Иммуноглобулин в каких продуктах

В сыворотке крови здоровых людей и животных постоянно выявляются неспецифические, так называемые естественные, нормальные антитела при отсутствии антигенной стимуляции. Основную часть природных

иммуноглобулинов составляют антитела, которые постоянно синтезируются в организме, и их специфичность направлена в основном против антигенов собственного организма. Они принадлежат к иммуноглобулинам класса М, G и А, однако у взрослых большинство из них относятся к классу IgG. Естественные антитела класса IgM обнаруживаются уже в пуповинной крови новорожденных, и спектр их активности сохраняется на протяжении всей жизни. Все естественные антитела условно можно разделить на три группы. Иммуноглобулины первой группы содержатся в крови в высокой концентрации (более 1 мкг / мл), имеют, как правило, узкую специфичность, относятся в основном к IgM. К этой группе относят изоаглютинины, антитела к антигену Форсман, в аутологичных IgG и др..

К иммуноглобулинам второй. группы. относятся антитела к ДНК, пептиды, белки цитоскелета, сывороточного альбумина различных белков, ферментов, фосфолипидов серотонина и других соединений. В крови они содержатся в небольшой концентрации и, что характерно, имеют выраженную полиспецифичнисть. Так, естественные антитела ко многим собственных антигенных структур (актина, миоглобулину, альбумина и др.). Полиспецифични, вместе с тем индуцированные антитела к актина строго узкоспецифических Это свидетельствует о наличии полиспецифичности в антител, а не наличия общих эпитопов в перехреснореагуючих антигенов Очевидно, активные центры естественных антител имеют много паратопив в различных эпитопов.

К третьей группе естественных антител принадлежат антиидиотипични антитела.

Установлено, что большинство естественных антител являются продуктами эмбриональных -генов, что свидетельствует об универсальном характере их образования, а индуцированные антитела являются продуктами мутантных генов. Показано, что естественные антитела являются в основном аутоантителами и выявлены фактически всех групп эндогенных антигенов – нуклеотидов, ДНК, белков цитоскелета и сыворотки крови, ферментов, фосфолипидов, рецепторов и других структур.

Повышенное содержание таких антител может свидетельствовать о наличии заболевания аутоиммунного характера. По данным некоторых авторов, важную роль в спонтанном синтезе естественных антител играют В-1-лимфоциты  D5 В-лимфоциты), которые спонтанно способны продуцировать естественные антитела к определенным бактериальных антигенов и многих клеточных антигенов. У человека от5 + В-лимфоциты часто обнаруживают в крови новорожденных, у мышей – в брюшной полости.

Физиологическую роль естественных антител недостаточно изучено, привлекает внимание их роль как факторов «узнаваемости», а также гомеостатическая (защитная) и патогенетическая роль. На первых этапах формирования иммунного ответа естественные антитела могут выступать как опсонины и таким образом способствовать фагоцитоза. Они также могут быть источником появления в организме различных биологически активных веществ, возникающих под действием на иммуноглобулины некоторых ферментов. Одним из известных таких веществ является тафтсин – продукт расщепления трипсиноподибнимы ферментами естественных антител. Тафтсин является сильным стимулятором фагоцитоза. Образование тафтсину тесно связано с селезенкой, поскольку в сыворотке крови спленектомованых животных он не обнаруживается.

Человеческий иммунитет – это сложная многоступенчатая система защиты организма от вредоносного воздействия извне (вирусов, бактерий, аллергенов, грибков). Не существует одного органа, который бы отвечал за иммунную защиту. Эта функция возложена на разные системы: начиная с кишечника и заканчивая микроскопическими белковыми веществами – иммуноглобулинами.

Общая характеристика иммуноглобулинов

Иммуноглобулины (Ig), также известные как антитела, представляют собой молекулы гликопротеинов (особые белковые соединения, содержащиеся в плазме крови). Они – важная часть иммунной системы, задача которой – защищать организм от инфекций и других инородных веществ. В нашем организме, как и в организмах позвоночных животных, иммуноглобулины содержатся в крови и в некоторых секреторных жидкостях. Антитела помогают организму идентифицировать и уничтожать посторонние вредоносные элементы. Обычно иммуноглобулины вырабатываются как ответ на контакт с антигенами, например, бактериями или вирусами. Иногда иммуноглобулины продуцируются после контакта с собственными тканями организма, называемыми аутоантигенами.

