Фізіологія імунітету, безкоштовні курсові, реферати, дипломні роботи
Імунологія розглядає антиген як біологічного маркера клітин, тканин, органів і рідин організму в процесах онто- і філогенезу. Ці структури називають антигенами головного комплексу гістосумісності (МНС), так як вони контролюються групами генів головною системи гістосумісності, розташованими у людини на шостий хромосомі.
МНС виконують в організмі різноманітні функції. Так, антигени МНС класу 1 і 2 визначають здатність імунної системи організму розпізнавати чужорідні антигени. Суть цього явища полягає в тому, що мікроорганізми, продукти їх розпаду або життєдіяльності, інші незмінені антигени Т-лімфоцитами розпізнаються, ...
тому спочатку вони піддаються переробці в клітинах-макрофагах, де відбувається їх часткова денатурація і протеоліз, як правило, до пептидів. Такий низькомолекулярний перероблений антиген переміщається на поверхню клітини, зв'язується з розташованими тут молекулами МНС і стає доступним для сприйняття Т-лімфоцитами. При цьому комплекси антигенів з молекулами МНС класу 1 розпізнаються цитотоксичними Т-лімфоцитами, які здійснюють руйнування злокачественно перероджуються або інфікованих вірусом клітин, а комплекси антигенів з молекулами МНС класу 2, що утворюються в основному на В-лімфоцитах і макрофагах, розпізнаються Т-хелперами, які як посередники передають сигнал і включають В- і Т-клітини в антителообразование або інші ефекторні процеси.
Антитіла - це особливий вид білків, званих імуноглобулінами, що виробляються під впливом антигенів і володіють здатністю специфічно реагувати з ними. Антитіла можуть нейтралізувати токсини бактерій і віруси (антитоксинів і вируснейтрализующие антитіла), брати в облогу розчинні антигени (преціпітіни), склеювати корпускулярні антигени (аглютиніни), підвищувати фагоцитарну активність лейкоцитів (опсоніни), пов'язувати антигени, не викликаючи яких-небудь видимих реакцій (блокуючі антитіла) , спільно з комплементом лизировать бактерії та інші клітини, наприклад, еритроцити (лізину).
Антитіла являють собою глікопротеїни з молекулярної масою від 150 000 до 1 000 000. В найпростішому випадку молекула AT має форму літери «ігрек» або «раку» з мінливим кутом між двома верхніми відрізками ( «клешнями»), що говорить про гнучкість її структури. Складаються антитіла з чотирьох поліпептидних ланцюгів, пов'язаних один з одним дисульфідними містками. Дві ланцюга - довгі і посередині вигнуті (як хокейні ключки), а дві - короткі і прямі - прилягають до верхніх відрізках довгих ланцюгів. Молекулярна маса довгих ланцюгів 50 000, їх називають важкими, або Н-ланцюгами; коротких - 25 000, їх називають легкими, або Z-ланцюгами. Важкі і легкі ланцюги відрізняються за амінокислотним складом і антигенними властивостями.
Обидва ланцюги імуноглобуліну по порядку розташування в них амінокислот поділяються на дві частини. Одна з них, С-область, у всіх ланцюгів імуноглобуліну стабільна; інша, V-область, вариабельна, послідовність амінокислот у ній змінюється в залежності від виду антигену, що викликає утворення антитіла. При цьому на кінцях V-областей молекули Y (на двох «лещатах раку») формуються два антигензв'язуючих центру. Останні у різних імуноглобулінів мають різну конфігурацію, комплементарную детерминантной групі того антигену, під впливом якого виробилися.
Таким чином, розпізнавання антигену відповідним антитілом відбувається не за хімічною структурою, а головним чином по загальній конфігурації антигену завдяки взаємній комплементарності з антигензв'язуючих центром. Антитіла зв'язуються з антигенами за рахунок просторової комплементарності, яка забезпечується міжмолекулярними силами і водневими зв'язками. Міцність взаємодії між антигеном і одним антигензв'язуючих центром називається аффинностью (спорідненістю). Реакція між антигеном і антитілом призводить до утворення комплексу антиген-антитіло (АГ-АТ). У деяких випадках зв'язування антигену антитілом вже досить для знешкодження антигену - нейтралізації (наприклад, знешкодження правцевого анатоксину). Спорідненість антитіл до відповідних їм антигенів може бути різним. У сироватці проти того чи іншого антигену завжди міститься суміш багатьох молекул антитіл з різним спорідненістю до нього, і їх з'єднання з антигеном обумовлює перехресні реакції. Якщо в молекулі антигену є кілька детермінант з однаковою антигенною специфічністю, то молекулярні агрегати, які утворюються в присутності специфічних антитіл, можуть ставати настільки великими, що комплекси АГ-АТ вже не можуть залишатися в розчині і випадають в осад - відбувається преципитация. В діагностиці преципитацию застосовують для визначення природи антигенів і специфічності антитіл. У реакціях антитіл з антигенами, що представляють собою частинки або клітини (частки крові, бактерії), також можуть утворюватися великі агрегати, іноді навіть видимі неозброєним оком. Подібні реакції аглютинації ( «склеювання») використовують для визначення груп крові, ідентифікації бактерій, а також антитіл проти бактеріальних білків і гормонів в крові і сечі. На підставі цієї реакції розрізняють повні і неповні антитіла. Так, відповідні повні антитіла (зазвичай належать до класу JgM) безпосередньо викликають аглютинацію еритроцитів, тоді як неповні антитіла (переважно класу JgG) реагують з розташованими на їх поверхні антигенами, але в силу своїх невеликих розмірів не можуть викликати аглютинацію.
