Имуноглобулините, наричани още антитела, представляват гликопротеинови молекули, които съставляват важна част от имунната система, която е на първа линия в борбата с инфекциозните заболявания и патогенните организми. Често се среща и съкращението ‘Ig’, като то е последвано от съответния вид имуноглобулини. Антителата се намират в кръвта и други телесни течности на хора и други гръбначни животни. Те помагат да се идентифицират и унищожат чужди вещества като микроби (бактерии, паразити и вируси).
Всеки вид има своите характеристики и особености, от което произтича и начинът им на действие в конкретни условия. И тъй като темата е свързана с развитието на хранителни алергии и непоносимости, представяме ви подробен преглед на тази категория антитела, произвеждани от имунната система.
Общи свойства на имуноглобулините
Имуноглобулините се произвеждат от лимфоцитите (бели кръвни клетки) и се намират във фракция от кръв, наречена гама глобулин. Джералд М. Еделман и Родни Робърт Портър са сред най-известните изследователи, които имат голям принос за структурния анализ на имуноглобулините, по-специално на IgG типа.
Обикновено имунната система на животните генерира голяма група антитела, които разпознават няколко епитопи на определен антиген. Всяко антитяло се секретира от различна плазмена клетка, продуцираща антитела и може да бъде специфично за различен епитоп. Тъй като антителата, открити в серума, се произвеждат колективно от много плазмени клетки (клонинги), те се описват като поликлонални.
Въпреки че това е предимство за борба с инфекциите в природата, хетерогенността на поликлоналните антитела ограничава използването им като изследователски инструменти.
Антигените, разпознати и свързани с антитела, могат да бъдат протеини като рецептори, експресирани върху ракови клетки, захари върху бактериални и вирусни клетъчни повърхности, хормони, химични съединения или структури на нуклеинова киселина. Областта на антиген, който взаимодейства с антитялото, се нарича епитоп.
Любопитен научен факт: Основен пробив в развитието на антитела за научноизследователски приложения е разработването на техника за производство на моноклонални антитела през 1975 г. от Кьолер и Милщайн.
Техниката включва отстраняване на В клетки (предшественици на плазмените клетки) от далака на животно, което е предизвикано с антиген, и впоследствие сливане с безсмъртна миеломна туморна клетъчна линия. Това води до едноклетъчен хибрид, известен като хибридом.
В-клетките предоставят способност за производство на антитела, докато клетките на миелома позволяват хибридоми да се разделят за неопределено време и да растат добре в културата. Хибридомите секретират само един тип антитела, ефективно осигурявайки дългосрочно снабдяване със селективни антитела за един епитоп, които са известни също като моноклонални.
Структура на антителата накратко
Антитялото е съставено от две тежки вериги (50 KD всяка) и две леки вериги (25 KD всяка), които са свързани с дисулфидни връзки, за да образуват Y-образна структура (150 KD). Антителата допълнително се разделят на два региона: променлив регион и постоянен регион.
Променливият регион е отговорен за антигенната специфичност на антитялото. Този регион включва част от свързване на антиген (Fab), която свързва антигена с висока специфичност. Във всяко антитяло има две части на Fab, които могат едновременно да свързват два еднакви епитопа (специфично място за свързване на антитяло на антиген) на определен антиген.
Постоянният участък на антитяло включва част от кристализация на фрагмент (Fc), която свързва рецепторите на клетъчната повърхност (Fc рецептори) върху циркулиращите WBC, макрофагите и клетките на естествените убийци. Това свързване е необходимо за иницииране на имунна реакция.
Видове и класове имуноглобулини
Въз основа на разликите в аминокиселинните последователности в постоянния участък на тежките вериги има пет класа имуноглобулини:
- IgA-алфа тежка верига
- IgD-делта тежка верига
- IgE-епсилон тежка верига
- IgG-гама тежка верига
- IgM-мю тежка верига
Във всеки клас на имуноглобулините се наблюдават малки разлики в постоянните участъци на тежката верига, което води до обособяване на подкласове, например IgG1, IgG2, IgG3 и т.н.