Дефицит или избыток антител может быть признаком различных патологий, поэтому определение их количества в крови является важной частью при диагностике многих заболеваний. Кроме того, современные достижения в биомедицине позволяют использовать синтетические антитела в лечении некоторых заболеваний.

Структура антител

Иммуноглобулины – это симметричные Y-образные молекулы, состоящие из двух тяжелых длинных цепочек (Н) и двух коротких легких (L). Цепи соединены друг с другом либо дисульфидными (SS), либо водородными связями. Каждый иммуноглобулин можно условно разделить на две части: константную (C) и вариабельную (V). В то время как С-часть определяет активность антитела, то V-область необходима для связывания со специфическими антигенами (то есть специфическими белками, которые сигнализируют о присутствии в организме конкретной бактерии, вируса или другого чужеродного объекта).

Структура и роль С-части идентична для всех видов антител. Этот участок можно образно назвать мозговым центром иммуноглобулина. Именно он контролирует, насколько эффективно антитело выполняет свою функцию. V-область у разных видов антител отличается. Благодаря этой вариабельности антитела могут распознавать и связываться с разными видами чужеродных тел в организме. То есть для каждого вида «чужака» существует свой иммуноглобулин со специфической структурой V-области.

Иными словами, каждое антитело подходит к антигену по принципу ключа и замка, а в сочетании друг с другом образуют так называемые иммунные комплексы. Но также антитела способны проявлять гибкость в сочетании с «чужаками», благодаря чему с легкостью адаптироваться к различным антигенам. Однако эта способность иммуноглобулинов иногда провоцирует у человека перекрестные аллергические реакции – когда иммунитет человека с аллергией не может различать аллергены. Например, человек с аллергией на цветочную пыльцу из-за неправильной работы иммуноглобулинов может также реагировать на сырые фрукты и овощи.

Разновидности иммуноглобулинов

В человеческом организме иммуноглобулины представлены в двух формах:

• растворимые (продуцируются плазматическими клетками);
• связанные с наружной мембраной B-лимфоцитов, они же – рецепторные антитела.

Кроме того, существуют разные классы и подклассы (изотопы) иммуноглобулинов. Они различаются по своим биологическим особенностям, структуре и нацеленности на «мишени». На основе различий в структуре тяжелых цепей было выделено несколько классов антител. Каждый из них отличается функциями и ответными реакциями.

У плацентарных млекопитающих, и в том числе человека, было идентифицировано 5 основных классов антител: IgA, IgD, IgE, IgG и IgM. В человеческой крови содержатся только три из них – IgA, IgG и IgM. Но остальные, по мнению специалистов, являются не менее полезными для поддержания иммунной системы. Все они различаются между собой по типу тяжелой цепи. К примеру, для молекул IgG свойственны гамма-цепи, IgM имеют мю-цепи, IgA – альфа-цепи, IgE отличаются наличием цепей типа эпсилон, а IgD – обладатели дельта-цепей. Эти различия позволяют иммуноглобулинам участвовать в различных типах и на разных стадиях иммунных ответов.

Кроме основных классов иммуноглобулинов существует несколько подклассов. Разница между ними основана на незначительных отличиях в типе тяжелых цепей каждого класса. В человеческом организме встречаются 4 подкласса антител. Нумерация соответствует порядку уменьшения их концентрации в сыворотке. Так, антитела IgG и IgA дополнительно группируют на подклассы IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, а также IgA1 и IgA2.

Большинство антител (IgG, IgD, IgE) в организме представлены в форме мономера (одной молекулы). Исключение составляет антитело класса А, которое также встречается в форме димера, и IgМ, образующий форму снежинки (пентамер).