Антигени, з'єднані зі специфічними ділянками зв'язування неповних антитіл, вже не можуть реагувати з повними антитілами, тому неповні антитіла називають також блокують. Останні блокують антиген, а нерідко одночасно пов'язують комплемент, внаслідок чого їх вже називають і комплементсвязивающіе. Якщо ж реакція антиген-антитіло не викликає будь-яких змін в організмі, їх називають антитілами-свідками. Реагування JgE і JgG з антигенами може призводити до розвитку алергій. При незначних, безслідно зникаючих проявах алергії на шкірних покривах алергічні антитіла називають реагинами, а при яскраво виражених пошкодженнях клітин шкіри - агресини, або шкірно-сенсибилизирующими антитілами. Як і всі білки, імуноглобуліни є антигенами, і по відношенню до них виробляються антііммуноглобуліни, тобто антитіла проти антитіл.
Залежно від будови константних областей важких ланцюгів все імуноглобуліни поділяють на п'ять класів: JgG, JgM, JgA, JgE, JgD.
Бурхлива вироблення JgG відбувається вже при повторному попаданні антигену в організм, забезпечуючи нейтралізацію бактеріальних токсинів і вірусів. Період напіврозпаду 24 дня.
JgM - найбільші антитіла, що виробляються на первинне введення в організм антигену. Вони відрізняються вираженою авідності і утворюють міцні з'єднання з антигенами, що несуть множинні детермінанти, - ці антитіла викликають аглютинацію і здатні нейтралізувати чужорідні частинки, забезпечуючи стійкість до бактеріальних інфекцій. До JgM належать антитіла системи груп крові АВО, холодові аглютиніни і ревматичні чинники. Зберігаються JgM. однак, недовго - період їх напіврозпаду не перевищує 5 днів.
JgA можуть являти собою як мономери, так і полімери і виробляються як на первинне, так і на вторинне вплив антигену. При цьому сироваткові JgA накопичуються в крові. Біологічна роль їх до кінця не вивчена. Секреторні JgA продукуються в слизових оболонках кишечника, в верхніх дихальних шляхах, в сечостатевої трубці, містяться в слізної рідини, слині, молоці і забезпечують місцевий імунітет тканин проти антигенів, що контактують зі слизовими оболонками. Період напіврозпаду - 6 днів.
Мономірні імуноглобуліни JgD і JgE присутні в плазмі в дуже низьких концентраціях. Можливо, вони функціонують як пов'язані з клітинами рецептори антигенів. JgE з'єднуються зі спеціальними рецепторами на поверхні базофілів і тучних клітин при зустрічі з відповідним антигеном, клітина - носій цього імуноглобуліну - секретує гістамін і інші вазоактивні речовини, що викликають алергічну реакцію.
JgD знаходиться на поверхні В-лімфоцитів і разом з JgM становить основну частину їх рецепторів. Про фізіологічної ролі їх відомо мало.
В останні роки стали прояснюватися деякі механізми генної регуляції синтезу імуноглобулінів. Істотний крок вперед в цьому напрямку був зроблений тоді, коли було виявлено, що сегменти генів, що кодують Н і L-ланцюга імуноглобулінів в попередниках лімфоцитів, спочатку «розкидані» по хромосомі, тобто просторово розділені. Для кожної вариабельной (V-області) частини ланцюга початково існує дуже багато (щонайменше 10 3) різних генних сегментів. Оскільки і Н, і L-ланцюга антитіл мають свої V-області, які беруть участь у зв'язуванні антигену, числом можливих комбінацій забезпечується синтез щонайменше 10 6 специфичностей антитіл. При такому величезному розмаїтті можливостей антиген викликає проліферацію саме тих В-лімфоцитів, які розпізнають даний антиген.