otrdiena, 2013. gada 20. augusts

Antivielas

Antivielas ir organismā sintezētas olbaltumvielas, kuru daudzums palielinās, atbildot uz antigēna iek|ūšanu organismā, un kuras spēj specifiski savienoties ar antigēnu.
Bioķīmiskās struktūras ziņā antivielas ir imūnglobulīni (Ig). Imūnglobulīniem ir pieci veidi: IgG, IgA, IgM, IgD un IgE.
Ig struktūra principā ir vienāda, to primārā molekula sastāv no 2 vieglajām (L) un 2 smagajām (H) aminoskābju virknēm, kuras savienotas ar disulfīdgrupām, tātad Ig=L2H2. Imūnglobulīnu poli- peptīdi ir atklāti: vienā polipeptīda galā ir aminoskābe ar brīvu aminogrupu (NH2), bet otrā — aminoskābe ar brīvu karboksilgrupu (COOH). Turklāt polipeptīdi Ig molekulā ir stingri orientēti: gali
ar brīvajām aminogrupām ir vērsti uz vienu pusi, bet gali ar brīvajām karboksilgrupām — uz otru pusi.
Antivielu primārajām molekulām ir divi aktīvie centri (Fab fragmenti, antideterminantes), kas spēj specifiski saistīties ar antigēnu, tās ir bivalentas. Aktīvos centrus veido L un H virkņu gati ar brīvajām aminogrupām. Lai notiktu antigēna un antivielu reakcija, antivielu aktīvo centru telpiskai konfigurācijai jābūt antigēna determinanto grupu telpiskās konfigurācijas spoguļattēlam.
Ig trešais fragments (ČOOH fragments, Fe fragments) spēj saistīt komplementu un piesaistīties šūnām.
Imūnglobullnu sintēzi kodē trīs gēnu grupas. Tātad imunoloģiskās reakcijas ģenētiskā kontrole ietver ne vien imunoloģiskās reakcijas stipruma kontroli, bet arī Ig molekulu struktūras kontroli.
Katram vieglo un smago aminoskābju virkņu veidam ir raksturīgs noteikts aminoskābju sastāvs un secība, tāpēc dažādu imūnglobulīnu molekulmasa, sedimentācijas konstante un kustīgums elektroforēzes laikā atšķiras.
IgG — L2H2, molekulmasa ir 160 000. IgG pieaugušam cilvēkam ir izplatītākais Ig (80% no visiem Ig), tas veidojas pret olbaltumvielu antigēniem. IgG piedalās aglutinācijas un precipitācijas reakcijās. Šis Ig (kaut arī vājāk nekā IgM) saista komplementu un tāpēc piedalās arī lizēšanas reakcijās. Embrijs un jaundzimušais IgG pats neražo, bet caur placentu saņem no mātes; šo Ig konstatē arī mātes pienā. 4 mēnešu vecumā IgG līmenis bērna organismā samazinās, un bērns tos sāk sintezēt pats.
IgA — (L2H2)2 vai (L2H2)3, molekulmasa — 1600 000—50 000. No visiem seruma imūnglobulīniem IgA ir aptuveni 16%. Sī imūnglobulīna NH2 fragmentu diverģence ir daudz mazāka nekā IgG, tāpēc aglutinācijas un precipitācijas reakciju norise ar šīm antivielām ir apgrūtināta, bet IgA viegli adsorbējas uz šūnām.
Piena, asaru, siekalu, kuņģa un zarnu trakta dziedzeri, kā arī respiratoriskās sistēmas epitēlija šūnas izdala IgA ārējos sekrētos. Sekretoriskie IgA atšķiras no seruma IgA ar papildu fragmentu, kas nodrošina šī imūnglobulīna izkļūšanu cauri šūnu membrānām. Minētās īpatnības dēļ IgA sauc arī par sekretoriskajām antivielām, tās aizsargā gļotādas pret patogēniem mikroorganismiem, alergēniem un autoantigēniem.
