Характеристика основных классов Ig

Ig G. Мономеры, включают четыре субкласса, м.м. 160 кД, константа седиментации 7S (т. е. являются микроглобулинами), составляют 75–80% от общего количества Ig в организме человека. Концентрация в крови - от 8 до 17 г/л, период полураспада - около 3-4 недель.

Это основной класс иммуноглобулинов, защищающих организм от бактерий, токсинов и вирусов. В наибольшем количестве IgG-антитела вырабатываются на стадии выздоровления после инфекционного заболевания (поздние антитела), при вторичном иммунном ответе. IgGl и IgG4 специфически (через Fab -фрагменты) связывают возбудителей (опсонизация), благодаря Fc -фрагментам IgG взаимодействуют с Fc-рецепторам фагоцитов, способствуя фагоцитозу и лизису микроорганизмов. IgG способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент. Только IgG способны транспортироваться через плаценту от матери к плоду (проходить через плацентарный барьер) и обеспечивать защиту материнскими антителами плода и новорожденного. В отличие от IgM-антител, IgG-антитела относятся к категории поздних – появляются позже и более длительно выявляются в крови.

IgM. Молекула этого иммуноглобулина представляет собой полимерный Ig из пяти субъединиц, соединенных дисульфидными связями и дополнительной J-цепью, имеет 10 антиген-связывающих центров. Филогенетически это наиболее древний иммуноглобулин. IgM антитела – наиболее ранний класс антител (ранние антитела, макроглобулины 19S), образующихся при первичном попадании антигена в организм. Наличие IgM-антител к соответствующему возбудителю свидетельствует о свежем инфицировании (текущем инфекционном процессе). Антитела к антигенам Гр– бактерий, жгутиковым антигенам – преимущественно IgM-антитела. Отличаются высокой активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания эндотоксинов Гр– бактерий.

IgM – основной класс иммуноглобулинов, синтезируемых у новорожденных и младенцев. IgM у новорожденных – это показатель внутриутробного заражения (краснуха, ЦМВ, токсоплазмоз и другие внутриутробные инфекции), поскольку материнские IgM через плаценту не проходят. Концентрация IgM в крови ниже, чем IgG – 0,5-2,0 г/л, период полураспада – около недели. IgM способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент, активизировать фагоцитоз, связывать эндотоксины грамотрицательных бактерий. IgM обладают большей, чем IgG авидностью (10 активных центров), аффинность (сродство к антигену) меньше, чем у IgG. Мономерная форма этого Ig выполняет функцию антигенраспознающего рецептора на поверхности В -лимфоцитов.

К их основной биологической функции относится мощная антибактериальная защита, которая выражается в лизисе клеток в присутствии комплемента. Особенно активны Ig этого класса в отношении Гр– бактерий: шигелл, сальмонелл, патогенных эшерихий, вибрионов. Вместе с гуморальными факторами естественной резистентности они обусловливают бактерицидную активность крови. В процессе первичного иммунного ответа это первые, наиболее ранние Ig.

IgA. Структурной особенностью Ig этого класса является способность образовывать мономерные, димерные, реже три- и мультимерные молекулы благодаря наличию J -цепи и секреторного компонента. Поэтому выделяют сывороточные IgA – мономеры и секреторныеsIgA (или IgAs), которые представлены на поверхности эпителиальных клеток димерными молекулами с секреторным S- компонентом. Секреторные IgAs находятся в слюне, пищеварительных соках, секрете слизистой носа, в молозиве. Они являются первой линией защиты слизистых, обеспечивая их местный иммунитет. IgAs состоят из Ig мономера, J-цепи и гликопротеина (секреторного компонента). Выделяют два изотипа - IgA ₁ преобладает в сыворотке, субкласс IgA ₂ – в экстраваскулярных секретах.

