Понятие антитела. Строение иммуноглобулинов. Классы иммуноглобулинов
Лимфатическая система человека выполняет ряд важных защитных функций, которые предупреждают развитие патогенных микроорганизмов или вирусов в жидких средах, клетках и тканях. За гуморальный иммунитет отвечают В-лимфоциты, которые при дальнейшем созревании синтезируют иммуноглобулины (Ig). Строение этих веществ позволяет находить, помечать и уничтожать пришедшие в организм антигены. В чем заключаются особенности молекул?
Подробнее Биологический словарь лимфоцитов с крупными зернами. Известно, что они убивают клетки и, вероятно, важны в процессе уничтожения частей клеток, инфицированных вирусом, некоторых видов рака. Они действуют как иммунологическое наблюдение и контролируют пролиферацию стволовых клеток в костном мозге. Антитела и компоненты комплемента, связанные с поверхностью микроорганизмов, увеличивают интенсивность фагоцитоза.
Он отличается спецификой ответов на антигены разных типов. Существует множество независимых реакций, которые приводят к иммунному ответу, который приводит к изменениям в иммунной системе организма, гарантируя, что следующий ответ на один и тот же стимулирующий фактор будет все больше и быстрее. Поэтому разнообразие, специфичность ответа и память являются ключевыми чертами приобретенного иммунитета.
Плазматические клетки
Все лимфатические клетки организма человека делятся на две большие группы: Т-лимфоциты и В-лимфоциты. Первые отвечают за клеточный иммунитет, поглощая антигены в процессе фагоцитоза. Задача вторых заключается в синтезе специфических антител - гуморальный иммунитет.
В-лимфоциты детерминируются во вторичных лимфоидных органах (лимфатические узлы, селезенка), а затем формируют популяцию плазмоцитов, которые также называются плазматическими клетками. Они в дальнейшем мигрируют в красный костный мозг, слизистые оболочки и ткани.
Читайте словарь иностранных слов, а также их реакцию. Встречайте их во всей системе. Они находятся в лимфе, в крови и в организованных структурах, в лимфоидных тканях, называемых всей лимфатической системой. Лимфоциты продуцируются в костном мозге, они достигают крови и циркулируют по всему телу. Некоторые из них отправляются в тимус, откуда они возвращаются к кровообращению и остаются в селезенке и лимфатических узлах. Когда они мигрируют через тимус, они подвергаются тонким изменениям, приобретают специфичность в ответах антигенов, а это означает, что различные лимфоциты будут распознавать разные антигены.
Плазмоциты достигают больших размеров (до 20 мкм), окрашиваются базофильно, т. е. в фиолетовый цвет с помощью красителей. В центре этих клеток находится крупное ядро с характерными глыбками гетерохроматина, которые напоминают спицы колеса.
Цитоплазма окрашивается светлее, чем ядро. В ней располагается мощный транспортный центр, состоящий из эндоплазматической сети и аппарата Гольджи. АГ развит достаточно сильно, формируя так называемый светлый дворик клетки.
Способность Т-клеток распознавать своего рода «инородность» также требует, чтобы клетка распознавала как свои собственные молекулы, так и реагировала на них. Отдельные молекулы, участвующие в этом процессе, представляют собой белки, которые присутствуют на поверхности клетки, известные как молекулы основной системы конформации ткани. Т-клетки могут приобретать способность распознавать эти конкретные белки во время полового созревания в тимусе.
Огромное разнообразие этих клеток упоминается как репертуар Т-клеток, который вызван естественным механизмом без участия чужеродных антигенов, против которого могут реагировать более поздние Т-клетки. Иммунная система сконструирована таким образом, что она может развивать иммунокомпетентность без участия снаружи.
Все перечисленные структуры направлены на синтез антител, которые отвечают за гуморальный иммунитет. Строение молекулы иммуноглобулина имеет свои особенности, поэтому важно постепенное и качественное созревание этих структур в процессе синтеза.
