Игорь Додонов - Советская микробиология: на страже здоровья народа. История советской микробиологической науки в биографиях некоторых её представителей

Известно пять классов иммуноглобулинов человека: G, M, A, D, E. (условные обозначения соответственно – IgG, IgM, IgA, IgD, IgE). Они все являются антителами к каким-либо антигенам.

Ранее предполагалось, что каждому из видов воздействия антител на антигены соответствует определённый тип антител. Однако впоследствии оказалось, что тип реакции «антиген – антитело» определяется во многом физическими свойствами антигена.

И тем не менее определённая «специализация» между типами иммуноглобулинов существует.

Молекулы иммуноглобулинов всех классов построены из полипептидных цепей двух видов: лёгких (L), с молекулярной массой около 22 000, одинаковых для всех классов иммуноглобулинов, и тяжёлых (Н), с молекулярной массой от 50 000 до 70 000, в зависимости от класса иммуноглобулина. Структурные и биологические особенности каждого класса (в том числе и особенности взаимодействия с антигенами), таким образом, обусловлены особенностями строения их тяжёлых цепей.

Каждое антитело способно распознавать не только уникальный элемент какого-либо патогена, отсутствующий в организме, т.е. антиген, но и, в пределах данного антигена, – определённый его участок – эпитоп. Именно с ним и вступают в реакцию активные центры антител – паратопы.

Подобная специфичность антител обусловлена вариабельностью отдельных участков как тяжёлых, так и лёгких цепей иммуноглобулинов (эти участки обозначаются –V). При этом в цепях есть и постоянные (константные) участки (обозначаются – С). В молекуле иммуноглобулина образуются два типа антигенсвязывающих фрагментов – т.н. Fab (их два) и Fc. Fab отвечает непосредственно за связывание эпитопов антигена, а Fc может связывать комплемент и взаимодействовать с клеточными рецепторами макрофагов, моноцитов, гранулоцитов, лимфоцитов.

Классы иммуноглобулинов IgG, IgD, IgE и в значительной степени IgA по своему строению (морфологии) – т.н. мономеры – имеют вид буквы «Y». Среди IgA есть подкласс димеров, имеющих форму соединённых между собой под углом 180 градусов двух букв «Y» (т.н. секреторные IgA).

Наконец, IgM – это большие иммуноглобулины – пентамеры, т.е. имеющие форму пяти соединённых между собой букв «Y» (похожи на снежинку).

Антитела, являющиеся иммуноглобулинами М ( IgM ).Как полагают учёные, IgM – наиболее эволюционно древние иммуноглобулины. Предположение вполне логичное и обоснованное, учитывая то обстоятельство, что именно иммуноглобулинами М являются в значительной степени нормальные (или естественные) антитела, присутствующие даже в неинфицированном организме и представляющие собой часть (один из элементов) неспецифического врождённого гуморального иммунитета.

Именно IgМ синтезируются на первой стадии иммунной реакции при первом проникновении микроорганизма-патогена в организм (или в том случае, если у организма на этот патоген «плохо работает память»). Процесс их синтеза достаточно длительный – иммунной системе надо время, чтобы распознать возбудителя, оптимальным путём отреагировать на него и защититься.

При разных инфекциях процесс образования IgМ занимает разное время. Скажем, при гриппе и ОРВИ – примерно неделю. За это время IgM синтезируются и побеждают вирус (если с иммунитетом у человека всё в порядке). Лечебные же мероприятия играют здесь исключительно вспомогательную роль. Отсюда-то шутка врачей про грипп и ОРВИ: «Если будешь лечить – пройдёт за неделю, не будешь – пройдёт за семь дней». При других инфекциях процесс выработки иммуноглобулинов М и их борьба с патогенами может занимать недели, месяцы (гепатиты, боррелиоз), а то и годы (скажем, в случае ВИЧ).

