Anticorpi

- Che tipo di cellule sono queste?

- Questi sono linfociti.

Se non si prendono in considerazione i globuli rossi che trasportano l'ossigeno, tutti gli altri globuli sono bianchi. Si chiamano leucociti, cioè globuli bianchi. Di tutti i globuli bianchi, il 30% sono linfociti. Linfocita tradotto in russo significa “cellula linfatica”.

Oltre al sangue, la linfa circola in tutti i tessuti del nostro corpo. Attraverso i vasi linfatici entra nei linfonodi e da lì viene raccolto in un grande vaso: il dotto toracico, che sfocia nel flusso sanguigno vicino al cuore. Non ci sono globuli rossi nella linfa. Solo linfociti.

Ispezione

Molti credevano che tutti i tipi di altre cellule derivassero dai linfociti: tessuto connettivo, fegato, polmone, ecc. "La vecchia letteratura", scrive Gowens, "è piena di prove contrastanti che piccoli linfociti possono trasformarsi in eritrociti, granulociti, monociti, fibroblasti, plasmacellule, cellule, ecc. Un cinico una volta osservò che tutte le cellule, ad eccezione di quelle del sistema nervoso, prima o poi sono state considerate come derivate dei linfociti!

Secondo studio. Gowans espone un topo ai raggi X. Molti sistemi soffrono dopo l’irradiazione, compreso il sistema immunitario. L'animale non produce anticorpi. Al ratto irradiato sono stati iniettati globuli rossi di pecora, ma non erano presenti anticorpi. Ad un altro ratto irradiato sono stati iniettati globuli rossi di pecora insieme ai linfociti di un ratto sano;

Decine di migliaia di anticorpi diversi fluttuano nel sangue, ma hanno un piano strutturale comune.

- Come sono strutturate le molecole degli anticorpi? Si tratta probabilmente di proteine ​​che circolano nel sangue.

Sì, queste sono le più grandi molecole proteiche nel siero del sangue: le gamma globuline. Poiché tutte le gammaglobuline sono anticorpi, ora vengono chiamate immunoglobuline.

- Quante immunoglobuline diverse galleggiano nel sangue?

Molti. Secondo stime approssimative, circa diecimila. Circa l’1% della massa sanguigna è costituita da immunoglobuline. In altre parole, in un litro di sangue ci sono 10 grammi di anticorpi.

- Quante molecole sono queste?

- Così tanti. La cifra è astronomica. Qualcosa come 5x10 20 (500.000.000.000.000.000.000), e ciascuno di essi può combinarsi con qualche sostanza estranea e neutralizzarla.

La struttura della molecola dell'immunoglobulina è stata decifrata grazie al lavoro di due ricercatori: Rodney Porter a Oxford e Gerald Edelman a New York. I primi risultati furono pubblicati nel 1959. Nel 1965 la struttura generale della molecola era stata decifrata. Nel 1970, gli immunologi conoscevano non solo il piano strutturale, ma anche la sequenza di posa dei “mattoni” (amminoacidi da cui è costruita qualsiasi molecola proteica). Nel 1972 Porter ed Edelman ricevettero il Premio Nobel.

Lavorare duro

Il corso approssimativo degli eventi è il seguente. Nel 1958, Porter trattò l'immunoglobulina pura isolata dal sangue con papaina. È ottenuto dalle piante. La papaina è un enzima che scompone le proteine. È in grado di tagliare trasversalmente le molecole proteiche.

Allo stesso tempo, dall'altra parte dell'Oceano Atlantico, come si dice nella scienza, “contemporaneamente e indipendentemente” Edelman ha trattato le molecole di immunoglobuline isolate dal sangue con 6-mercaptoetanolo. Questo reagente chimico ha la capacità di tagliare le molecole proteiche nel senso della lunghezza. (Papain vede i tronchi proteici nella legna da ardere e il 6-mercaptoetanolo nelle tavole.)

Qui dovremmo fare una piccola pausa dagli anticorpi per ricordare come sono generalmente costruite le proteine ​​e cosa è alla loro base.

La struttura di tutte le proteine ​​è basata su catene peptidiche. Una proteina può essere composta da più catene disposte in serie o parallele tra loro. Ogni catena, come i collegamenti, è formata da amminoacidi. Qui, ad esempio, c'è un pezzo della catena peptidica dell'insulina - una delle proteine ​​​​ben studiate, la cui carenza sviluppa la grave malattia del diabete: cisteina-alanina-serina-valina-cisteina. Le catene polipeptidiche, costituite da diverse combinazioni di 20 aminoacidi, formano l'intera varietà di proteine ​​del nostro pianeta.

Gli amminoacidi sono collegati in catene peptidiche attraverso atomi di carbonio e azoto. Questi legami sono chiamati legami peptidici. Sono loro che la papaina rompe. Ovviamente non tutto in una volta. Innanzitutto nelle parti più accessibili della molecola proteica.

Se le catene peptidiche che compongono una molecola proteica sono disposte in due filamenti paralleli tra loro, allora sono collegate tra loro tramite due atomi di zolfo. Questi legami sono chiamati legami disolfuro. Vengono distrutti dal 6-mercaptoetanolo. Di conseguenza, la molecola proteica, se è composta da catene peptidiche parallele, viene tagliata longitudinalmente.

Quindi, Porter ha tagliato la molecola dell'anticorpo trasversalmente ed Edelman l'ha tagliata longitudinalmente.

Il peso molecolare dell'intera molecola era leggermente superiore a 150 mila. Dopo il taglio trasversale sono emersi tre frammenti con un peso molecolare di circa 50mila ciascuno. Porter ha ricevuto tre frammenti di dimensioni approssimativamente uguali. Li designò I, II e III. Le loro dimensioni erano quasi uguali, ma le loro proprietà...

I frammenti I e II si sono rivelati identici tra loro. Ognuno di essi aveva la qualità principale di un anticorpo: poteva combinarsi con un antigene, con la sostanza estranea contro la quale era diretto l'anticorpo. Il frammento III non aveva questa qualità.

Edelman ottenne quattro frammenti, o meglio quattro catene, poiché divise la molecola proteica in catene peptidiche. Le due catene, identiche tra loro, avevano un peso molecolare di circa 25mila. Le chiamò catene a L (dalla parola leggero- facile). Gli altri due, anch'essi identici, pesavano 50mila. Le chiamò catene N (dalla parola pesante- pesante). (Va notato che se una catena peptidica è due volte più pesante di un'altra, ciò significa che è due volte più lunga.) Nessuna di queste catene possedeva la qualità principale di un anticorpo - la capacità di legare l'antigene -. Tuttavia, se la catena L e la catena H venivano riunite, questa qualità veniva ripristinata nella struttura risultante, che rappresentava metà della molecola.

È così che i ricercatori hanno affrontato una sfida mentale.

Dato: Se tagli una molecola trasversalmente, appaiono tre parti. Indichiamo il peso molecolare in migliaia nella parte inferiore del simbolo e l'attività anticorpale con un asterisco nella parte superiore del simbolo. Otteniamo la formula per la struttura dell'anticorpo: AT 150 = I 50 * + II 50 * + III 50.

Se tagli longitudinalmente appariranno quattro parti con la loro formula: AT 150 = 2L 25 + 2H 50 = (L 25 + H 50) * + (L 25 + H 50)*.