Собственно, для этого и развита такая густая сеть ЭПС и аппарата Гольджи. Также генетический аппарат плазмоцитов, заключенный в ядре, направлен преимущественно на синтез белков антител. Зрелые являются примером высокой степени детерминации, поэтому редко делятся.
Некоторые лимфоциты не доходят до тимуса, но непосредственно существуют в лимфатических вторичных органах - лимфатических узлах, селезенке. Во время созревания они не подлежат отбору. Хотя аутологичные потенциальные В-клетки устраняются, во время развития они составляют значительную часть тела, становящегося взрослым. Вполне вероятно, что В-клетки созревают по существу в костном мозге, прежде чем достигают вторичных лимфоидных органов. В-клетки на их собственной поверхности имеют молекулы антител, которые действуют как антигены для антигенов.
Строение антител иммуноглобулина
Эти высоко специализированные молекулы являются гликопротеидами, т. к. имеют белковую и углеводную части. Нас интересует скелет иммуноглобулинов.
Молекула состоит из 4 пептидных цепей: две тяжелые (Н-цепи) и две легкие (L-цепи). Они соединяются друг с другом с помощью дисульфидных связей, и в результате мы можем наблюдать форму молекулы, напоминающую рогатку.
Антитело, которое является рецептором на каждой В-клетке с реактивным антигеном, специфично для конкретного антигена. Клетки этого типа очень сильно связаны с высоким риском загрязнения микроорганизмов. Однако этого числа недостаточно для того, чтобы быть эффективным и самодостаточным в защите организма, и, следовательно, существуют механизмы, которые позволяют увеличить количество наиболее полезных клеток путем их умножения. На первой фазе клетка стимулируется, а затем разделяется и дифференцируется, что дает клону клон клеток или организмов, являющихся результатом деления одной клетки или организма.
Строение иммуноглобулинов направлено на соединение с антигенами с помощью специфических Fab-фрагментов. На свободных концах “рогатки” каждый такой участок образован двумя вариабельными доменами: одним от тяжелой и одним от легкой цепи. Каркасом служат постоянные домены (по 3 на каждой тяжелой и по одному на легких цепях).
Подвижность вариабельных концов иммуноглобулина обеспечивается наличием шарнирного участка в месте, где формируется дисульфидная связь между двумя Н-цепями. Так намного упрощается процесс взаимодействия антиген-антитело.
Все лица, принадлежащие клоне, имеют идентичную генетическую информацию. Подробнее Биологический словарь сестра клеток. Они начинают продуцировать тот же тип антитела, который присутствовал на поверхности лимфоцитов, прежде чем делить его. Антитело конъюгируют с антигеном, который инициирует реакции, приводящие к разрушению молекулы антигена.
Большинство сестринских клеток умирают через несколько недель. Их часть, хотя и не продуцирует большое количество антител, циркулирует вокруг тела, выживая много лет в виде клеток памяти. Если эти клетки снова встречаются с идентичным антигеном, они вскоре будут стимулироваться и вырабатывать больше антител. Это вторичный иммунный ответ. Это делает идентичные антитела продуцируемыми намного быстрее.
Остается нерассмотренным третий конец молекулы, который не взаимодействует с чужеродными молекулами. Он называется Fc-участком и отвечает за прикрепление иммуноглобулина к мембранам плазмоцитов и других клеток. Кстати, легкие цепи могут быть двух видов: каппа (κ) и лямбда (λ). Они соединены между собой дисульфидными связями.Также имеется пять видов тяжелых цепей, по которым классифицируют различные типы иммуноглобулинов. Это α-(альфа), δ-(дельта), ε-(эпсилон), γ-(гамма) μ- (мю) цепи.
Подробнее Биологический цитокин, который особенно важен для регуляции функции других лимфоцитов. Существует несколько типов Т-клеток, которые выполняют различные функции с различными типами цитокинов. Рост - это особенность всех живых организмов и следствие приема питательных веществ из окружающей среды. Они уравновешивают действие Т-клеток и ингибируют иммунный ответ. Т-цитотоксические клетки в первую очередь ответственны за уничтожение инфицированных клеточных вирусов.