Embrija un jaundzimušā organismā IgA normāli nav, tā līmenis līdz pieaugušajam raksturīgiem skaitļiem nonāk tikai 12 gadu vecumā. IgA bieži veidojas pret vīrusiem.
IgM — (L2H2)5, molekulmasa 900 000—1000 000. IgM sauc arī par makroglobulīniem, jo to molekula sastāv no piecām imūnglobulīniem raksturīgajām primārajām molekulām. Molekulu lielo izmēru dēļ šie Ig galvenokārt cirkulē asinīs, audos nenokļūst un uz šūnām nesorbējas. IgM ir visaugstākā spēja saistīt komplementu, precipitācijas reakcijās tie piedalās 60—100 reizes aktīvāk par IgG. Visbiežāk IgM veidojas pret ogļhidrātu antigēniem un agrīni liecina par iekaisumu: infekcijas apstākļos vispirms konstatē IgM, bet IgG parādās vēlāk (pēc 7—10 dienām). IgM veidojas arī vīrusu un mikrobu antigēnu ietekmē. Ja dzīvniekus audzē sterilos apstākļos, šī antiviela neveidojas.
IgD — L2H2, molgkulmasa 150 000. Pastāv uzskats, ka IgD piedalās organisma autoimūnajos procesos.
IgE — L2H2, molekulmasa 190 000. Bronhiālās astmas un citu atopisko slimību gadījumos atklāja antivielas, kuras nosauca par reagīniem. Vēlāk noskaidroja, ka reagīni pieskaitāmi imūnglobuliniem E. IgE ir vismazāka koncentrācija vesela cilvēka asinis (0,0003 mg/ml), tiem arī piemīt visīsākais pusizvades laiks (aptuveni 2,5 dimas).
Tatad antivielām ir šādas īpatnības: 1) specifisku ms (spēja reaģēt tikai ar noteiktiem antigēniem; imūnglobulīniem ir antideterminantes, kuras var savienoties tikai ar atbilstošām antigenu determinantēm), 2) valenču (antideterminantu) skaits antivielas molekula (visbiežāk antivielas ir bivalentas, bet mēdz būt arī antivielas ar 4—10 valencēm — IgA, IgM) ,3) afinitāte — saišu radniecība starp antigēna determinantem un antivielas antideterminantēm un 4) aviditāe — spēja veidot stabilu antivielu savienojumu ar antigēnu.
Imunoloģisko reakciju raksturīga īpatnība ir antigēna un antivielu mijiedarbības lielais specifiskums. Smago virkņu uzbūves īpatnību dēl cilvēkam izšķir četrus IgG un divus IgM un IgA paveidus. Tas nosaka dažādu specifiskumu pret antigēnu viena Ig veida robežās.
Tomēr viena un ta paša specifiskuma antivielu radniecība (afinitāte) ar antigēnu var būt dažāda. Tas izpaužas dažada antigēna un antivielu kompleksa veidošanas ātrumā, pilnīguma un stabilitātē. Minētās radniecības pamata ir Ig aktivo centru primāra uzbūve, antigēna un antivielu kompleksa ķīmisko saišu raksturs un citi faktori.
No otras puses, dažadu Ig veidu aktīvo centru specifiskums var būt ari vienāds — viens un tas pats antigēns var ierosināt dažādu Ig veidu producēšanu, tā nodrošinot imunoloģisko kontroli visā organismā: asinīs (IgG, IgM), audos (IgE, IgG), gļotādās (IgA, IgG). So dažādo Ig mijiedarbība ar antigēnu bieži norit atšķirīgi atkarībā no antivielu veida īpatnībām.
Atkarībā no antigēna-antivielu reakcijas izpausmes antivielas empīriski klasificē šādi.
1. Aglutinīni ir bivalentas antivielās, kas reaģē ar lielu suspensijas daļiņu antigēnu determinantēm un izraisa aglutināciju — suspensijas daļiņu salipšanu. Aglutinīni izraisa nešķīstošu antigēnu salipšanu, piemēram, mikroorganismu aglutināciju Vidāla reakcijas laikā. Pie šīs cirkulējošo antivielu grupas pieder izoanti vielas, kas cilvēkam cirkulē asinis jau no embrioģenēzes: a aglutinīni pret A aglutinogēniem, b aglutinīni pret B aglutinogēniem. Tāpēc, pārlejot nesaderīgu grupu asinis, novēro aglutinācijas reakciju.