Имуноглобулин А – IgA
Серумният IgA е мономерен, но IgA, открит в секретите, е димер с J верига. Секреторният IgA също съдържа протеин, наречен T-парче. Той се произвежда в епителните клетки и се добавя към IgA, тъй като преминава в секретите, помагайки на IgA да се движи по лигавицата без разграждане в тях.
Има следните свойства:
- Това е вторият най-разпространен Ig в кръвния серум;
- Той е основният клас на Ig в секретите – сълзи, слюнка, коластра, слуз и е важен при лигавичен имунитет;
- Той се свързва с някои клетки- PMN клетки и лимфоцити.
Имуноглобулин D – IgD
Имуноглобулин Д функционира като В-клетъчен антигенен рецептор и може да участва в съзряването, поддържането, активирането и заглушаването на В-клетките. Въпреки че точната функция все още не е ясна, IgD може да участва в хуморални имунни отговори чрез регулиране на селекцията на В клетки.
Когато IgM и IgD, експресирани върху В-клетка, взаимодействат с антиген, за който те са специфични, антигенът се интернализира и обработва и представя на помощни Т клетки, които задействат В клетките да се размножават и диференцират в плазмени клетки. По този начин се стартира развитието на хуморален имунен отговор.
Секретираният имуноглобулин D също съществува и играе неуловима функция в кръвта, лигавичните секрети и на повърхността на вродени имунни ефекторни клетки като базофили. IgD очевидно също е в състояние да се свърже с базофили и мастоцити и да активира тези клетки за производство на антимикробни фактори, които са функционални в респираторната имунна защита при хората.
Предлага се също, че IgD може да има някаква роля в алергичните реакции, като този въпрос е в процес на изследване.
Имуноглобулин E – IgE
IgE е най-малко разпространеният, със серумна концентрация 10 000 пъти по-ниска от IgG. Концентрацията на имуноглобулини Е обаче се повишава значително при някои алергични състояния.
В отговор на патогени, IgE се свързва с мастоцитите чрез специфични рецептори, последвано от патоген-медиирано кръстосано свързване на тези рецептори (дегранулация). Това причинява набиране на еозинофил на мястото на инфекция и унищожаване на патогени чрез механизми от тип ADCC (Антитяло-зависима клетъчна цитотоксичност).
Ако имате алергия, имунната ви система реагира на алерген, като произвежда антитела от този вид. Тези антитела пътуват до клетки, които отделят химикали, причинявайки алергична реакция. Тази реакция обикновено причинява добре познатите симптоми в носа, белите дробове, гърлото или по кожата.
Всеки тип IgE има специфичен ‘радар’ за всеки тип алерген. Ето защо някои хора са алергични само към котешки пърхот (те имат само IgE антитела, специфични за котешки пърхот); същевременно други имат алергични реакции към множество алергени, защото имат много повече видове IgE антитела.
Антителата са специфични за всеки тип чуждо вещество.
Например антителата, направени в отговор на туберкулозна инфекция, се прикрепят само към туберкулозните бактерии. Антителата действат и при алергични реакции. Понякога могат да се направят антитела срещу собствените ви тъкани. Тогава говорим за „автоимунно заболяване“.
Ако имунната ви система произвежда ниски нива на антитела, може да имате по-голям шанс да развиете повторни инфекции. Може да сте родени с имунна система, която произвежда малко антитела или вашата система може да произвежда ниски нива на антитела в отговор на определени заболявания.
Специфичните IgE антитела например се произвеждат при класическа алергия тип I. Хората, които имат IgE алергия от този тип I, най-вероятно знаят коя храна причинява проблеми, защото симптомите се появяват веднага. Положението е различно при забавена IgG медиирана хранителна алергия. Тогава се произвеждат IgG антитела, които ще разгледаме във втора част на темата отново в блога ни.
