Классы иммуноглобулинов

Каждая цепь имеет постоянный и вариабельный участок. Постоянный участок остается постоянным в последовательности аминокислот и антигенности в пределах данного класса иммуноглобулинов; вариабельный участок, напротив, характеризуется большой непостоянностью последовательности аминокислот. Именно в вариабельной части цепи происходит реакция соединения с антигеном.

Рис. 1 Строение иммуноглобулинов (IgG)

Каждая молекула IgG состоит из двух соединенных цепей, которые формируют два антигенсвязывающих участка. На вариабельном участке каждой цепи имеются гипервариабильные участки – три в легких цепях и четыре в тяжелых цепях. Разновидности последовательности аминокислот в этих гипервариабильных участках определяют специфичность антитела. При определенных условиях эти гипервариабильные области могут также выступать в роли антигенов (идиотипы). Антитело против идиотипов, т.е. производимое против гипервариабильной области антител, имеет ограниченный диапазон реактивности и соединяется только с молекулами иммуноглобулина, имеющими данную гипервариабильную область. В сущности, реактивность антител против идиотипов ограничена исключительно специфическими антителами, полученными из единственного клона. Хотя вышеописанное относится строго к IgG, другие классы иммуноглобулинов имеют такую же основную структуру, за исключением того, что IgM является пентамером (т.е. состоит из 5 основных единиц (молекул), связанных в области Fc-концов), а IgA обычно существует как димер.

IgD и IgE имеют сходную структуру. IgA – димер, а IgM – пентамер. Антиген-связывающие места формируются концами тяжелой и легкой цепей; каждая молекула IgG имеет два места связывания. При энзиматическом расщеплении образуются следующие фрагменты: Fc-фрагмент содержит участки обеих постоянных частей; Fab-фрагмент содержит легкую и часть тяжелой цепи с одним антиген-связывающим участком. F(ab)’2-фрагмент состоит из двух связанных между собой Fab-фрагментов. Н - область «вилки»; HV,LV - вариабельные концы тяжелой и легкой цепей; HC, LC - постоянные концы тяжелой и легкой цепей.

Постоянный участок каждой молекулы иммуноглобулина имеет рецепторы для комплемента, а также имеется на Fc-фрагменте участок, который связывается с клетками, имеющими Fc-рецепторы (что необходимо для осуществления клеточного иммунитета). Унаследованные антигенные различия между тяжелыми цепями составляют аллотипы. Молекулы иммуноглобулинов можно разбить на части различными протеолитическими ферментами. При воздействии папаина молекула разделяется в области расхождения тяжелых цепей (“вилки”) на два Fab-фрагмента и один Fc-фрагмент (кристаллизующийся). Пепсин разрывает молекулу на F(ab)’2-фрагмент и Fc-фрагмент. Fc-фрагмент представляет собой постоянный участок; отсутствие изменяемости последовательности аминокислот – главная причина возможности кристаллизации данного фрагмента. Fab и F(ab)’2-фрагменты несут один и два антиген-связывающих участка соответственно. Fc-фрагмент несет специфические антигены, включая те, которые определяют иммунологическое различие пяти главных классов антител. Участок фиксации комплемента также расположен на Fc-фрагменте. Метод ферментативного расщепления имеет историческое значение в процессе выяснения структуры иммуноглобулинов.

IgA — в основном участвуют в реализации иммунных реакций на поверхности слизистых оболочек. Поэтому им принадлежит важная роль в защите организма от микробов, которые проникают в него через слизистые оболочки.

IgM относятся к макроглобулинам. Они нейтрализуют микробов в крови. Данная реакция протекает с участием комплемента. Обычно для разрушения одной микробной клетки достаточно одной молекулы IgM. Подобного эффекта можно достигнуть и с помощью IgG. Но в этом случае должно участвовать не менее 2 молекул антител или даже больше.

IgG являются преимущественно антитоксинами и составляют основную часть из всего количества циркулирующих в крови антител. Значение иммуноглобулинов D до настоящего времени не раскрыто. Их также называют реагинами и цитофильными антителами. Последнее их название связано с тем, что они обладают сродством к тучным клеткам организма. Адсорбируясь на этих клетках, IgE, как правило, не циркулируют в крови или же находятся в ней в весьма незначительном количестве. В таком случае при проникновении в организм антигенов, к которым уже имеются антитела, относящиеся к IgE, иммунная реакция с их участием протекает не в крови, а на поверхности тучных клеток и приводит к их разрушению. Высвобождающиеся при этом в большом количестве гистамин, серотонин, брадикинин и другие биологические вещества, которыми богаты тучные клетки, обусловливают картину реакции немедленного типа, классическим проявлением которой является анафилактический шок.