Характеристика разных классов иммуноглобулинов

Класс IgA

Около 15% антител, содержащихся в организме здорового человека, это иммуноглобулины типа IgA. В наших телах могут присутствовать два подкласса IgA – IgA1 и IgA2. Они различаются молекулярной массой тяжелых цепей и концентрацией в сыворотке. Кстати, в сыворотке IgA представлен в основном как мономер (состоит из одной молекулы). В секреторных жидкостях иммуноглобулин присутствует в виде димера, связанного с пептидом. Большинство IgA в организме – это димеры. Они присутствуют в большинстве секреторных жидкостей, включая слизистые оболочки дыхательных и мочеполовых путей, ЖКТ, а также слюну, слезы, молозиво и молоко у женщин. Поскольку IgA присутствует на слизистых оболочках пищеварительной системы, где он может подвергаться воздействию ферментов, в составе этого антитела есть специальный компонент, который защищает молекулу от преждевременного разрушения.

Иммуноглобулины класса A, как правило, не являются специфическими с точки зрения «подстраивания» под определенный тип чужеродных тел. Обычно антитела из этой группы присутствуют в уязвимых местах организма или на участках, где микробы могут легко проникнуть внутрь. Иммуноглобулины класса A обеспечивают местный гуморальный иммунитет. Это связано с его свойствами предотвращать проникновение патогенов через эпителиальные поверхности. Из-за обилия IgA в секрете слизистых оболочек (слюна, слезы) он защищает организм от некоторых локальных инфекций.

Основная функция иммуноглобулинов этого класса состоит не в разрушении антигенов, а в предотвращении проникновения посторонних веществ в систему кровообращения. Сами по себе IgA довольно слабые и не способны самостоятельно разрушать бактерии. Поэтому они всегда работают вместе с лизоцимами – ферментами, которые также присутствуют в секреторных жидкостях и могут разрушать бактерии.

Если концентрация иммуноглобулинов класса IgA в организме нарушается, человек часто страдает инфекционными заболеваниями дыхательных путей и почечными болезнями, в том числе нефропатией. Люди, в чьих организмах не хватает IgA, более склонны к аутоиммунным расстройствам, таким как ревматоидный артрит, волчанка, аллергия и астма.

К снижению количества IgA могут привести разные заболевания. Одно из таких – гонорея. Бактерии, вызывающие гонорею, продуцируют фермент, который расщепляет антитело IgA на две части: Fc и Fab. Что интересно, Fab все еще может находить опасные для организма бактерии, но без взаимодействия с Fc он не способен противостоять им.

Класс IgD

Иммуноглобулины класса D в теле человека представлены в очень маленьком количестве и составляют примерно 0,2% от всех антител. Известно, что IgD прикрепляется к поверхности некоторых В-лимфоцитов как рецептор В-клеток. Тем не менее его функции в человеческом организме на сегодня до конца еще не изучены. Есть мнение, что именно IgD является причиной аллергии на пенициллин. Также иногда он может активизироваться после контакта с безвредными белками крови, тем самым вызывая в организме аутоиммунные реакции.

Класс IgE

Иммуноглобулин IgE, как и IgD, в сыворотке встречается в гораздо меньших количествах, нежели другие классы антител. IgE защищает от проникновения паразитов, а также отвечает за аллергические реакции.

IgE содержится в плазме крови. Из всех сывороточных антител на долю этого приходится только 0,002%. Но это не мешает ему выполнять жизненно важную роль для человека. Иммуноглобулины этой группы связываются с поверхностью базофилов и тучных клеток. Дальше к ним присоединяется антиген, что в свою очередь ведет к выбросу в кровоток веществ-модераторов воспалительной реакции. То есть IgE управляет аллергическими реакциями.

Когда антигены, такие как пыльца, ядовитые вещества, споры грибов, пылевые клещи или перхоть домашних животных связываются с IgE, в организме высвобождаются такие вещества, как гепарин, гистамин, протеолитические ферменты, лейкотриены и цитокины. Это ведет к расширению сосудов и повышению их проницаемости. В результате этого опасные вещества могут проникнуть в капилляры, а затем и в ближайшие ткани, вследствие чего появляются характерные для аллергической реакции симптомы. Кстати, большинство типичных аллергических реакций в виде чихания, кашля, слезотечения и повышенного выделения слизи как раз таки способствует выведению из организма оставшихся аллергенов.