Секреторный компонент вырабатывается эпителиальными клетками слизистых оболочек и присоединяется к молекуле IgA в момент прохождения последней через эпителиальные клетки. Секреторный компонент повышает устойчивость молекул IgAs к действию протеолитических ферментов. Основная роль IgA – обеспечение местного иммунитета слизистых. Они препятствуют прикреплению бактерий к слизистым, обеспечивают транспорт полимерных иммунных комплексов с IgA, нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и систему комплемента.

IgE. Представляет мономер, в сыворотке крови находится в низких концентрациях. Основная роль – своими Fc-фрагментами прикрепляется к тучным клеткам (мастоцитам) и базофилам и опосредует реакции гиперчувствительности н емедленного типа. К IgE относятся «антитела аллергии» – реагины. Уровень IgE повышается при аллергических состояниях, гельминтозах. Антигенсвязывающие Fab-фрагменты молекулы IgE специфически взаимодействует с антигеном (аллергеном), сформировавшийся иммунный комплекс взаимодействует с рецепторами Fc-фрагментов IgE, встроенных в клеточную мембрану базофила или тучной клетки. Это является сигналом для выделения гистамина, других биологически активных веществ и развертывания острой аллергической реакции.

IgD. Мономеры IgD обнаруживают на поверхности развивающихся В-лимфоцитов, в сыворотке находятся в крайне низких концентрациях. Их биологическая роль точно не установлена. Полагают, что IgD участвуют в дифференциации В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа, участвуют в аутоиммунных процессах.

С целью определения концентраций иммуноглобулинов отдельных классов применяют несколько методов, чаще используют метод радиальной иммунодиффузии в геле (по Манчини) – разновидность реакции преципитации и ИФА.

Определение антител различных классов имеет большое значение для диагностики инфекционных заболеваний. Обнаружение антител к антигенам микроорганизмов в сыворотках крови – важный критерий при постановке диагноза - серологический метод диагностики. Антитела класса IgM появляются в остром периоде заболевания и относительно быстро исчезают, антитела класса IgG выявляются в более поздние сроки и более длительно (иногда - годами) сохраняются в сыворотках крови переболевших, их в этом случае называют анамнестическими антителами.

Выделяют понятия: титр антител, диагностический титр, исследования парных сывороток. Наибольшее значение имеет выявление IgM-антител и четырехкратное повышение титров антител (или сероконверсия – антитела выявляют во второй пробе при отрицательных результатах с первой сывороткой крови) при исследовании парных – взятых в динамике инфекционного процесса с интервалом в несколько дней-недель проб.

Реакции взаимодействия антител с возбудителями и их антигенами («антиген – антитело») проявляются в виде ряда феноменов - агглютинации, преципитации, нейтрализации, лизиса, связывания комплемента, опсонизации, цитотоксичности и могут быть выявлены различными серологическими реакциями.

В сыворотке крови здорового человека Ig обнаружены в следующих количествах (мг/100 мл): IgG – 1000–1500, IgM – 60-180, IgA - 100-400, IgE-0,1, IgD - 3-5.

Конститутивные (нормальные) АТ. В сыворотке крови всегда определяется базальный уровень Ig – нормальных (или естественных) АТ. К ним относят, например, изогемагглютинины, направленные против эритроцитарных Аг групп крови (система АВО), а также против бактерий кишечной группы, кокков и некоторых вирусов. Эти АТ постоянно образуются без явной антигенной стимуляции и могут свидетельствовать об отдаленном контакте с Аг или наличии малых количеств Аг в организме. Они участвуют в поддержании гомеостаза, защите против инфекций, удалении из организма отживших клеток, в представлении антигенов Т-клеткам, индукции синтеза противовоспалительных цитокинов и др.

Соединения из антигенов и антител называют иммунными комплексами (ИК). Обычно ИК фагоцитируются моноцитами, нейтрофилами, эозинофилами и др. либо связываются через рецепторы комплемента с эритроцитами, попадают с ними в печень или селезенку, где фагоцитируются местными клетками. В некоторых случаях ИК циркулируют в крови длительно и вызывают воспалительное поражение органов или подавляют иммунитет.