Основные функции каждого типа Т-лимфоцитов идентичны, цитокины, в свою очередь, позволяют им выполнять различные функции. Выполняя свои собственные функции, лимфоциты не функционируют изолированно, зависят от самих себя и других типов клеток при активации и иммунной функции.
Некоторые антитела способны образовывать полимерные структуры, которые стабилизируются за счет дополнительных J-пептидов. Так образуются димеры, тримеры, тетрамеры или пентомеры Ig определенного типа.
Еще одна дополнительная S-цепь характерна для секреторных иммуноглобулинов, строение и биохимия которых позволяют им функционировать в слизистых оболочках полости рта или кишечника. Эта дополнительная цепь предотвращает разрушение молекул антител природными ферментами.
Каждое из плеч имеет идентичную структуру, часть антигенсвязывающей молекулы. Существуют различия в аминокислотном составе этой части. Они называются переменными областями, они просто определяют специфичность антитела. Они являются частью молекулы, которая связывается с антигеном. Фиксированная область лба отличается от каждого из плеч, эта часть не связывается с антигеном, и антитела в этой части не сильно отличаются друг от друга. Они проявляют различную биологическую активность, когда они сочетаются с их антигеном.
Иммуноглобулиновое антитело - комплексный белок - гликопротеины, продуцируемые лимфоцитами. Иммуноглобулины состоят из четырех цепей: двух легких и двух тяжелых. Читайте словарь биологии для определенного класса. Каждая В-клетка, продуцирующая специфический класс иммуноглобулина, может начать продуцировать другой класс иммуноглобулина. В Польше они были хорошими, а также князьями района. Существенная функция иммуноглобулинов.
Строение и классы иммуноглобулинов
Разнообразие антител в нашем организме предопределяет вариабельность функций гуморального иммунитета. Каждый класс Ig имеет свои отличительные характеристики, по которым нетрудно догадаться об их роли в иммунной системе.
Строение и функции иммуноглобулинов напрямую зависят друг от друга. На молекулярном уровне они отличаются аминокислотной последовательностью тяжелой цепи, типы которой мы уже упомянули. Следовательно, выделяют 5 видов иммуноглобулинов: IgG, IgA, IgE, IgM и IgD.
Связывание с антигенным антителом. Молекула антитела будет связываться с антигеном, имеющим соответствующую форму. Часть антигена, участвующего в связывании, также мала, соответственно, называется антигенной детерминантой или эпитопом. Количество эпитопов зависит от размера молекул антигена. Когда антиген реагирует с антителом, он создает иммунологическую иммунологию, которая связана с естественным иммунитетом организма; Иммунная. Подробнее Глоссарий иностранных слов большой молекулярный комплекс.
Появились многочисленные странные теории о происхождении данного ретровируса; некоторые из них находились на военной службе, другие - у инопланетян. Из них вирус перешел на людей. В Африке произошли первые вспышки инфекции, и наибольшее число людей заражено этим вирусом.
Особенности иммуноглобулина G
IgG не образует полимеры и не встраивается в мембраны клеток. В составе молекул выявлено присутствие гамма-тяжелой цепи.
Отличительной чертой этого класса является тот факт, что только данные антитела способны проникать через и формировать иммунную защиту зародыша.
IgG составляет 70-80 % всех сывороточных антител, поэтому молекулы легко обнаруживаются лабораторными методами. В крови 12 г/л - среднее содержание этого класса, и такой показатель обычно достигается уже к 12 годам.
Человек является носителем и начинает заражать. Может быть инфицирован половым контактом гетеро и гомосексуальным, кровью от хозяина, от матери новорожденного новорожденного млекопитающего на ранних этапах жизни. Читайте словарь литературных символов и во время родов. Когда-то многие люди были инфицированы препаратами крови, которые не проверялись на наличие или отсутствие вируса, но теперь они приняли меры предосторожности, чтобы гарантировать, что эти препараты можно считать безопасными.
Но прошлое, особенно пример в общежитии для гемофиликов, которые еще не были протестированы и заражены вирусом, и тех, кто не получал таких препаратов. Оказалось, что с основными принципами гигиены нет риска заражения вирусом, и это невозможно, кусая москита или другого насекомого.