2. Precipitīni ar izšķīdušu antigēnu veido nešķīstošu kompleksu. Tās ir antivielas pret šķīstošiem olbaltumu antigēniem. Precipitācijas reakcijas rezultātā šķidrums kjūst duļķains. Reakciju, kura rodas sīki disperss nešķīstošs antigēna-antivielu komplekss, kas saglabājas suspensijas stāvokli, sauc par flokulacijas reakciju. Vieni un tie paši IgG un IgM spēj piedalīties aglutinācijas, precipitācijas un citās imunoloģiskajās reakcijās.
3. Lizīni ir antivielas, kas izšķīdina šūnas, pret kurām tās izveidojušās. Antivielas, kas radušas pret baktērijām, sauc par bakteriliziniem; antivielas, kas radušās pret eritrocītiem, — par hemoliziniem vai eritrolizīniem utt. Lizīni darbojas komplementa klātienē. Komplements pievienojas sākotnējam antigēna-antivielu kompleksam. un notiek šūnas izšķīšana.
4. Antitoksīni ir antivielas pret dzīvnieku, baktēriju un citiem toksiniem, kuriem ir antigēnu daba. Savienojoties ar toksīniem, antitoksini tos neitralizē.
5. Citotoksīni ir antivielas, kas izveidojušās pret antigeniem, kuri fiksējušies uz šūnām, un kontakta gadījumā ar šādām šūnām izraisa to citolīzi. Šādas antivielas veidojas alotransplantācijas, ksenotransplantācijas un rēzus sensibilizācijas gadijumā, kā arī pret paša organisma leikocītiem, trombocītiem, nieru u. c. šūnām.
Serumu, kuru iegūst, ja organisma ievada svešus audus, sauc par citotoksisko serumu. I. Mečņikovs radīja spermatocitotoksisko serumu un atklāja, ka šis serums lielās devās darbojas citotoksiski uz spermatozoīdiem. Viņa darbu turpināja A. Bogomolecs, kurš, izmantojot nelaimes gadījumos bojāgājušu cilvēku kaulu smadzeņu un liesas audus, izgatavoja t. s. antiretikulāro citotoksisko serumu, kuru centās izmantot ļaundabīgu audzēju ārstēšanā. Strādājot ar šo serumu, A. Bogomolecs atklāja svarīgu likumību — citotoksiskie serumi mazās devās stimulē šūnu un visa organa funkcijas. A. Bogomo|eca antiretikulārais citotoksiskais serums mazas devās stimulēja brūču dzīšanu, kaulu rumbējuma veidošanos, asinsradi.
Ievadot cilvēka šūnas dzīvnieku organismā, ir iegūti hepatocitotoksiskie, pankreatocitotoksiskie, pneimocitoksiskie, nefrocitotoksiskie un citi serumi. Mūsdienās, kad ir daudz vairāk efektīvu līdzekļu nekā agrāk, citotoksisko serumu izmantošana ārstēšanā ir kļuvusi mazāk svarīga un aktuāla. Tomēr arī tagad cenšas radīt antienzīmu, antihormonu un citus citotoksiskos serumus. Antilimfocitāro citotoksisko serumu izmanto autoimūno slimību ārstēšanai un transplantācijas imunitātes pārvarēšanai. Serumu iegūst, imunizējot dzīvnieku (ēzeli) ar recipienta limfocītiem.
Antivielas iedala pilnīgās (precipitējošās) un nepilnīgas (neprecipitējošās).
