Антителами называют особые специфические глобулины, которые образуются в организме под влиянием антигена. Основным свойством антител является способность специфически соединяться с антигеном, который вызвал их образование, и защищать организм от действия инфекционных агентов. Антитела либо нейтрализуют, обезвреживают возбудителей инфекционных заболеваний, либо делают их чувствительными к действию других факторов, например фагоцитов или комплемента.
Различают полные, или преципитирующие, антитела, которые при взаимодействии с антигеном дают видимые иммунологические реакции (агглютинации, преципитации и др.), и неполные, непреципитирующие, или блокирующие антитела, не дающие видимых реакций при соединении с антигеном. По характеру действия на микроорганизмы антитела могут быть антимикробные, антитоксические, антиклеточные. Антимикробные антитела могут склеивать микробы — агглютинины, осаждать белковые молекулы или частички микробов — преципитины, растворять бактерии — лизины, убивать бактерии без заметного изменения их формы — бактерицидные антитела. Антитела, усиливающие фагоцитоз, называют опсонинами, или бактериотропинами.
Существуют также вирус- нейтрализующие антитела и иммобилизующие антитела, обездвиживающие спирохет. Антитоксические антитела обезвреживают экзотоксины бактерий.
Антиклеточные антитела дифференцируют на гемагглютинины (склеивают эритроциты), гемолизины (растворяют, лизируют эритроциты) и цитотоксины (умерщвляют клетки животных).
Аутоантитела вырабатываются организмом против собственных белков и клеток тканей и органов при изменении химической структуры последних или при освобождении антигенов из разрушившихся органов и тканей.
Циркулирующие антитела обнаруживают в сыворотке крови и различных жидкостях организма с помощью иммунологических реакций: агглютинации, преципитации, связывания комплемента, иммунофлюоресценции и др. По-видимому, существуют антитела, связанные с поверхностью клеток (наклеточные), и даже внутриклеточные.
Естественные, или нормальные, антитела обнаруживают у человека, не болевшего данной инфекцией и не иммунизированного соответствующим антигеном. Известны три возможных механизма их образования.
Первый — наличие некоторого количества естественных антител в организме является генетически обусловленным, без всякого антигенного раздражения. Второй — нормальные антитела являются обычными иммунными антителами, образовавшимися в ответ на попадание незначительных доз микроорганизма, которые не в состоянии были вызвать заболевание. Третий — выработка нормальных антител происходит в ответ на имеющиеся общие групповые антигены пищи и микроорганизма.
Химическая природа антител. Антитела связаны с глобулиновой фракцией сывороточных белков. В альбуминах их нет. Нормальные глобулины сыворотки по степени подвижности в геле при прохождении электрического тока (электрофоретическая подвижность) делятся на три фракции: а, в, у. Антитела в значительной части связаны с у-глобулиновой фракцией, которая увеличивается при заболевании или иммунизации. При отсутствии у человека у-глобулинов (заболевание — агаммаглобулинемия) антитела не вырабатываются. Активность антител выявляется также в а- и в-глобулиновых фракциях. В настоящее время иммуноглобулины делят на 5 классов: М, G, А, Е, D, отличающихся между собой по химической структуре и биологической функции.
Иммуноглобулины G (IgG) являются самыми активными и, возможно, наиболее важными в развитии иммунитета при заболевании. Они имеют молекулярную массу 160 000, скорость осаждения 7S и содержат до 3% углеводов. В начале заболевания IgG мало, но по мере его развития количество их значительно увеличивается и они выполняют основную защитную функцию.
Иммуноглобулины М (IgM) первыми появляются при развитии плода и после начала заболевания. Молекулярная масса их 900 000. Они содержат до 10% углеводов, имеют скорость осаждения 19S. Их называют также макроглобулинами. Естественные, или нормальные, антитела являются макроглобулинами.
Иммуноглобулины A (IgA) играют важную роль в защите слизистых оболочек дыхательного и пищеварительного трактов от проникновения микробов. Они вырабатываются в плазматических клетках, расположенных преимущественно в подслизистом слое этих органов. IgA легко прикрепляются к клеткам и выделяются на поверхность слизистых оболочек.
Иммуноглобулины Е (IgE), или реагиновые антитела, описаны недавно. Реагины являются причиной возникновения многих аллергических заболеваний, в том числе сенной лихорадки и астмы.
Иммуноглобулины D (IgD) обнаружены в небольших количествах в сыворотке крови. Биологические функции их еще недостаточно ясны.
Структура иммуноглобулинов. Молекула иммуноглобулина (мономер) состоит из четырех полипептидных цепей белка: двух тяжелых с относительной молекулярной массой 60 000 и двух легких с молекулярной массой 20 000. Они составляют две пары, в каждую из которых входят одна легкая и одна тяжелая цепи (рис. 29).
Как легкие, так и тяжелые цепи имеют постоянные участки, которые устанавливаются генотипическим наследованием. На концах каждая пара имеет переменные участки, которые меняются специфически в зависимости от антигена. Эти так называемые активные центры (группы) вступают в специфическую связь с антигеном, вызвавшим выработку антител. Активные центры антител очень малы, они занимают лишь 2% поверхности антитела. Количество таких активных центров в молекуле антител определяют обычно как их валентность. IgG имеют два активных центра, т. е. они двухвалентны. Молекула их может присоединить к себе две молекулы антигена. IgA также двухвалентны, но активные центры их расположены так близко друг к другу, что не могут соединиться с двумя молекулами антигена и поэтому лишь блокируют антиген, не давая видимого осадка (преципитата).
Форма и размеры молекул IgG и IgM были изучены в электронном микроскопе. IgG имеют форму вытянутых эллипсов с тупыми концами, IgM — форму паучка с 5 ножками.
Специфичность и многообразие антител. Эти свойства определяются последовательностью расположения аминокислот в концевых участках тяжелых и легких цепей, составляющих молекулу антитела. Пространственная конфигурация активного участка молекулы антитела похожа на мелкую полость, которая соответствует антигенной детерминанте, как ключ — отверстию замка.
Динамика образования антител. Количество и длительность сохранения антител в организме зависят от дозы, кратности и способа введения антигена. При первичном попадании антигена в организм различают две фазы: индуктивную — от момента введения антигена до появления антителообразующих клеток, и продуктивную, которая наступает к концу 1-х суток и характеризуется появлением антител. Количество антител быстро нарастает к 4-му дню и достигает максимального уровня в крови на 7—8-й день. Это количество обычно сохраняется в течение 10—15 дней, а затем, к 2—3 мес, постепенно уменьшается.
При повторном введении в организм того же антигена индуктивная фаза бывает короче, а продукция антител — интенсивнее.