Necessario: determinare la struttura spaziale della disposizione delle catene peptidiche nella molecola e la localizzazione dei centri attivi, cioè le aree che determinano la qualità principale: la capacità di connettersi con l'antigene.

Semplifichiamo ulteriormente il compito: da due catene lunghe e due corte, mettiamo insieme una figura che, se tagliata trasversalmente, darebbe tre frammenti di uguali dimensioni. Due di essi portano siti specifici di legame con l'antigene, composti da catene lunghe e corte.

Il risultato sarà un design simile alla lettera maiuscola “igrek” in carattere latino?, qualcosa come la nostra fionda da ragazzino. I punti a cui è attaccato l'elastico sono i centri attivi. I due lati del “corno” sono i frammenti I e II di Porter. “Maniglia” - frammento III. La papaina taglia la struttura in tre frammenti proprio nel punto di ramificazione.

Due lunghe catene, poste una accanto all'altra, formano un “manico”, e nel punto di ramificazione divergono, formando i lati interni del “corno”. Le catene corte si uniscono a quelle lunghe dopo la forchetta, formando i lati esterni del “corno”. Le sue estremità, costituite dalle estremità di entrambi i tipi di catene, determinano la specificità della molecola. Di conseguenza, ciascun anticorpo ha due centri attivi. Come lega le particelle antigeniche estranee con due mani, rendendole inattive, insolubili e incapaci di avere un effetto dannoso sul corpo.

Questa costruzione è costruita non solo sulla base del ragionamento logico. È confermato da speciali metodi fisici e chimici. Infine, è stato visto al microscopio elettronico. La molecola dell'anticorpo in realtà si presenta così:

Molecola di anticorpo

Alcune molecole di anticorpi sono collegate a due a due tramite le loro “maniglie”. Vengono quindi chiamati dimeri. Hanno quindi quattro centri attivi per il legame dell'antigene. Ecco come si comportano le immunoglobuline di classe A. Altre molecole si combinano in gruppi di cinque (pentameri), formando uno schema a stella con dieci centri attivi rivolti verso l'esterno. Queste sono immunoglobuline di classe M, ma la maggior parte degli anticorpi sono del solito tipo monomerico (“mono” significa “uno”). Si chiamano immunoglobuline di classe G.

Nel 1970, la struttura degli anticorpi era compresa non solo in termini generali. È stato scoperto quanti amminoacidi ci sono in ciascuna delle quattro catene peptidiche.

L'aumentata sensibilità del corpo si basa sulla sua risposta immunitaria all'antigene. Tipicamente, tale sensibilità si manifesta quando il corpo incontra nuovamente un allergene che non provoca una reazione nelle persone sane. Tuttavia, dal primo incontro con un allergene, inizia la formazione di anticorpi allergici che, dopo un secondo incontro con lo stesso allergene, danno una violenta reazione a catena. Il meccanismo di questa reazione non è sufficientemente chiaro; Una delle sue caratteristiche principali è la rottura dei mastociti e il rilascio da essi di granuli di istamina. L’istamina provoca vasodilatazione e gonfiore dei tessuti.

Gli allergeni tipici includono vari tipi di polline di erba e fiori, piume di alcuni tipi di uccelli, peli di animali domestici e vari coloranti. L'allergene entra nel corpo più spesso attraverso la mucosa delle vie respiratorie o della pelle.

L'anafilassi è una reazione di ipersensibilità alla somministrazione ripetuta di una proteina estranea. L'anafilassi può manifestarsi come una reazione del corpo di vari gradi, fino allo shock anafilattico estremamente grave.

Lo shock anafilattico può essere facilmente dimostrato sperimentalmente nelle cavie, che sono molto sensibili alle proteine ​​estranee. Se a una cavia viene iniettata per via sottocutanea una piccola dose (0,01 - 0,001 ml) di una proteina estranea, ad esempio siero di cavallo, il maiale la tollera facilmente senza conseguenze visibili. Entro l'8°-12° giorno la cavia sviluppa uno stato di sensibilizzazione verso la proteina somministrata. Se la stessa proteina viene introdotta nel sangue di una cavia durante il periodo di sensibilizzazione, si sviluppa uno shock anafilattico. Per lo sviluppo dell'anafilassi è necessario introdurre nel sangue una grande dose dello stesso antigene. Questa è la cosiddetta iniezione permissiva. A. M. Bezredka ha descritto vividamente l'immagine dello shock anafilattico in una cavia: “Non appena l'iniezione di prova è completata, la cavia sensibilizzata inizia a preoccuparsi. La sua eccitazione cresce di minuto in minuto di ruotare attorno al proprio asse. I movimenti sono interrotti da brividi convulsi, sempre più frequenti e forti. Ad un certo momento - 3 - 4 minuti dopo l'iniezione - i movimenti convulsivi diventano meno frequenti... Gli sfinteri della vescica e dell'ano si rilassa e viene rilasciata l'urina; la respirazione, dapprima molto breve e intermittente, diventa sempre più lenta. Verso la fine di un breve periodo, che raramente supera i 5 - 6 minuti, l'animale muore per soffocamento.

Se l'anafilassi si verifica in forma lieve, si osservano solitamente prurito, respiro accelerato, palpitazioni, bassa pressione sanguigna e diarrea.

In alcuni casi, gli animali sopravvivono allo shock anafilattico. Successivamente, diventano insensibili a questo allergene per qualche tempo. Si verifica la cosiddetta desensibilizzazione. La desensibilizzazione può essere indotta artificialmente somministrando una piccola dose di allergene prima dell'iniezione della dose risolvente.

Anafilassi di varia gravità può essere osservata nelle persone, ad esempio, con la somministrazione ripetuta di vari sieri terapeutici - antitetano, antidifterite, ecc. Sono stati descritti casi di shock anafilattico con somministrazione ripetuta di antibiotici, anestetici o vitamine. Per prevenire reazioni anafilattiche, nella pratica viene utilizzato il metodo di desensibilizzazione proposto da A. M. Bezredka: 2 - 4 ore prima di somministrare la quantità necessaria di siero, viene somministrata una piccola dose (0,5 - 1 ml). Questo metodo solitamente rende il siero sicuro da somministrare. Tuttavia, nelle persone particolarmente sensibili, anche l'utilizzo di questo metodo non sempre impedisce lo sviluppo dell'anafilassi.

L’anafilassi si riferisce alla malattia da siero, che si sviluppa in alcune persone da 8 a 14 giorni dopo la somministrazione di sieri terapeutici. È caratterizzata da prurito, eruzione cutanea, febbre e gonfiore del viso. Il recupero di solito avviene entro pochi giorni.

Lo sviluppo della malattia da siero può essere attenuato o talvolta prevenuto se il siero non viene somministrato immediatamente, ma in dosi gradualmente crescenti. Il siero di latte ben purificato ha meno probabilità di causare la malattia da siero.

Le reazioni allergiche comprendono una maggiore sensibilità agli allergeni batterici. Queste sono reazioni di ipersensibilità di tipo ritardato. Il verificarsi di una reazione di questo tipo è associato alla precedente sensibilizzazione del corpo da parte di un allergene microbico, virus o tossina. In risposta a questi allergeni, le reazioni immunitarie cellulari possono svilupparsi senza la formazione di anticorpi umorali. Ciò spiega il fatto che con una reazione ritardata si osserva solitamente un danno tissutale locale significativo.