Pilnīgas ir funkcionāli bivalentas antivielas — ar 2 aktīviem centriem (sk. 18. att.), kā arī antivielas ar lielāku aktīvo centru skaitu. Bivalentas antivielas ir IgG, IgD un IgE. IgA var būt 2, 4 vai 6 aktīvie centri: (L2H2)3. IgAA aktīvo centru skaits sasniedz pat 10: (L2H2)5. Vairāku aktivo centru dēļ pilnīgās antivielas spēj vienlaikus savienoties ar 2 vai vairākiem antigēniem un izveidot režģi vairakās plaknēs — t. s. makroagregātu (19. att. , a).
Pie pilnīgām antivielām pieder aglutinīni un precipitīni. Ja šo antivielu un antigēna attiecība ir optimāla, veidojas makroagregāti — notiek aglutinācijas vai precipitācijas reakcija.
Nepilnīgas ir antivielas, kurām ir viens funkcionāli aktīvs centrs. Uzskata, ka otrs centrs ir bloķēts (19. att. , b) vai ari abi centri atrodas tuvu viens otram (19. att., c). Nepilnīgās antivielas spēj saistīties tikai ar vienu antigēnu un nevar izveidot makroagregātu. Sīs antivielas bloķē antigēnu. Šķidrums, kurā nepilnīgās antivielas ir reaģējušas ar antigēnu, ir caurspīdīgs (precipitācijas reakcijas nenoris).
Nepilnīgās antivielas ir antitoksīni, Rh antivielas, lizīni, citotoksīni.
Nepilnīgo antivielu diagnostikai izmanto Kūmsa testu (20. att.). Pacienta seruma olbaltumvielas, kas satur nepilnīgās antivielas (a), ievada trusim (b). Sīs cilvēka olbaltumvielas, ari imūnglobulīni, trusim ir sveši antigēni, un tāpēc pret tiem tiek producētas antivielas — antiimūnglobulīni (pilnīgas bivalentas antivielas). Ja šos antiimūnglobulīnus ievada stobriņā, kurā antigēni ir reaģējuši ar nepilnīgām antivielām, antiimūnglobulīni saistās starp univalentajām, antivielām — starp to bloķētajiem centriem (c). Rezultātā izveidojas makroagregāti un šķidrumā novēro aglutinācijas reakciju. Kūmsa testu šādā gadījumā uzskata par pozitīvu.
Tagad ir noskaidrots, ka IgE precipitācijas reakcijās nepiedalās, bet ar Fc fragmentu fiksējas uz bazofilo leikocītu, tuklo šūnu, makrofāgu un gludo miocītu membrānas, kurai ir IgE receptori. Reagīna Fab fragments paliek brīvs un saistās ar antigēnu (alergēnu), izraisot pārmaiņas šūnu membrānā, kā arī histamīna un citu bioloģiski aktīvu vielu atbrīvošanos. Reagīni spēj sensibilizēt arī citas šūnas. Sāda aina novērojama atopisko un anafilaktisko reakciju gadījumā.
Ir izteikta arī doma, ka pilnīgās un nepilnīgās antivielas un reagīni principiāli neatšķiras un ka funkcionālās atšķirības ir izskaidrojamas ar antivielu dažādo «nogatavošanās» pakāpi.
Antigēnu saturošo šūnu bojājumu un bojāeju izraisa ne tikai antigēna un antivielu mijiedarbe (humorālā imunoloģiskā reakcija) un antigēna un T limfocltu mijiedarbe (celulārā imunoloģiskā reakcija). Citolīzi spēj izraisīt arī citas šūnas. Tiecamšūnu līzi izraisa Tk, ja tiecamšūnas ir klātas ar antivielām pret šīm tiecamšūnām (citotoksīniem). Tāpēc šis citotoksicitātes veids ir no antivielām atkarīgā lize. Tiecamšūnas var būt, piemēram, eritrocīti, kurus klāj antieritrocitāras antivielas, un audzēja šūnas, kuras klāj pretaudzēja antivielas. No antivielām neatkarīgu tiecamšūnu līzi spēj veikt dabiskie killeri. Tiem ir ļoti svarīga nozīme pretaudzēju imunitātē (sk. audzēju imunoloģiju).

Nav komentāru:

Ierakstīt komentāru