Строение иммуноглобулина G позволяет выполнять следующие функции:
Иммуноглобулин А: особенности и функции
Этот класс антител встречается в двух формах: сывороточной и секреторной.
В сыворотке крови IgA составляет 10-15 % всех антител, а его среднее количество составляет 2,5 г/л к 10-летнему возрасту.
Из-за его особых свойств этот вирус не излечивается. Симптомы раннего заболевания включают: покраснение кожи, лихорадку, диарею, сыпь; Они являются результатом репликации вируса. Во время этой фазы выделяются антигены и вирусные белки, которые могут быть обнаружены в кровообращении. Антитела производятся в качестве ответа.
Когда гуморальный иммунитет развивается, то заболевание возникает, когда внешние раздражители слишком сильные или слишком длинные, уменьшая при этом способность к адаптации. Подробнее Биологический словарь является бессимптомным в латентный период. Вирус не реплицируется в значительной степени. Однако генетический материал вируса присутствует в клетке, и инфекция не устраняется иммунными ответами.
Больше нас интересует секреторная форма иммуноглобулина А, т. к. около 60 % молекул данного класса антител сосредоточены в слизистых оболочках организма.
Строение иммуноглобулина А также отличается своей вариативностью за счет наличия J-пептида, который может участвовать в образовании димеров, тримеров или тетрамеров. За счет этого один такой комплекс антител способен связывать большое количество антигенов.
В течение этого периода сопротивление плохо пагубное, способность мозга снижается, появляются опухоли, инфекция. Пациенты умирают из-за сухости, пневмонии и т.д. лекарства обеспечивают повышенный комфорт жизни. Изобретение вакцины является очень сложной задачей, так как вирус постоянно меняется, даже развивается в пределах одного организма, а эффективная вакцина у человека не обязательно будет работать в других.
Тем не менее, исследователи не отказываются от попыток найти лекарство от этой конкретной болезни. Растения могут быть защищены от механических повреждений, а также от патогенов. Патогенный иммунитет может быть приобретен или врожден. Врожденный иммунитет является наследственным, но может в некоторой степени меняться из-за внешних факторов. Приобретенный иммунитет разрабатывается при индивидуальном развитии.
Во время образования IgA к молекуле присоединяется еще один компонент - S-белок. Его главной задачей является защита всего комплекса от разрушительного действия ферментов и других клеток лимфатической системы человека.
Иммуноглобулин А содержится в слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы и дыхательных путей. Молекулы IgA обволакивают антигенные частицы, тем самым препятствуя их адгезии на стенках полых органов.
Пассивное сопротивление - связано со структурой, а также с растительной тканью, которая препятствует проникновению в ткани организма. Эти барьерные стенки пропитаны различными типами веществ, такими как воск эпидермиса, целлюлоза, лигнин в древесных клетках, субэриновый подтип, жирные вещества. Суберин осаждается на внутренней поверхности исходной клеточной стенки. Подробнее Биологический словарь в пробке. Барьер также может быть за пределами толстого слоя воска, кутикулы также устьичного аппарата, например, у мандарина есть камера, устойчивая к бактериальному раку.
Функции этого класса антител следующие:
- Нейтрализация антигенов.
- Являются первым барьером среди всех молекул гуморального иммунитета.
- Опсонируют и маркируют антигены.
Иммуноглобулин М
Представители класса IgM выделяются большими размерами молекулы, т. к. их комплексы являются пентамерами. Всю конструкцию поддерживает J-белок, а каркасом молекулы являются тяжелые цепи ню-типа.
Высокое содержание склеренхимы и целлюлозы также очень хорошо защищает растение. Правильный рН также важен. Это способность растений противостоять внешнему фактору, который проникает в ткани. Такие реакции можно отметить, например, ростом цитокинов, которые предотвращают секрецию токсина патогеном.
Иногда, через митотические деления, растение вызывает отделение ткани инфицированного участка от здоровых клеток, чтобы не расширять область инфекции. Клетки барьерной ткани не пропускают внутрь паразита или не производят вещества, которые его убивают.