Le reazioni allergiche svolgono un ruolo importante nella patogenesi di molte malattie, in particolare tubercolosi, scarlattina e reumatismi. Ad esempio, con la tubercolosi, il corpo del paziente è costantemente sensibilizzato alla tossina della tubercolosi, la tubercolina. Il corpo di una persona sana non risponde all'iniezione intradermica di tubercolina o risponde con una lieve reazione infiammatoria. La somministrazione di tubercolina a malati di tubercolosi provoca una violenta reazione infiammatoria cutanea. Questo test viene utilizzato per scopi diagnostici.

Le manifestazioni allergiche spesso determinano il decorso della malattia. I fattori permissivi possono essere costituiti da un'ampia varietà di influenze, a volte anche casuali. Ad esempio, una esacerbazione dei reumatismi può iniziare dopo influenza, mal di gola, raffreddore o surriscaldamento, nonché dopo la somministrazione di siero medicinale (ad esempio antitetano). L'esacerbazione di un processo di tubercolosi cronicamente in corso a volte si verifica dopo varie influenze che modificano la reattività del corpo e svolgono il ruolo di fattori risolutivi.

Le allergie ai farmaci si sviluppano a causa della maggiore sensibilità di alcuni individui a determinati farmaci o come risultato della sensibilizzazione a questi farmaci. Il ruolo dell'antigene in questi casi può essere svolto sia dal farmaco stesso, ad esempio alcuni antibiotici, sia dai prodotti formati a seguito dell'interazione di questo farmaco con le proteine ​​​​del corpo. Molto spesso, le reazioni allergiche sono causate dagli antibiotici, ma queste reazioni possono essere causate anche da altri farmaci, compresa l’amidopirina.

Le manifestazioni cliniche delle reazioni allergiche ai farmaci variano dall'orticaria o da un attacco di asma bronchiale allo shock anafilattico. A questo proposito, per prevenire reazioni allergiche, i farmaci dovrebbero essere utilizzati solo per determinate indicazioni secondo i regimi corretti e dopo aver determinato la tolleranza del paziente ad essi.

Analogamente alle allergie ai farmaci, le allergie possono svilupparsi in risposta all'irritazione causata da alcune sostanze chimiche, come vernici, coloranti e adesivi. In questi casi, molto spesso incontriamo lesioni cutanee allergiche: dermatite.

Le allergie includono anche l'idiosincrasia: ipersensibilità a determinati alimenti, farmaci, polline inalato, cosmetici, ecc.

Gli anticorpi svolgono due funzioni: legante l'antigene ed effettore (causare l'una o l'altra risposta immunitaria, ad esempio, innescare il classico schema di attivazione del complemento).

Gli anticorpi vengono sintetizzati dalle plasmacellule, che diventano alcuni linfociti B, in risposta alla presenza di antigeni. Per ciascun antigene si formano plasmacellule specializzate ad esso corrispondenti, che producono anticorpi specifici per questo antigene. Gli anticorpi riconoscono gli antigeni legandosi a un epitopo specifico, un frammento caratteristico della catena amminoacidica superficiale o lineare dell'antigene.

Gli anticorpi sono costituiti da due catene leggere e due pesanti. Nei mammiferi esistono cinque classi di anticorpi (immunoglobuline): IgG, IgA, IgM, IgD, IgE, che differiscono nella struttura e nella composizione aminoacidica delle catene pesanti e nelle funzioni effettrici svolte.

Storia dello studio

Il primo anticorpo fu scoperto da Behring e Kitazato nel 1890, ma a quel tempo non si poteva dire nulla di preciso sulla natura dell'antitossina tetanica scoperta, oltre alla sua specificità e alla sua presenza nel siero di un animale immune. Solo nel 1937, con le ricerche di Tiselius e Kabat, iniziò lo studio della natura molecolare degli anticorpi. Gli autori hanno utilizzato il metodo dell'elettroforesi proteica e hanno dimostrato un aumento della frazione gamma-globulina del siero sanguigno degli animali immunizzati. L'adsorbimento del siero da parte dell'antigene prelevato per l'immunizzazione ha ridotto la quantità di proteine ​​in questa frazione al livello degli animali intatti.

Struttura degli anticorpi

Gli anticorpi sono glicoproteine ​​relativamente grandi (~150 kDa - IgG) con una struttura complessa. Sono costituiti da due catene pesanti identiche (catene H, a loro volta costituite da V H, C H 1, cerniera, domini CH 2 e C H 3) e due catene leggere identiche (catene L, costituite da domini V L e C L) . Gli oligosaccaridi sono legati covalentemente alle catene pesanti. Utilizzando la proteasi della papaina, gli anticorpi possono essere scissi in due Fab. legame con l'antigene del frammento- frammento legante l'antigene) e uno (ing. frammento cristallizzabile- frammento capace di cristallizzare). A seconda della classe e delle funzioni svolte, gli anticorpi possono esistere sia in forma monomerica (IgG, IgD, IgE, IgA sierica) che in forma oligomerica (IgA dimero-secernenti, pentamero - IgM). In totale, ci sono cinque tipi di catene pesanti (catene α, γ, δ, ε e μ) e due tipi di catene leggere (catena κ e catena λ).

Classificazione delle catene pesanti

Ci sono cinque classi ( isotipi) immunoglobuline, che differiscono:

• sequenza aminoacidica
• peso molecolare
• carica

La classe IgG è classificata in quattro sottoclassi (IgG1, IgG2, IgG3, IgG4), la classe IgA in due sottoclassi (IgA1, IgA2). Tutte le classi e sottoclassi costituiscono nove isotipi normalmente presenti in tutti gli individui. Ciascun isotipo è determinato dalla sequenza aminoacidica della regione costante della catena pesante.

Funzioni degli anticorpi

Le immunoglobuline di tutti gli isotipi sono bifunzionali. Ciò significa che l'immunoglobulina di qualsiasi tipo

• riconosce e lega l'antigene, e poi
• migliora la distruzione e/o la rimozione degli immunocomplessi formati come risultato dell'attivazione dei meccanismi effettori.

Una regione della molecola anticorpale (Fab) determina la specificità dell'antigene e l'altra (Fc) svolge funzioni effettrici: legame con i recettori espressi sulle cellule del corpo (ad esempio, fagociti); legandosi al primo componente (C1q) del sistema del complemento per avviare la via classica della cascata del complemento.

Specificità degli anticorpi

Ciò significa che ciascun linfocita sintetizza anticorpi di una sola specificità specifica. E questi anticorpi si trovano sulla superficie di questo linfocita come recettori.

Come mostrano gli esperimenti, tutte le immunoglobuline della superficie cellulare hanno lo stesso idiottipo: quando un antigene solubile, simile alla flagellina polimerizzata, si lega a una cellula specifica, tutte le immunoglobuline della superficie cellulare si legano a questo antigene e hanno la stessa specificità, cioè la stessa idiotipo.

L'antigene si lega ai recettori, quindi attiva selettivamente la cellula per produrre grandi quantità di anticorpi. E poiché la cellula sintetizza anticorpi di una sola specificità, questa specificità deve coincidere con la specificità del recettore di superficie iniziale.