IgМ – большие иммуноглобулины-пентамеры (самые большие из иммуноглобулинов), настоящие «боевые» молекулы, имеющие различные агрессивные к вторгнувшимся патогенам рецепторы. Их молекулярная масса 900 000. Из иммуноглобулинов сыворотки IgМ составляют 5 – 10%.

Активность иммуноглобулинов класса М чрезвычайно велика, спектр действий – широк. Они обладают протеолитической активностью, т.е. могут растворять (расщеплять) молекулы патогенов (лизис). Могут убивать микроорганизмы-патогены, причём в одиночку, без участия других механизмов (бактерицидное действие). Высоки их агглютинирующий и опсонирующий эффекты. Также они активируют систему комплемента. Словом, IgM – «универсальные солдаты».

Антитела, являющиеся иммуноглобулинами G ( IgG ).Это основной класс антител, составляющий 70 – 80% от всех иммуноглобулинов сыворотки крови. В процессе первичного иммунного ответа (после первого введения антигена) они появляются позднее IgM-антител, но образуются раньше при вторичном иммунном ответе (т.е. после повторного введения антигена; правда, при условии, что организм этот антиген «запомнил»). Другими словами, IgG – это и есть антитела «памяти» организма на тот или иной патоген. Однако примечательно, что, как выяснилось, IgG есть и среди нормальных антител, т.е. они также входят в систему неспецифического врождённого иммунитета.

IgG гораздо меньше IgM. Они являются мономерами в виде буквы «Y» с молекулярной массой около 160 000. Тем не менее эти иммуноглобулины обладают довольно значительным набором функций (что и делает их основным классом иммуноглобулинов, обеспечивающих приобретение организмом иммунитета к неизвестным ранее ему патогенам). В их «ведении» находится, в основном, та самая специфичность антител, т.е. реакция на конкретный патоген. Несмотря на свой малый размер, в сравнении с IgM, IgG обладают высокой литической и бактерицидной способностью (причём могут убивать патогены также, как и IgM, без участия других иммунных механизмов). И пусть эти функции выражены у них слабее, чем у IgM, но, учитывая количество IgG, суммарный эффект получается весьма мощным. Сверх того, иммуноглобулины класса G активируют систему комплемента. Это единственный класс антител, который может проникать через плаценту и обеспечивать иммунологическую защиту плода.

Антитела, являющиеся иммуноглобулинами А ( IgA ).Составляют 10 – 15% от сывороточных иммуноглобулинов. Молекулярная масса – 170 000 и выше. Мономеры составляют около 80% от их количества, димеры – около 20%.

Способностью активировать комплемент IgA не обладают. Зато обладают протеолитической активностью.

Большая часть IgA играют роль «местной защиты», т.к. синтезируются плазматическими клетками, находящимися преимущественно в подслизистых тканях, на слизистой эпителиальной поверхности дыхательных путей, урогенитального и кишечного тракта, почти во всех экскреторных железах. В общую циркуляцию попадает меньшая часть IgA.

Антитела, являющиеся иммуноглобулинами Е ( IgE ).Молекулярная масса – 196 000. В сыворотке оказываются в крайне незначительных количествах. Также их очень мало в секреторных жидкостях. Доля от всех иммуноглобулинов – от 0,001 до 0,003%. Не обладают ни литической, ни бактерицидной активностью, не активируют систему комплемента. Особенность IgE состоит в том, что они способны фиксироваться на базофилах и тучных клетках (разновидности базофилов, находящейся в соединительных тканях), что объясняется наличием на указанных клетках большого количества рецепторов к Fc-фрагментам IgE. При соединении фиксированных на тучных клетках или базофилах иммуноглобулинов Е с антигеном возникает процесс дегрануляции этих клеток (напомним, что базофилы и тучные клетки (разновидность базофилов) являются гранулоцитами), в результате чего высвобождается гистамин. Это приводит к развитию гиперчувствительности немедленного типа (другими словами, к аллергической реакции). Поэтому ранее IgE назывались реагинами . Сейчас данное название признано устаревшим.