Динамика образования антител при первичном и повторном введении антигена различна. При первичном введении антигена выделяют:

• латентную (индуктивную) фазу, в течение которой происходят захват макрофагом, переработка и представление антигена Т-хелперным клеткам, размножение специфического клона В-лимфоцитов и трансформация в плазматические клетки, начало выработки антител. Продолжительность этой фазы составляет 3–5 дней. В этот период антитела в крови не обнаруживаются;

• логарифмическую фазу, которая характеризуется поступлением антител в кровь и лимфу, увеличением количества плазмоцитов и геометрическим ростом (в десятки раз) количества антител. Продолжительность этой фазы составляет 7– 15 сут;

• стационарную фазу продолжительностью 15–30 сут, во время которой количество антител достигает максимума и стабилизируется;

• фазу снижения уровня антител, что происходит в результате гибели плазмоцитов ранней генерации. Остаточный низкий уровень антител может сохраняться длительное время – до нескольких месяцев.

В ходе первичного иммунного ответа плазмоциты переключаются на синтез антител разных классов. В начале иммунного ответа синтезируются Ig M, а позже появляются Ig G.

Динамика иммунного ответа при повторном проникновении антигена в организм имеет следующие отличия: латентная фаза короче (от нескольких часов до 2 дней), логарифмическая фаза продолжительнее, скорость прироста антител и их уровень выше. В последующих фазах количество антител снижается медленно, иногда в течение нескольких лет. С первых часов появляются антитела класса Ig G. Различается и последовательность синтеза АТ различных классов: при первичном иммунном ответе более длительно преобладают Ig M, при вторичном – быстро синтезируются и преобладают Ig G.

Указанные различия в динамике иммунного ответа объясняются феноменом иммунологической памяти. При иммунном ответе некоторые В -лимфоциты не дифференцируются в плазмоциты-антителопродуценты, а сохраняются в лимфоидной ткани как клетки памяти. При повторном поступлении антигена количество их быстро увеличивается и формируются клоны плазматических клеток, которые обеспечивают высокоэффективный вторичный ответ.

Примером такого типа иммунного ответа является реакция на повторное введение вакцины (ревакцинация), что стимулирует иммунологическую память. Поствакцинальный и постинфекционный иммунитет также поддерживается иммунологической памятью.

Все Т -лимфоциты, вовлеченные в реакции иммунного ответа, так же как и В-клетки, способны формировать клетки памяти и обеспечивать более эффективный и ускоренный ответ (по вторичному типу). В иммунных реакциях, где эффекторные функции выполняют макрофаги, иммунологическая память создается исключительно Т-хелперами.

Роль антител в формировании иммунитета

Антитела имеют значение в формировании приобретенного постинфекционного и поствакцинального иммунитета.

1. Связываясь с токсинами, АТ нейтрализуют их, обеспечивая антитоксический иммунитет.

2. Блокируя рецепторы вирусов, АТ препятствуют адсорбции вирусов на клетках, участвуют в противовирусном иммунитете.

3. Комплекс Аг-АТ запускает классический путь активации комплемента с его эффекторными функциями (лизис бактерий, опсонизация, воспаление, стимуляция макрофагов).

4. АТ принимают участие в опсонизации бактерий, способствуя более эффективному фагоцитозу.

5. АТ способствуют выведению из организма (с мочой, желчью) растворимых Аг в виде ЦИК.

IgG принадлежит наибольшая роль в антитоксическом иммунитете, IgM – в антимикробном иммунитете (фагоцитоз корпускулярных антигенов), особенно в отношении Гр– бактерий, IgA - в противовирусном иммунитете (нейтрализация вирусов), IgAs – в местном иммунитете слизистых оболочек, IgE – в реакциях ГЧ Н Т.