La specificità dell'interazione degli anticorpi con gli antigeni non è assoluta; essi possono reagire in modo crociato con altri antigeni a vari livelli. L'antisiero generato contro un antigene può reagire con un antigene correlato che trasporta uno o più determinanti uguali o simili. Pertanto, ciascun anticorpo può reagire non solo con l'antigene che ne ha causato la formazione, ma anche con altre molecole, a volte del tutto indipendenti. La specificità degli anticorpi è determinata dalla sequenza aminoacidica delle loro regioni variabili.

Teoria della selezione clonale:

1. Anticorpi e linfociti con la specificità richiesta esistono già nell'organismo prima del primo contatto con l'antigene.
2. I linfociti che partecipano alla risposta immunitaria hanno recettori antigene-specifici sulla superficie della loro membrana. I linfociti B hanno molecole recettoriali della stessa specificità degli anticorpi che i linfociti successivamente producono e secernono.
3. Ogni linfocita porta sulla sua superficie recettori con una sola specificità.
4. I linfociti che possiedono l'antigene attraversano una fase di proliferazione e formano un grande clone di plasmacellule. Le plasmacellule sintetizzano anticorpi solo con la specificità per la quale è stato programmato il linfocita precursore. I segnali per la proliferazione sono citochine rilasciate da altre cellule. I linfociti stessi possono secernere citochine.

Variabilità degli anticorpi

Gli anticorpi sono estremamente variabili (nel corpo di una persona possono esistere fino a 108 varianti anticorpali). Tutta la diversità degli anticorpi deriva dalla variabilità sia delle catene pesanti che delle catene leggere. Gli anticorpi prodotti dall'uno o dall'altro organismo in risposta a determinati antigeni si distinguono:

• Isotipico variabilità - manifestata in presenza di classi di anticorpi (isotipi), che differiscono nella struttura delle catene pesanti e dell'oligomerità, prodotte da tutti gli organismi di una determinata specie;
• Allotipico la variabilità - si manifesta a livello individuale all'interno di una data specie sotto forma di variabilità degli alleli delle immunoglobuline - è una differenza geneticamente determinata tra un dato organismo e un altro;
• Idiotipico variabilità - si manifesta nelle differenze nella composizione aminoacidica del sito di legame dell'antigene. Ciò vale per i domini variabili e ipervariabili delle catene pesanti e leggere che sono a diretto contatto con l'antigene.

Controllo della proliferazione

Il meccanismo di controllo più efficace è che il prodotto della reazione funge contemporaneamente da inibitore. Questo tipo di feedback negativo si verifica durante la formazione degli anticorpi. L'effetto degli anticorpi non può essere spiegato semplicemente con la neutralizzazione dell'antigene, perché le molecole intere di IgG sopprimono la sintesi degli anticorpi in modo molto più efficace dei frammenti F(ab")2. Si presume che il blocco della fase produttiva del B-T-dipendente la risposta cellulare si verifica a seguito della formazione di legami incrociati tra i recettori dell'antigene, IgG e Fc sulla superficie delle cellule B. L'iniezione di IgM migliora la risposta immunitaria poiché gli anticorpi di questo particolare isotipo compaiono per primi dopo l'introduzione di un antigene , viene loro attribuito un ruolo potenziante nella fase iniziale della risposta immunitaria.

Che tipo di plasmacellule sono quelle che producono anticorpi e una plasmacellula può essere considerata la cellula più importante del sistema immunitario?

Quali sono queste plasmacellule che producono anticorpi? Li conoscevano già ai tempi di Mechnikov o si tratta di una scoperta successiva?

Anticorpi

Naturalmente, più tardi. Queste sono le conquiste della nuova immunologia. La ricercatrice svedese Astrid Fagreus suggerì nel 1948 che gli anticorpi fossero prodotti dalle plasmacellule. Ciò fu finalmente dimostrato dal famoso immunologo americano Albert Coons appena 20 anni fa, nel 1956.

- No, non puoi. Le cellule principali furono riconosciute anche più tardi.

- Che tipo di cellule sono queste?

- Questi sono linfociti.

Se non si prendono in considerazione i globuli rossi che trasportano l'ossigeno, tutti gli altri globuli sono bianchi. Si chiamano leucociti, cioè globuli bianchi. Di tutti i globuli bianchi, il 30% sono linfociti. Linfocita tradotto in russo significa “cellula linfatica”.

Oltre al sangue, la linfa circola in tutti i tessuti del nostro corpo. Attraverso i vasi linfatici entra nei linfonodi e da lì viene raccolto in un grande vaso: il dotto toracico, che sfocia nel flusso sanguigno vicino al cuore. Non ci sono globuli rossi nella linfa. Solo linfociti.

Esattamente trecento anni fa, il famoso olandese Antonie Leeuwenhoek creò il suo “microscopio”. I primi oggetti delle sue osservazioni furono una goccia d'acqua piovana e una goccia di sangue. Ha scoperto i globuli rossi: i globuli rossi, che costituiscono la maggior parte delle cellule del sangue. Meno di cento anni dopo furono scoperti i globuli bianchi. Ce ne sono quasi mille volte meno dei globuli rossi, ma sono comunque tanti. Un grammo di sangue contiene 4-5 miliardi di globuli rossi e 6-8 milioni di leucociti.

I leucociti sono divisi in due gruppi principali. Le cellule del primo gruppo ne costituiscono circa i 2/3 e sono caratterizzate dall'avere nuclei segmentati anziché rotondi. Le cellule del secondo gruppo hanno nuclei assolutamente rotondi che occupano la maggior parte della cellula. I primi sono in realtà i leucociti, mentre i secondi sono chiamati linfociti.

Alla fine del secolo scorso, Metchnikoff scoprì che i globuli bianchi proteggono il corpo divorando particelle estranee. In contrasto con i grandi fagociti tissutali - i macrofagi, li chiamò piccoli fagociti - microfagi. Ma ciò che fanno i linfociti è diventato noto solo 15 anni fa.

Con quanta facilità giriamo le pagine della storia! Trecento anni fa furono scoperti i primi globuli rossi, duecento anni fa i leucociti, cento anni fa i linfociti. Duro lavoro, ricerca, ingegno, dibattito, dieci generazioni di esploratori! E abbiamo mezza pagina di testo stampato.

Ispezione

Due milioni di linfociti in ogni grammo di sangue. Cosa stanno facendo? Centinaia di ricercatori si sono posti questa domanda. Il professor James Gowans di Oxford, che più di ogni altro ha contribuito a scoprire le funzioni di queste cellule, cita il famoso patologo Arnold Rich: "I linfociti sono gli osservatori flemmatici della vigorosa attività dei fagociti". Questa era una delle opinioni comuni. Cellule piccolissime, infatti, 6-8 micron di diametro, poco più grandi del proprio nucleo (quasi un nucleo!), che non hanno mobilità attiva, ma si accumulano quasi sempre attorno al focolaio infiammatorio in cui lavorano i fagociti, divorando tutto ciò che è estraneo o moribondo.

C'era un'altra opinione. Ai linfociti veniva attribuita la funzione di nutrire altre cellule. Erano persino chiamati trofociti: cellule nutrici.

