc-фрагментом антител, которые предварительно связались с антигеном.

веществ, разрушающих клетку: перекисные и NО-радикалы, ферменты у макрофагов; перфорины,

гранзимы, гранулизин у NК-клеток; ферменты, белковые токсины у эозинофилов при противогельминтном иммунитете.
3) Иммунный фагоцитоз.
Фагоциты также имеют FcR и способны поглощать АГ в составе иммунного комплекса.
4) Развитие гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ) (IgЕ).

образуется несколько миллионов вариантов антител (отличающихся прежде всего паратопами), которые

способны связаться с практически любым АГ, как природным, так и с искусственно полученным. Геном человека физически не может вместить столько отдельных структурных генов. Количество генов, предназначенное для программирования синтеза АТ, всего 120 (зародышевые гены). Эта проблема объясняется теорией С. Тонегавы.

структуру и разбросаны в хромосомах во многих экземплярах. Фрагменты собираются

вместе (комбинируются) в единый функционирующий ген случайным образом, и число возможных комбинаций исчисляется миллионами.
В каждом отдельном В-лимфоците при созревании осуществляется своя уникальная рекомбинация ДНК. Попавший в организм АГ избирательно активирует определенный специфичный к нему лимфоцит, который начинает размножаться и синтезировать АТ.

трех различных хромосомах и наследуются независимо. 1 группа генов содержит

информацию о первичной аминокислотной последовательности легкой цепи каппа (к), вторая – лямбда (λ), третья – всех типов тяжелых цепей: альфа (α), гамма (γ), мю (μ), эпсилон (ε), дельта (δ).
Легкая и тяжелая цепи Ig, состоят из константного домена– С (относительно неизменного во всех АТ) и вариабельного – V.

(вариабельный) имеет около 50 сегментов
2) D (вносящий разнообразие) ≈ 20

сегментов
3) J (соединяющий) ≈ 6 сегментов
4) С (константный) 9 сегментов, определяющих класс и подкласс.
В результате, для образования вариабельного домена Ig в структурный ген соединяются по одному сегменту из V, D, J областей. Вся остальная ДНК этих областей вырезается и выбрасывается из генома. Поэтому дифференцировка В-лимфоцита и приобретение им специфичности необратима на уровне ДНК. Рекомбинацию катализируют ферменты рекомбиназы.

V, J (вариабельный домен) и С.
Так как паратоп образован

сочетанием легкой и тяжелой цепей, это еще больше увеличивает многообразие вариантов.
Кроме этого есть еще два молекулярных процесса: 1) Запланированная неточность связи сегментов VDJ 2) Гипермутагенез в V-генах – повышенное количество спонтанных мутаций. Происходит уже после активации во время пролиферации В-лимфоцитов и приводит к селекции в направлении повышения специфичности рецепторов и АТ.

же хромосомах, что и VDJ гены и обозначаются - С.

Для каждого изотипа (класса) Ig есть свой С-ген (Сα, Сγ, Сε, Сδ, Сμ ). Завершившие лимфопоэз В-лимфоциты экспрессируют иммуноглобулины только М и D. Переключение на синтез иммуноглобулинов других изотипов происходит уже в процессе развития иммунного ответа, то есть после распознавания антигена. Это переключение идет тоже по механизму рекомбинации ДНК. ДНК неиспользуемых С-генов вырезаются в виде кольцевых структур. С этого момента В-лимфоцит строго специфичен, он становится плазматической клеткой и продуцирует большое количество определенных АТ.

плазматические клетки.
АГ поступивший в организм захватывается АПК, происходит его процессинг

(неполное перевари-вание до низкомолекулярных пептидов) и эпитоп АГ выставляется на поверхности АПК в комплексе с МНС II класса. Этот АГ в комплексе с МНС II класса распознает наивный Т-хелпер с помощью своего рецептора TCR и корецептора CD4. С данным АГ из всего пула лимфоцитов связывается именно тот Т-хелпер, рецептор которого оказался компле-ментарен данному АГ.

и др. Получив необходимую цитокиновую стимуляцию от АПК и стимуляцию

интерлейкином-2, наивный Т-хелпер активируется, начинает пролиферировать и дифференцируется в иммунный Т-хелпер 2 типа (Th2).
В то же время наивный В-лимфоцит, рецептор (BCR) которого оказался комплементарен данному виду АГ, также связывается с АГ, осуществляет эндоцитоз, затем процессинг и выставляет эпитоп АГ на своей поверхности в комплексе с МНС II класса. В таком виде его распознает при помощи своего TCR и CD4 иммунный Т-хелпер 2 типа.

CD40-CD40L и др. После этого, получив интерлейкиновый стимул от Т-хелпера,

наивный В-лимфоцит активируется, начинает пролиферировать, дифференцируется в иммунный и начинает продуцировать АТ специфичные данному АГ (какой специфичности рецептор – такие и АТ). Первыми всегда синтезируются IgM, а затем происходит переключение на другие классы и подклассы. Конечная стадия дифференцировки – плазмоциты.
В то же время часть клонов В-лимфоцита дифференцируются в долгоживущие клетки памяти.

поступлении АГ в организм он захватывается АПК, происходит его процессинг

и эпитоп АГ выставляется на поверхности АПК в комплексе с МНС II класса. Этот АГ в комплексе с МНС II класса распознает наивный Т-хелпер с помощью своего рецептора TCR и корецептора CD4. Также между двумя клетками образуются связи молекул CD28 – CD80/86 и др. Получив необходимую цитокиновую стимуляцию от АПК и аутокринную стимуляцию интерлейкином-2, наивный Т-хелпер активируется, начинает пролиферировать и дифференцируется в иммунный Т-хелпер 1 типа (Th1).

комплексе с МНС I класса. ЦТЛ при помощи своего рецептора

ТCR и корецептора CD8 распознает этот АГ в МНС I класса (эта связь стабилизируется CD28-CD80/86) и, получив стимуляцию гамма-интерфероном (IFN-γ) от Т-хелпера 1 типа и IL-2 , активируется, пролиферирует и дифференцируется в иммунный ЦТЛ.
Иммунные ЦТЛ начинают при помощи своего рецептора TCR и CD8 искать клетки-мишени, которые на своей поверхности в составе МНС I класса имеют данный чужеродный АГ. Обнаружив такую клетку, они уничтожают ее, выделяя перфорины, гранзимы, гранулизин или через образование связи Fas-рецептор – Fas-лиганд (Fas- L), запускающей апоптоз.