Исследования показали, что такие расстройства, как астма, ринит, экзема, крапивница и дерматит вызывают повышение уровня IgE. Антитела Е-типа также активно продуцируются в ответ на присутствие в организме червей-паразитов (гельминтов), персистирующих инфекций (герпесвирусы, атипичные микроорганизмы) и некоторых членистоногих (например, вшей). Кроме того, IgE играет косвенную роль в иммунном ответе, стимулируя другие иммунные компоненты к действию. Также он может защищать поверхности слизистых оболочек, вызывая, в случае опасности, воспалительные реакции.

Патологически низкий уровень антител класса IgE может возникать на фоне редкого генетического заболевания, сопровождающегося нарушением координации мышц (атаксия телеангиэктазия).

Класс IgG

Иммуноглобулины класса G являются доминирующими в человеческом организме. На их долю приходится 75% всех антител. Частично это связано с длительным периодом полураспада: от 7 до 23 дней (зависимо от подкласса). Кроме того, они могут сохраняться в крови в течение нескольких десятков лет после контакта с антигеном.

Существуют 4 подкласса IgG:

1. IgG1 составляет от 60 до 65% от общего количества иммуноглобулина этого класса. Его дефицит обычно является признаком гипогаммаглобулинемии (дефицит плазматических клеток).
2. IgG2 – второй по распространенности изотоп, составляет 20-25% от общего количества IgG. «Взрослые» концентрации антитела обычно появляются к 6-7-летнему возрасту. Дефицит IgG2 связывают с рецидивирующими инфекциями дыхательных путей.
3. IgG3 занимает от 5 до 10% от общего IgG. Играет основную роль в иммунных реакциях против белковых или полипептидных антигенов.
4. IgG4 составляет до 4% в общей доле IgG. Раньше IgG4 связывали только с пищевой аллергией, но недавние исследования показали, что повышение IgG4 в сыворотке бывает у пациентов, страдающих склерозирующим панкреатитом, холангитом и интерстициальной пневмонией. Тем не менее точная роль IgG4 до сих пор неизвестна.

IgG играет ключевую роль в гуморальном иммунном ответе. Это основной иммуноглобулин, содержащийся в крови, а также в лимфатической, спинномозговой и брюшной жидкостях. Способность оставаться в организме в течение длительного времени делает его наиболее полезным антителом для пассивной иммунизации. Это единственное антитело, способное проникать через плаценту матери и попадать в кровообращение плода, обеспечивая послеродовую защиту для новорожденного в течение первых месяцев его жизни.

Главные функции IgG:

• усиление фагоцитоза в макрофагах и нейтрофилах;
• нейтрализация токсинов;
• инактивация вирусов;
• уничтожение бактерий.

Класс IgM

IgM – это самый важный представитель семейства человеческих иммуноглобулинов, хотя он и отличается весьма коротким периодом полураспада – около 5 дней.

Иммуноглобулинам класса IgM в общей доле сывороточных антител в человеческом организме отведено примерно 10-13%. Они участвуют в первичных иммунных реакциях и являются наиболее важными из антител.

IgM преимущественно содержится в лимфатической жидкости и крови. Является главным нейтрализующим агентом на ранних стадиях заболевания. IgM – это так сказать первая линия защиты человеческого организма от непрошеных гостей. В ходе иммунного ответа они вырабатываются первыми, а затем замещаются антителами G. Интересно, что у детей, начиная с 9-месячного возраста, в организме вырабатывается такое же количество антител IgM, как и у взрослых.

Повышение уровня IgM можно расценивать как признак недавно перенесенной инфекции или присутствия в организме антигена.

Роль иммуноглобулинов в организме

Антитела являются частью гуморального иммунного ответа и действуют очень специфично, так как всегда направлены против определенного антигена.

Задача любого антитела в организме человека – участвовать в иммунных реакциях. Иммуноглобулины обладают способностью образовывать иммунные комплексы с молекулами антигена, активировать систему комплемента (комплекс белков, содержащихся в крови, необходимых для защиты организма от чужеродных агентов) и вызывать воспаления. Все это должно нейтрализовать антиген и безопасно удалить его из организма.