Molti credevano che tutti i tipi di altre cellule derivassero dai linfociti: tessuto connettivo, fegato, polmone, ecc. "La vecchia letteratura", scrive Gowens, "è piena di prove contrastanti che piccoli linfociti possono trasformarsi in eritrociti, granulociti, monociti, fibroblasti, plasmacellule, cellule, ecc. Un cinico una volta osservò che tutte le cellule, ad eccezione di quelle del sistema nervoso, prima o poi sono state considerate derivate dei linfociti!

Il linfocita è davvero una cellula misteriosa, poiché è riuscita a mantenere il suo segreto prima dell'intuizione della scienza fino agli anni '60 del XX secolo! All'inizio degli anni '69 apparvero prove indiscutibili che tutte le reazioni immunitarie specifiche - produzione di anticorpi, rigetto di tessuti o organi trapiantati, protezione antivirale - sono effettuate dai linfociti.

Consideriamolo utilizzando l'esempio della ricerca di James Gowens. In quegli anni aveva un minuscolo laboratorio all’Università di Oxford. In una delle stanze con le vecchie finestre traslucide, al centro del tavolo c'era una macchina da lui stesso progettata. La parte principale della macchina è un cilindro in plexiglass. Un topo è abilmente fissato nel cilindro. C'è un taglio sul collo del topo. Un sottile tubo trasparente entra nel corpo attraverso l'incisione. Piccole gocce bianche continuano a gocciolare dal tubo.

Il dottor Gowens ha inserito un tubo nel vaso linfatico principale, il dotto toracico, e ha pompato fuori la linfa. Lascia il ratto senza linfociti. Successivamente, la immunizza con cellule estranee: globuli rossi di pecora. È necessario sviluppare anticorpi contro i globuli rossi delle pecore. Esamina il sangue del ratto una, due, tre volte... Non ci sono anticorpi! Poi prende un altro ratto privo di linfociti e ne rimette i linfociti nel sangue. Immunizza e rileva livelli normali di anticorpi.

Ciò significa che senza linfociti non è possibile produrre anticorpi.

Secondo studio. Gowans espone un topo ai raggi X. Molti sistemi soffrono dopo l’irradiazione, compreso il sistema immunitario. L'animale non produce anticorpi. Al ratto irradiato sono stati iniettati globuli rossi di pecora, ma non erano presenti anticorpi. Ad un altro ratto irradiato sono stati iniettati globuli rossi di pecora insieme ai linfociti di un ratto sano;

Ciò significa che con i linfociti la capacità di produrre anticorpi può essere trasferita ad un altro organismo. Anche la memoria dell'antigene viene trasferita dai linfociti. Se queste cellule vengono prelevate da un animale che è già stato immunizzato in precedenza con globuli rossi di pecora, allora nell'animale irradiato garantiranno la produzione di più anticorpi. Come se lo avessimo immunizzato di nuovo.

Il terzo studio riguarda il meccanismo di rigetto del tessuto estraneo trapiantato. All'inizio degli anni '60 era risaputo che il primo innesto cutaneo immunizza l'organismo e che il secondo innesto viene rigettato due volte più velocemente del primo. Ma perché? Pensavano che fosse opera degli anticorpi. Tuttavia, il siero sanguigno di tale animale contenente anticorpi, se iniettato in un altro animale, non accelera il rigetto della pelle innestata. Ma i linfociti accelerano. E esattamente due volte.

Ciò significa che sono i linfociti che sono impegnati nel rigetto dei tessuti estranei trapiantati! Senza l'aiuto degli anticorpi. Se stessi, con le proprie “mani”. Tali linfociti, che dopo il primo contatto con un antigene estraneo vengono mirati specificamente contro di esso, sono chiamati linfociti sensibilizzati. Loro e gli anticorpi sono i due principali tipi di armi immunitarie.

Gli anticorpi o immunoglobuline sono glicoproteine ​​solubili dell'uomo e degli animali a sangue caldo, presenti nel siero del sangue (che comprende circa il 30% di tutte le proteine ​​sieriche), nei tessuti e in altri fluidi o sulla membrana di alcuni tipi di cellule (linfociti B) e sono coinvolti nel riconoscimento e nella neutralizzazione di oggetti estranei (antigeni), come batteri e virus. Le immunoglobuline riconoscono specificamente gli antigeni legandosi a un epitopo specifico, un frammento caratteristico della superficie o sequenza amminoacidica lineare dell'antigene. Furono scoperti per la prima volta nel 1890 da Bering e Kitasato. Esistono anticorpi policlonali (prodotti da cellule diverse) e monoclonali (discendenti di una cellula).

Le proprietà degli anticorpi includono:

• affinità - affinità per un antigene, forza dell'interazione di un anticorpo con un antigene. Determinato tramite K A o K D . Gli anticorpi ad alta affinità hanno K D ≈ 10 9 -10 11 M -1
• specificità: interazione di un anticorpo con un epitopo specifico di un antigene
• bifunzionalità: riconoscimento e legame dell'antigene e prestazione delle funzioni effettrici

A questo proposito, gli anticorpi che eseguono il riconoscimento dell'antigene, il legame con l'antigene e una serie di funzioni effettrici sono il fattore più importante nell'immunità umorale specifica (Tabella 1).

Tabella 1. Classificazione degli anticorpi dei mammiferi in base alle loro funzioni effettrici, struttura e composizione aminoacidica delle catene pesanti.

Tipi di anticorpi e loro sintesi.

La sintesi delle molecole di immunoglobuline avviene nelle plasmacellule. Le catene pesanti e leggere della molecola sono sintetizzate su diversi cromosomi e sono codificate da diversi gruppi di geni. La dinamica della produzione di anticorpi in risposta a uno stimolo antigenico dipende dal fatto che l'organismo incontri questo antigene per la prima volta o ripetutamente. Durante la risposta immunitaria primaria, la comparsa degli anticorpi nel sangue è preceduta da un periodo di latenza di 3-4 giorni. Le prime immunoglobuline formate appartengono alle IgG. Quindi la quantità di anticorpi aumenta bruscamente e la sintesi passa dagli anticorpi IgG agli anticorpi IgG. Il livello massimo di anticorpi nel sangue si verifica nei giorni 7-11, dopodiché il loro numero diminuisce gradualmente. La risposta immunitaria secondaria è caratterizzata da un periodo di latenza più breve, un aumento più rapido dei titoli anticorpali e un valore massimo maggiore. È caratteristica la formazione immediata di anticorpi IgG. La capacità di produrre una risposta immunitaria secondaria persiste per molti anni ed è una manifestazione della memoria immunologica, un esempio della quale è l'immunità contro il morbillo e il vaiolo.

Isolamento e purificazione degli anticorpi.