Пентамерная структура характерна для секреторной формы этого иммуноглобулина, однако существуют и мономеры. Последние крепятся к мембранам В-лимфоцитов, тем самым помогая клеткам обнаруживать патогенные элементы в жидкостях организма.
Всего 5-10 % составляет IgM в сыворотке крови, а его содержание в среднем не превышает 1 г/л. Антитела данного класса являются самыми древними в эволюционном плане, а синтезируются они только В-лимфоцитами и их предшественниками (плазмоциты на это не способны).
Количество антител М повышается у новорожденных, т.к. это является фактором интенсивной секреции IgG. Такая стимуляция положительно влияет на развитие иммунитета младенца.
Строение иммуноглобулина М не позволяет проникать через плацентарные барьеры, поэтому обнаружение этих антител в жидкостях плода становится сигналом о нарушении обменных механизмов, инфекции или дефекте плаценты.
Функции IgM:
Особенности иммуноглобулина D
Данный вид антител изучен достаточно мало, поэтому их роль в организме до конца не выяснена. Встречаются IgD только в виде мономеров, в сыворотке крови эти молекулы составляют не больше 0,2 % от всех антител (0,03 г/л).
Основная функция иммуноглобулина D - это рецепция в составе мембраны В-лимфоцитов, однако только 15 % всей популяции этих клеток имеют IgD. Прикрепляются антитела с помощью Fc-конца молекулы, а тяжелые цепи относятся к дельта-классу.
Строение и функции иммуноглобулина Е
Этот класс составляет незначительную долю всех антител сыворотки крови (0,00025 %). IgE, он же реагин, обладают высокой цитофильностью: мономеры этих иммуноглобулинов прикрепляются к мембранам тучных клеток и базофилов. В результате IgE влияет на выработку гистамина, который приводит к развитию воспалительных реакций.
В строении иммуноглобулина Е присутствуют тяжелые цепи эпсилон-типа.
Из-за малого количества эти антитела очень сложно обнаруживаются лабораторными методами в сыворотке крови. Повышенное содержание IgE является важным диагностическим признаком возникновения аллергических реакций.
Выводы
Строение иммуноглобулинов напрямую влияет на их функции в организме. Гуморальный иммунитет играет большую роль в поддержании гомеостаза, поэтому все антитела должны работать четко и слаженно.
Синтезируются четырьмя типами клеток В-ряда, различаемыми морфологически. В-лимфоцит - непролиферирующая клетка, которая синтезирует иммуноглобулины и экспрессирует их на поверхности мембраны, где они играют роль специфических рецепторов. Плазматические и лимфоплазмоцитоидные клетки представляют собой конечный этап дифференцировки В-лимфоцита. Эти клетки не делятся и секретируют большое количество иммуноглобулинов.
Непосредственными предшественниками плазматических клеток являются плазмобласты (иммунобласты). Они образуются на этапе антигензависимой дифференцировки В-лимфоцита или В-клетки памяти, сохраняют способность к делению и детерминированы к превращению в плазмоцит. Таким образом, они обеспечивают увеличение клона в процессе иммунного ответа на антиген. Количество продуцируемых ими иммуноглобулинов зависит от клеточного окружения и регуляторных взаимодействий. Наконец, В-бласт - это клетка, которая также появляется из клонированного В-лимфоцита в процессе иммунного ответа на антигенную стимуляцию. В отличие от плазмобласта эта клетка сохраняет способность превращаться, помимо плазмоцита, в В-клетку памяти.
В онтогенезе в результате многоэтапной антигеннезависимой дифференцировки стволовой кроветворной клетки образуется клонированный В-лимфоцит, т. е. клетка, несущая на своей поверхности иммуноглобулиновые рецепторы определенной специфичности, благодаря которым она способна реагировать на воздействие антигена. Сначала клеткой экспрессируются рецепторы IgM (sIgM), а на более поздней стадии дифференцировки (после этапа негативной селекции на аутоантигены) образовавшиеся зрелые В-лимфоциты приобретают дополнительно IgD-рецепторы (sIgD).
Важно отметить, что с момента клонирования данный В-лимфоцит и все его потомки (т. е. собственно клон) будут синтезировать иммуноглобулины, характеризующиеся одним и тем же идиотипом (строение и специфичность активного центра) и типом L-цепей.
Связанные с мембраной иммуноглобулины отличаются по структуре от секретируемых иммуноглобулинов. Так, мембранный IgM является мономером, а не пентамером, как сывороточный IgM. Кроме того, Н-цепи slg имеют в С-концевой части дополнительный участок, играющий роль якоря и отсутствующий у сывороточных иммуноглобулинов соответствующего класса.
Около 90 % синтезируемого В-лимфоцитами иммуноглобулина связано с мембраной. Только очень небольшое количество IgM секретируется в виде мономера. Вероятно, происходит не активная секреция, а спонтанное отщепление мембранного IgM в результате ограниченного протеолитического процесса на клеточной поверхности. Таким образом, зрелые В-лимфоциты являются иммуноглобулинсинтезирующей, но не секретирующей клеточной формой.
Взаимодействие мембранных иммуноглобулиновых рецепторов с родственным антигеном включает антигензависимый этап дифференцировки В-лимфоцита, конечной формой которого является плазматическая клетка. Она практически не имеет поверхностных иммуноглобулиновых рецепторов, не способна к делению, живет всего 2-3 дня, зато характеризуется развитой цитоплазмой и выраженной эндоплазма-тической сетью. Ее функции - синтез и секреция иммуноглобулинов. Скорость синтеза в каждой плазматической клетке достигает 2000 молекул в секунду.
Отдельная плазматическая клетка синтезирует целую молекулу иммуноглобулина - Н- и L-цепи, а в случае полимерных форм иммуноглобулинов - также и J-цепь. В каждый данный момент одна клетка синтезирует иммуноглобулин только одного класса и одного типа; обнаружение клетки, секретирующей сразу два класса иммуноглобулинов, является редкостью и связано с моментом переключения изотипов. Кроме того, клетка функционирует по принципу одна клетка - одно антитело. Следовательно, специфичность секретируемых антител, т. е. структура VH- и VL-участков, остается всегда той же, что и структура V-областей мембранного иммуноглобулина-рецептора.
Синтез иммуноглобулинов в плазматических клетках происходит на полирибосомах зернистой эндоплазматической сети, причем Н- и L-цепи синтезируются отдельно. Сборка молекулы происходит в цистернах эндоплазматической сети и занимает 20- 30 мин. В это время отдельные цепи собираются в молекулы, формируются дисульфидные связи, под действием ферментов присоединяются сахара, образуются полисахаридные группы иммуноглобулинов. Затем в результате экзоцитоза происходит секреция готовых молекул.
Процесс сборки может проходить несколькими путями . Например, сначала может образоваться димер Н-цепей Н2, к которому последовательно присоединяются две L-цепи; либо образуются две полумолекулы HL, которые, объединяясь попарно, формируют полную мономерную молекулу. Все эти промежуточные структуры обнаружены при изучении миеломных и IgG-продуцирующих лимфоидных клеток мыши. Кроме того, установлено, что клетки как мышиной, так и человеческой миеломы часто синтезируют значительно большее количество L-цепей, чем Н-цепей. В таких случаях клетка секретирует как целые молекулы иммуноглобулина, так и свободные L-цепи, чаще всего в виде мономеров и димеров. При изучении клеточных линий с блоком сборки и секреции Н- и L-цепей обнаружено, что при невозможности формирования полноценной молекулы секреция Н-цепей прекращается.
Интересно, что в миеломных клеточных линиях происходит постепенное накопление спонтанных мутаций, сопровождающихся потерей способности клетки продуцировать Н-цепи. Можно предположить, что клон, секретирующий только L-цепи, является результатом повторной мутации опухолевой клетки, синтезировавшей полный иммуноглобулин. Вторая мутация сопровождается потерей способности клетки к синтезу Н-цепей.