Из-за различных биохимических свойств разные классы антител могут выполнять специализированные функции:

• нейтрализовать паразитов (IgE);
• нейтрализовать микроорганизмы (IgM, IgG);
• защищать от повторных заболеваний, таких как эпидемический паротит (IgG);
• защищать слизистые оболочки (IgA);
• участвовать в синтезировании лимфоцитов (IgD);
• защищать плод (IgG) и новорожденного малыша (IgA).

Антитела и иммунологическая память

Иммунный ответ делится на первичный и вторичный. Первичный ответ проявляется во время первого контакта с антигеном, после чего организм вырабатывает по большей части иммуноглобулины класса IgM, которые затем замещаются более специфическими и стабильными антителами IgG.

Вторичный иммунный ответ возникает при повторном контакте с тем же антигеном. Он интенсивнее первичного, концентрация антител достигает более высоких уровней, чем в первый раз.

Такой эффект обусловлен иммунологической памятью и наличием памяти у В-лимфоцитов. Эти клетки живут в организме годами, и когда они вступают в контакт с антигеном, начинают очень интенсивно делиться и продуцировать специфические антитела.

Как определить количество антител

Антитела составляют от 12% до 18% сывороточных белков. Для оценки количества отдельных белковых фракций, в лабораторных условиях составляется так называемая протеинограмма.

Тест на антитела, метод иммуноферментной агглютинации (ИФА), как правило, проводится с венозной кровью (позволяет определить количество иммуноглобулинов класса IgM, IgG, IgE, IgA). Кроме того, определить количество антитела класса IgA можно путем биохимического исследования слюны или кала человека – метод полимеразной цепной реакции (ПЦР). В отдельных ситуациях тест может быть проведен с использованием другого материала, например спинномозговой жидкости.

Если в крови пациента диагностировано критическое повышение некоторых иммуноглобулинов, говорят о гипергаммаглобулинемии. Как правило, у таких пациентов чрезмерно повышаются антитела класса IgM, при этом остальные остаются в дефиците.

На фоне патологического повышения некоторых антител могут развиваться разные заболевания, в том числе:

• острые и хронические воспаления;
• паразитарные, бактериальные, вирусные или грибковые заболевания;
• аутоиммунные болезни;
• цирроз печени;
• саркоидоз;
• СПИД.

Патологически низкое количество антител в сыворотке может возникать на фоне:

• врожденных генетически расстройств;
• приема некоторых препаратов, в том числе противомалярийных, цитостатических, глюкокортикоидных;
• недоедания;
• инфекции, в том числе ВИЧ;
• онкологических заболеваний;
• нефротического синдрома;
• обширных ожогов;
• тяжелой диареи.

Иммуноглобулины и вакцинация

Антитела играют ключевую роль в развитии иммунитета после вакцинации. В результате контакта с антигеном, содержащимся в вакцине, иммунная система вырабатывает антитела. Сначала менее стойкий и специфический IgM, а затем более стойкий IgG. Например, во время вакцинации против вируса гепатита В, вакцину вводят трижды с определенным интервалом между прививками. Это позволяет создать стойкий иммунитет к болезни. Эффективность такой вакцинации определяется изменением в организме количества антител IgG.

Антитела в медицине

Благодаря развитию биохимии, молекулярной биологии и медицины, в наше время стало возможным синтезировать иммуноглобулины в лабораторных условиях (как правило, антитела класса IgG). Такие антитела называют моноклональными, так как они происходят из клона одной клетки и работают против определенного антигена.

Сегодня моноклональные иммуноглобулины используют для лечения разных заболеваний. Впервые эта методика была применена в 1981 году для лечения лимфомы. А уже в 1984 году изобретатели моноклональных антигенов – немецкий биолог Георг Келер и британский иммунолог Сезар Мильштейн – получили Нобелевскую премию.

В современной медицине моноклональные антитела применяют для:

• уничтожения раковых клеток;
• ингибирования отдельных клеток иммунной системы после трансплантации органов (позволяет предотвратить отторжение пересаженного органа);
• подавления иммунных реакций при аутоиммунных заболеваниях.

Иммуноглобулины – микроскопические элементы, которые играют очень важную роль в наших организмах. Если бы не антитела, даже малейшая инфекция была бы для человека смертоносной.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru