Игорь Додонов – Советская микробиология: на страже здоровья народа. История советской микробиологической науки в биографиях некоторых её представителей (страница 11)

Антитела вступают в определённую реакцию с антигеном, которая характеризуется различными внешними проявлениями. Другими словами, антитела могут оказывать на антигены различное действие:

1) Агглютинация. Склеивание антителами микробов с последующим выпадением последних в осадок. Такие антитела называются агглютининами.

Защитное действие агглютининов надо признать ограниченным, поскольку многие агглютинированные микробы не погибают, а лишь теряют свою подвижность. При этом они не только остаются живыми, но и могут продолжать размножаться. Однако собранные в кучки микробы легче фагоцитируются и подвергаются воздействию других типов антител. Т.е. агглютинины участвуют в защите организма совместно с другими факторами иммунитета.

2) Бактериолиз. Растворение патогенных бактерий под действием антител. Такие антитела называются бактериолизинами.

Под влиянием бактериолизинов микробы лишаются подвижности, их тело разбухает, теряя типичную форму, и постепенно они превращаются в круглые образования (шары) и затем в аморфную массу.

При этом бактериолизины действуют на антиген совместно с комплементами, т.е. веществами белкового характера (см. выше), способствующими бактериолитическому действию антител. Комплементы, подобно ферментам, ускоряют реакцию, но при этом, в отличие от последних, связываются и непосредственно участвуют в реакциях в определённых количествах.

3) Бактерицидное действие. Ряд антител убивает бактерий. Их называют бактерицидные антитела. Однако бактерицидное и бактериолитическое действие антител – один и тот же процесс. И по какой схеме пойдёт воздействие антитела на микроба, зависит не от свойств антитела, а от особенностей микроба.

При бактерицидном действии сыворотки, содержащей антитела, наступает только гибель микробов. При этом микробы претерпевают сравнительно небольшие морфологические изменения (в этом заключается отличие от случая, когда сыворотка оказывает бактериолитическое действие).

4) Преципитация. Антитела могут при соприкосновении с антигеном вызывать образование осадка – преципитата. Подобные антитела именуются преципитинами. За этой реакцией может стоять как простое ослабление микробов, так и их гибель.

5) Нейтрализация ядовитого действия. Осуществляющие подобную функцию антитела – это антитоксины. Они появляются в сыворотке крови в ответ на выделение патогенами экзотоксинов.

6) Повышение фагоцитарной функции. Наличие подобного действия иммунной сыворотки на фагоциты заметил ещё И.И. Мечников. Вызывают такую реакцию два вида антител – опсонины (от латинского «opsono» – приготовляю пищу) и бактериотропины (или просто – тропины). Опсонины – термолабильные антитела, т.е. легко разрушаются при малейшем нагревании сыворотки. В отличие от них, бактериотропины (тропины) – термостабильны. И те, и другие действуют только в присутствии комплемента.

7) Нейтрализация вирусов. Считается отдельной функцией антител. Выполняют её вируснейтрализующие антитела.

Какие бы функции ни выполняли антитела, по какому бы принципу они ни действовали, все они являются белками группы глобулинов, точнее – иммуноглобулинов (условное обозначение – Ig).

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%.