Esistono metodi non specifici e specifici per isolare gli anticorpi. I metodi non specifici includono il frazionamento dei sieri immunitari, che si traduce in frazioni arricchite con anticorpi, molto spesso una frazione di anticorpi IgG. Questi includono la salatura delle immunoglobuline con solfato di ammonio o solfato di sodio, la precipitazione di immunoglobuline con alcol, metodi di elettroforesi preparativa e cromatografia a scambio ionico e cromatografia su gel. La purificazione specifica si basa sull'isolamento di anticorpi da un complesso con un antigene e porta alla produzione di immunoglobuline con la stessa specificità, ma eterogenee nelle proprietà fisico-chimiche. La procedura consiste nelle seguenti fasi: ottenere un precipitato specifico (complesso antigene-anticorpo) e lavarlo dai restanti componenti del siero; dissociazione precipitata; separazione degli anticorpi dall'antigene in base alle differenze nel loro peso molecolare, carica e altre proprietà fisico-chimiche. Per l'isolamento specifico degli anticorpi, sono ampiamente utilizzati gli immunoassorbenti: portatori insolubili su cui è fissato l'antigene. In questo caso, la procedura per ottenere immunoglobuline è molto semplificata e prevede il passaggio del siero immunitario attraverso una colonna con un immunoassorbente, il lavaggio dell'immunosorbente dalle proteine ​​sieriche non legate, l'eluizione dell'anticorpo fissato sull'immunoassorbente a bassi valori di pH e la rimozione dell'agente dissociante mediante dialisi.

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Le coppie di anticorpi consigliate vengono sottoposte a test preliminari con campioni clinici. Gli anticorpi e gli antigeni funzionano in modo affidabile in una gamma di metodi immunochimici, come i test immunologici diretti e indiretti (ELISA), i test immunologici sandwich, il Western blotting, l'immunoprecipitazione, l'immunocromatografia, l'immunofluorescenza e la colorazione immunocitochimica.

1. Caratteristiche generali delle cellule che sintetizzano le immunoglobuline.

2. Struttura del monomero di immunoglobulina.

3. Strutturale-funzionalecaratteristiche delle immunoglobuline di varie classi.

4. Concetti di valenza, affinità, avidità di un anticorpo.

Cellule plasmatiche. Mentre sono ancora allo stadio di plasmablasto, i futuri produttori di anticorpi lasciano i linfonodi e la milza. Alla fine, la maggior parte di queste cellule finisce nel midollo osseo (40–45%) e nelle mucose, prevalentemente intestinali (33–35%). Meno del 25% delle cellule produttrici di anticorpi rimane negli organi linfoidi secondari (7-8% nella milza e 15-17% nei linfonodi). Nelle mucose, le plasmacellule sono localizzate nella lamina propria e nello strato sottomucoso, nella pelle - nel derma. Le plasmacellule mature perdono completamente la loro mobilità, così come la capacità di rispondere a quasi tutti gli stimoli esterni. Ciò è dovuto alla perdita di molecole di membrana caratteristiche delle cellule B: immunoglobuline e altri componenti BCR, molecole MHC, molecole costimolatorie. Il marcatore di membrana più caratteristico delle plasmacellule è la proteina sindacanica (CD138), coinvolta nell'interazione tra plasma e cellule stromali.

Cellule plasmatiche avere una dimensione grande (20 micron o più). Il nucleo di queste cellule è caratterizzato dalla condensazione periferica della cromatina. Il citoplasma è caratterizzato da un grande volume, basofilia e un apparato di sintesi proteica altamente sviluppato (reticolo endoplasmatico ramificato, ribosomi, apparato di Golgi). Il citoplasma ha il suo volume massimo allo stadio di una plasmacellula immatura, che conserva ancora la capacità di dividersi. Le plasmacellule mature sono un campione di cellule altamente specializzate. Fino al 50% dell'RNA messaggero nelle plasmacellule mature codifica per immunoglobuline, che rappresentano circa il 30% della proteina sintetizzata. Ciascuna plasmacellula sintetizza e secerne anticorpi di un isotipo, allotipo, idiottipo e una specificità.

Gli anticorpi appartengono alla frazione γ-globulina delle proteine ​​sieriche. Le gamma-globuline rappresentano il 15-25% del contenuto proteico del siero sanguigno, ovvero circa 10-20 g/l. Ecco perché gli anticorpi hanno preso il nome immunoglobuline, e sono indicati dal simbolo Ig. Quindi, gli anticorpi sono le γ-globuline, produrrein risposta all'introduzione di un antigene, un metodoin grado di legarsi specificamente all'antigenee partecipare a molti immunologicireazioni.

Gli anticorpi vengono sintetizzati Linfociti B e loro discendenti: plasmacellule.

Esistono le immunoglobuline:

in forma circolante,

sotto forma di molecole recettoriali su cellule immunocompetenti

proteine ​​del mieloma.

Anticorpi circolanti sono divisi in siero e secretorio. Possono anche includere anticorpi scoiattoliBence-Jones, che sono frammenti della molecola Ig (la sua catena leggera) e sono sintetizzati in eccesso nel mieloma.

Struttura molecolare degli anticorpi

Le immunoglobuline lo sono glicoprotettoIdami.

Le molecole Ig, nonostante la loro apparente diversità, hanno struttura universale.

due pesanti Catene

due polmoni.

Sono designati come N- (dall'inglese. pesante - pesante) e L- (dall'inglese. leggero - catene leggere).

Le catene pesanti e leggere sono collegate tra loro legami disolfuro a coppie (-S- S-).

Esiste anche un legame disolfuro tra le catene pesanti. Questo è il cosiddetto "pallazona "bassa".. Questo tipo di connessione interpeptidica rende dinamica la struttura della molecola: ti consente di cambiare facilmente la conformazione a seconda di chi ti circonda. Sezione cernieraresponsabile per l'interazione con il primo componente del complemento (C1) e la sua attivazione lungo la via classica.

Esistono 2 tipi di catene leggere: (kappa e lambda).

Sono conosciuti 5 tipi di catene pesanti: (alfa, gamma, mu, epsilon e delta) - che hanno anche una divisione interna.

Domini differiscono nella costanza della loro composizione aminoacidica. Evidenziare Domini C (dall'inglese costante - costante), con invariato, o costante, struttura della catena polipeptidica e V-domini( dall'inglese variabile- variabile), con struttura variabile.

La catena leggera contiene un dominio V e un dominio C, mentre la catena pesante contiene un dominio V e 3-4 domini C.

I domini variabili della catena leggera e pesante insieme formano una regione che si lega specificamente all'antigene . Questosito di legame dell’antigenemolecoleIgOparatopo –Favoloso-frammento.

FC (dall'inglese “frammento cristallizzante”) - frammento.È responsabile per legarsi ai recettori dei memebrana delle cellule dei macroorganismi (FC-recettori) e alcuni microbici superantigeni(ad esempio, la proteina A dello stafilococco).

Oltre a quelle sopra descritte, nella struttura delle molecole di Ig si trovano ulteriori catene polipeptidiche. Pertanto, le molecole polimeriche IgM e IgA contengono J-peptide (dall'inglese giuntura - collegamento). Combina singoli monomeri in un'unica formazione macromolecolare e garantisce la conversione delle Ig polimeriche nella forma secretoria.

Molecole secretivoIg a differenza del siero di latte, hanno uno speciale S-peptide (dall'inglese segreto - segreto). Questo è il cosiddetto componente secretiva. La componente secretoria è un prodotto di degradazione del recettore delle cellule epiteliali per il peptide J. Lui garantisce il trasferimento delle molecole Ig attraverso la cellula epiteliale nel lume dell'organo (transcitosi) e protegge la secrezione delle mucose dalla degradazione enzimatica.

L'immunità è un modo per proteggere il corpo da sostanze geneticamente estranee - antigeni di origine esogena ed endogena, finalizzato a mantenere e preservare l'omeostasi, l'integrità strutturale e funzionale del corpo, l'individualità biologica (antigenica) di ciascun organismo e della specie come Totale.

