Тайны вирусов

...тысячи лет идет эта тихая невидимая война человека и вирусов...

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

АНТИТЕЛА

Антитела - это белки, возникающие в ответ на введение антигена и способные вступать с ним в специфическую связь. Они содержатся только в так называемой гамма-глобулиновой фракции сыворотки. Что это значит?

Если к иммунной сыворотке добавить сернокислый аммоний, то часть ее белков - глобулинов - выпадает в осадок. Именно в этой фракции и были сначала обнаружены антитела. В дальнейшем для фракционирования начали использовать электрофорез. По скорости миграции в электрическом поле глобулины разделили на три фракции: альфа-, бета- и гамма-глобулины, причем оказалось, что антитела содержатся только в последней. В настоящее время белки, выявляемые в гамма-глобулиновой фракции иммунной сыворотки, называются иммуноглобулинами.

Различают пять основных классов иммуноглобулинов: М, Г, А, Е и Д. Отметим, что наиболее важным оказалось изучение иммуноглобулина Г.

Первые работы в этой области относятся к концу пятидесятых годов и связаны с именем профессора биохимии Оксфордского университета Роднея Портера. При помощи фермента папапна ему удалось расщепить молекулу антитела на три фрагмента. Два из них имели одинаковый молекулярный вес и свойства, а также обладали активностью антител, у третьего такая активность отсутствовала. Примерно в это же время американский биохимик профессор Рокфеллеровского института Джеральд Эделмен установил, что молекула антитела состоит из двух легких (молекулярная масса 25000) и двух тяжелых (молекулярная масса 50000) полипептидных цепей.

Циркуляция кроветворных и лимфоидных клеток в организме. Обозначения: К. М - костный мозг; П. Б. - лимфоидные образования кишечника (Пейеровы бляшки); сел. - селезенка; Л. У. - лимфатические узлы; С - кроветворные стволовые клетки; Б и Т - соответственно Б- и Т-лимфоциты; С. Ф. - сумка Фабрициуса (по Р. В. Петрову).

Циркуляция кроветворных и лимфоидных клеток в организме. Обозначения: К. М - костный мозг; П. Б. - лимфоидные образования кишечника (Пейеровы бляшки); сел. - селезенка; Л. У. - лимфатические узлы; С - кроветворные стволовые клетки; Б и Т - соответственно Б- и Т-лимфоциты; С. Ф. - сумка Фабрициуса (по Р. В. Петрову).

Оказалось, что каждая легкая цепь человеческого иммуноглобулина содержит 214 аминокислотных остатков. Половина этой цепи имеет у всех антител одинаковое строение (так называемая константная часть цепи), тогда как строение второй половины у антител разное (вариабельный участок легкой цепи). Каждая тяжелая цепь также включает в себя константный и вариабельный участок.

Специфичность антител определяется их активным центром, который находится в вариабельных участках легких и тяжелых цепей, но занимает только около 5% их "площади".

Антитела были обнаружены в электронном микроскопе и по своему виду напоминали рогатку.

В 1972 году за полную расшифровку структуры антител Родней Портер и Джеральд Эделмен были удостоены Нобелевской премии.

Как же протекает процесс выработки антител?

После введения антигена первыми возникают иммуноглобулины М. Они состоят из пяти молекул иммуноглобулина Г. Позднее появляются иммуноглобулины Г. Оба вида антител обладают одинаковой специфичностью. Это значит, что, например, после иммунизации яичным альбумином сначала обнаруживаются иммуноглобулины М, затем - Г, но оба эти класса способны специфически реагировать только против этого альбумина. Если же ввести тот же антиген повторно, то на него сразу вырабатываются иммуноглобулины Г. Иными словами, в процессе иммунизации происходит переключение синтеза антител с иммуноглобулина М на иммуноглобулин Г. Все эти антитела содержатся в сыворотке крови.

Иммуноглобулины А образуются на слизистых оболочках и входят в состав различных секретов, например, молока. Они состоят из двух или трех молекул иммуноглобулина Г. Иммуноглобулины Е появляются при аллергических заболеваниях (об этом речь впереди). Что касается иммуноглобулинов Д, то их биологическая роль пока еще недостаточно ясна.

Процессы образования антител и других белков существенно различаются. Прежде всего подавляющее большинство белков вырабатывается в печени, антитела же - в клетках лимфоидной ткани. Вторая особенность состоит в том, что антитела образуются обычно только после введения соответствующего антигена. Однако отмечена удивительная особенность: они вырабатываются не в тех клетках, в которые попадает антиген. Он поглощается макрофагами и подвергается там переработке в иммуногенную форму, тогда как антитела продуцируются плазматическими клетками, которые происходят не из макрофагов, а из Б-лимфоцитов. Под влиянием антигена последние подвергаются изменениям, превращаясь сперва в незрелые, а потом в зрелые плазматические клетки, у которых ядро расположено на периферии.

Плазматическая клетка - своего рода одноклеточная железа, способная вырабатывать антитело лишь одной специфичности: оно может соединяться только с определенным антигеном. Если у Б-лимфоцитов иммуноглобулины содержатся только на клеточной мембране и притом число их незначительно, то в плазматической клетке они вырабатываются в цитоплазме в огромных количествах.

Иммунологические реакции широко используются во многих областях медицины: хирургии, терапии, судебной медицине и т. д. Но прежде всего их важность заключается в том, что они дают возможность распознать инфекционные болезни.

Предположим, у больного подозревают сыпной тиф. Для уточнения диагноза у него берут сыворотку крови и ставят реакцию агглютинации со взвесью риккетсии - возбудителей этого заболевания. При наличии сыпного тифа в сыворотке крови должны содержаться антитела, реагирующие с возбудителем. Такой метод диагностики называется серологическим (по-латински серум - сыворотка).

В других случаях для лабораторной диагностики заразных болезней определяют не антитела в сыворотке, а видовую принадлежность возбудителя, проводя ту или иную иммунологическую реакцию с выделенным микроорганизмом и соответствующей иммунной сывороткой. Например, когда у больного подозревают брюшной тиф, то ставят реакцию агглютинации между выделенными из крови или испражнений больного бактериями и готовой иммунной сывороткой, содержащей антитела, способные склеивать возбудителя этого заболевания. Если реакция положительная, то, значит, диагноз правилен.