Produzione di anticorpi mediante risposta immunitaria primaria e secondaria.

Esistono due opzioni per emettere una risposta immunitaria sotto forma di biosintesi degli anticorpi: una risposta primaria - dopo il primo incontro dell'organismo con un dato antigene, e una risposta secondaria - in seguito al contatto ripetuto con lo stesso antigene dopo 2-3 settimane.

Risposta immunitaria primaria. 1) La biosintesi degli anticorpi non inizia immediatamente dopo il contatto con l'antigene, ma dopo un certo periodo di latenza della durata di 3-5 giorni. Durante questo periodo avviene il processo di riconoscimento dell'antigene e la formazione di cellule in grado di sintetizzare anticorpi contro di esso; 2) la velocità di sintesi degli anticorpi è relativamente bassa; 3) i titoli degli anticorpi sintetizzati non raggiungono i valori massimi; 4) vengono sintetizzati prima gli anticorpi appartenenti alla classe delle immunoglobuline IgM e poi le IgG. Le IgA e le IgE compaiono più tardi rispetto a tutti gli altri, e anche in questo caso non in tutti i casi.

Risposta immunitaria secondaria.

1) Il periodo di latenza è molto breve, nell'arco di poche ore;

2) la curva che caratterizza il tasso di accumulo degli anticorpi sale in modo significativamente più ripido rispetto alla risposta primaria ed è di natura logaritmica;

3) i titoli anticorpali raggiungono i valori massimi;

4) gli anticorpi appartenenti alla classe IgG vengono immediatamente sintetizzati.

La risposta immunitaria secondaria è causata dalla formazione di cellule della memoria immunitaria.

La memoria immunitaria a livello cellulare è il risultato della generazione di speciali popolazioni antigene-specifiche di cellule di memoria T e B. Si manifesta sia in relazione alla produzione di anticorpi che in relazione ad altre forme di risposta immunitaria e può persistere a lungo.

Le cellule della memoria rappresentano quella parte di linfociti stimolati dagli antigeni T e B che, dopo 2-3 divisioni, entrano in uno stato di riposo e ricircolano nell'organismo per lungo tempo.

Teorie moderne che spiegano l'origine e la specificità degli anticorpi. Teoria clonale-selettiva e sue premesse. Caratteristiche del controllo genetico della biosintesi degli anticorpi.

Gli anticorpi sono proteine ​​sieriche uniche - globuline, che vengono prodotte in risposta all'ingresso di un antigene nel corpo e sono in grado di interagire specificamente con esso. L'insieme delle proteine ​​sieriche che hanno le proprietà degli anticorpi è chiamato immunoglobuline ed è indicato con il simbolo Ig

L'unicità degli anticorpi sta nel fatto che sono in grado di interagire solo con l'antigene che ne ha indotto la formazione.

Gli anticorpi sono proteine ​​e la sintesi di ciascuna proteina è programmata dal gene corrispondente.

Schematicamente, il gene completo per la catena L delle immunoglobuline: L (la regione che codifica il peptide leader necessario per la secrezione di immunoglobuline dalla cellula) - introne - gene V - introne - gene J - introne - gene C.

Schematicamente il gene completo della catena H delle immunoglobuline: gene L - introne - gene V - introne - gene D - introne - gene J - introne - gene C.

I punti di associazione dei geni della linea germinale non sono strettamente fissi. Ciò aumenta il numero di possibili varianti delle catene polipeptidiche e, nel caso in cui siano coinvolte nella formazione di centri attivi, la loro diversità. Inoltre, durante la maturazione dei linfociti B, si verificano mutazioni somatiche puntiformi nei geni V, che alla fine adattano la struttura del centro attivo dell'anticorpo alla struttura del determinante dell'antigene. Si ritiene che il numero totale di varianti anticorpali aumenti di altre 100 volte a causa di splicing impreciso e mutazioni somatiche e ammonti a circa 2 miliardi:

Pertanto, l'immunità acquisita può essere fornita a qualsiasi agente patogeno, a qualsiasi possibile antigene estraneo. I seguenti meccanismi contribuiscono in modo decisivo a garantire la diversità delle immunoglobuline (specificità anticorpale):

1. la presenza di molti geni delle immunoglobuline germinali;

2. ricombinazioni intrageniche causate dalla struttura esone-introne dei geni V-, D-, J-, C;

3. associazione di diverse catene L con diverse catene H;

4. imprecisione di giunzione;

mutazioni somatiche dei geni V nei linfociti B maturi.

Il sistema linfatico umano svolge una serie di importanti funzioni protettive che impediscono lo sviluppo di microrganismi patogeni o virus in ambienti liquidi, cellule e tessuti. I linfociti B sono responsabili dell'immunità umorale, che dopo un'ulteriore maturazione sintetizzano immunoglobuline (Ig). La struttura di queste sostanze consente di trovare, contrassegnare e distruggere gli antigeni che sono entrati nel corpo. Quali sono le

Cellule plasmatiche

Tutte le cellule linfatiche del corpo umano sono divise in due grandi gruppi: linfociti T e linfociti B. I primi sono responsabili dell'immunità cellulare, assorbendo gli antigeni durante il processo di fagocitosi. Il compito di quest'ultimo è sintetizzare anticorpi specifici: l'immunità umorale.

I linfociti B vengono determinati negli organi linfoidi secondari (linfonodi, milza) e quindi formano una popolazione di plasmacellule, chiamate anche plasmacellule. Successivamente migrano nel midollo osseo rosso, nelle mucose e nei tessuti.

I plasmociti raggiungono grandi dimensioni (fino a 20 micron) e vengono colorati in modo basofilo, cioè viola, utilizzando coloranti. Al centro di queste cellule è presente un grande nucleo con caratteristici grumi di eterocromatina che ricordano i raggi di una ruota.

Il citoplasma è più chiaro del nucleo. Ospita un potente centro di trasporto, costituito dal reticolo endoplasmatico e dall'apparato di Golgi. AG è sviluppato in modo abbastanza forte, formando il cosiddetto cortile luminoso della cella.

Tutte queste strutture sono finalizzate alla sintesi di anticorpi responsabili dell'immunità umorale. La struttura della molecola dell'immunoglobulina ha le sue caratteristiche, quindi è importante la maturazione graduale e di alta qualità di queste strutture durante il processo di sintesi.

In realtà, questo è il motivo per cui è stata sviluppata una rete così fitta del RE e dell'apparato di Golgi. Inoltre, le plasmacellule, racchiuse nel nucleo, sono finalizzate principalmente alla sintesi delle proteine ​​anticorpali. Le persone mature sono un esempio di alto grado di determinazione, quindi raramente condividono.

La struttura degli anticorpi immunoglobulinici

Queste molecole altamente specializzate sono glicoproteine ​​perché contengono parti proteiche e carboidrati. Siamo interessati allo scheletro delle immunoglobuline.

La molecola è composta da 4 catene peptidiche: due pesanti (catene H) e due leggere (catene L). Si collegano tra loro utilizzando legami disolfuro e di conseguenza possiamo osservare una forma della molecola simile a una fionda.

La struttura delle immunoglobuline ha lo scopo di combinarsi con gli antigeni utilizzando specifici frammenti Fab. Alle estremità libere della “fionda”, ciascuna di tali regioni è formata da due domini variabili: uno della catena pesante e uno della catena leggera. La struttura è formata da domini permanenti (3 su ciascuna catena pesante e uno sulle catene leggere).

La mobilità delle estremità variabili delle immunoglobuline è assicurata dalla presenza di una regione cerniera nel sito in cui si forma un legame disolfuro tra le due catene H. Ciò semplifica notevolmente il processo di interazione antigene-anticorpo.

Rimane non considerata la terza estremità della molecola, che non interagisce con molecole estranee. Si chiama regione Fc ed è responsabile del fissaggio dell'immunoglobulina alle membrane delle plasmacellule e di altre cellule. A proposito, le catene leggere possono essere di due tipi: kappa (κ) e lambda (λ). Sono collegati tra loro da legami disolfuro. Esistono anche cinque tipi di catene pesanti in base alle quali vengono classificati i diversi tipi di immunoglobuline. Queste sono catene α-(alfa), δ-(delta), ε-(epsilon), γ-(gamma) μ-(mu).

Alcuni anticorpi sono in grado di formare strutture polimeriche stabilizzate da ulteriori peptidi J. In questo modo si formano dimeri, trimeri, tetrameri o pentomeri di un certo tipo di Ig.

Un'altra catena S aggiuntiva è caratteristica delle immunoglobuline secretorie, la cui struttura e biochimica consentono loro di funzionare nelle mucose della cavità orale o dell'intestino. Questa catena extra impedisce agli enzimi naturali di distruggere le molecole anticorpali.

Struttura e classi di immunoglobuline

La diversità degli anticorpi nel nostro corpo determina la variabilità delle funzioni dell'immunità umorale. Ciascuna classe di Ig ha le sue caratteristiche distintive, che rendono facile intuirne il ruolo nel sistema immunitario.

La struttura e le funzioni delle immunoglobuline dipendono direttamente l'una dall'altra. A livello molecolare differiscono nella sequenza aminoacidica della catena pesante, i cui tipi abbiamo già menzionato. Di conseguenza, esistono 5 tipi di immunoglobuline: IgG, IgA, IgE, IgM e IgD.

Caratteristiche dell'immunoglobulina G

Le IgG non formano polimeri e non sono incorporate nelle membrane cellulari. Nella composizione delle molecole è stata rilevata la presenza di una catena pesante gamma.

Una caratteristica distintiva di questa classe è il fatto che solo questi anticorpi sono in grado di penetrare e formare la difesa immunitaria dell'embrione.

Le IgG costituiscono il 70-80% di tutti gli anticorpi sierici, quindi le molecole possono essere facilmente rilevate con metodi di laboratorio. Nel sangue, 12 g/l è il contenuto medio di questa classe e questa cifra viene solitamente raggiunta all'età di 12 anni.

La struttura dell'immunoglobulina G le consente di svolgere le seguenti funzioni:

Immunoglobulina A: caratteristiche e funzioni

Questa classe di anticorpi si presenta in due forme: siero e secretoria.

Nel siero del sangue, le IgA costituiscono il 10-15% di tutti gli anticorpi e la loro quantità media è di 2,5 g/l entro i 10 anni di età.

Siamo più interessati alla forma secretoria dell'immunoglobulina A, poiché circa il 60% delle molecole di questa classe di anticorpi sono concentrate nelle mucose del corpo.

La struttura dell'immunoglobulina A si distingue anche per la sua variabilità dovuta alla presenza di un peptide J, che può partecipare alla formazione di dimeri, trimeri o tetrameri. Per questo motivo, uno di questi complessi anticorpali è in grado di legare un gran numero di antigeni.

Durante la formazione delle IgA, alla molecola viene aggiunto un altro componente: la proteina S. Il suo compito principale è proteggere l'intero complesso dagli effetti distruttivi degli enzimi e di altre cellule del sistema linfatico umano.

L'immunoglobulina A si trova nelle mucose del tratto gastrointestinale, del sistema genito-urinario e del tratto respiratorio. Le molecole di IgA avvolgono le particelle antigeniche, impedendone così l'adesione alle pareti degli organi cavi.

Le funzioni di questa classe di anticorpi sono le seguenti:

1. Neutralizzazione degli antigeni.
2. Sono la prima barriera tra tutte le molecole dell'immunità umorale.
3. Gli antigeni vengono opsonizzati ed etichettati.

Immunoglobulina M

I rappresentanti della classe IgM si distinguono per le loro grandi dimensioni molecolari, poiché i loro complessi sono pentameri. L'intera struttura è supportata dalla proteina J e la spina dorsale della molecola è costituita da catene pesanti di tipo nu.

La struttura pentamerica è caratteristica della forma secretoria di questa immunoglobulina, ma esistono anche monomeri. Questi ultimi sono attaccati alle membrane dei linfociti B, aiutando così le cellule a rilevare elementi patogeni nei fluidi corporei.

Solo il 5-10% del siero è costituito da IgM e il suo contenuto in media non supera 1 g/l. Gli anticorpi di questa classe sono i più antichi in termini evolutivi e sono sintetizzati solo dai linfociti B e dai loro precursori (i plasmociti non sono in grado di farlo).

La quantità di anticorpi M aumenta nei neonati, perché questo è un fattore nell'intensa secrezione di IgG. Questa stimolazione ha un effetto positivo sullo sviluppo dell’immunità del bambino.

La struttura dell'immunoglobulina M non le consente di penetrare le barriere placentari, quindi il rilevamento di questi anticorpi nei fluidi fetali diventa un segnale di un disturbo metabolico, un'infezione o un difetto placentare.

Funzioni delle IgM:

Caratteristiche dell'immunoglobulina D

Questo tipo di anticorpo è stato studiato poco, quindi il suo ruolo nell’organismo non è completamente compreso. Le IgD si trovano solo sotto forma di monomeri; nel siero del sangue queste molecole costituiscono non più dello 0,2% di tutti gli anticorpi (0,03 g/l).

La funzione principale dell'immunoglobulina D è la ricezione come parte della membrana dei linfociti B, ma solo il 15% dell'intera popolazione di queste cellule possiede IgD. Gli anticorpi vengono attaccati utilizzando l'estremità Fc della molecola e le catene pesanti appartengono alla classe delta.

Struttura e funzioni dell'immunoglobulina E

Questa classe costituisce una piccola percentuale di tutti gli anticorpi sierici (0,00025%). Le IgE, note anche come reagine, sono altamente citofile: i monomeri di queste immunoglobuline si attaccano alle membrane dei mastociti e dei basofili. Di conseguenza, le IgE influenzano la produzione di istamina, che porta allo sviluppo di reazioni infiammatorie.

La struttura dell'immunoglobulina E contiene catene pesanti di tipo epsilon.

A causa della loro piccola quantità, questi anticorpi sono molto difficili da rilevare nel siero sanguigno con metodi di laboratorio. Livelli elevati di IgE sono un importante segno diagnostico di reazioni allergiche.

conclusioni

La struttura delle immunoglobuline influenza direttamente le loro funzioni nel corpo. L'immunità umorale gioca un ruolo importante nel mantenimento dell'omeostasi, quindi tutti gli anticorpi devono funzionare in modo chiaro e armonioso.