Содержание
95% населения мира имеет какие-либо проблемы со здоровьем, по крайней мере, в группе выборки, проанализированной в период с 1990 по 2013 год. Это неудивительно, поскольку 15% биомассы в мире в форме углерода состоит из бактерий (70 гигатонн), некоторые из которых полезны для людей, другие — являются непосредственно патогенными.
Помимо бактерий, существуют тысячи неживых инфекционных агентов в виде вирусов, которые с бешеной скоростью мутируют и эволюционируют, чтобы обойти долговременный иммунитет организмов. Конкуренция людей с патогенами — это настоящая гонка вооружений: когда развивается специфическая реакция на патоген, ожидается, что она в конечном итоге мутирует, чтобы перестать распознаваться лимфоцитами и другими специфическими организмами.
Что такое иммуноглобулины?
Иммуноглобулин — это белок, вырабатываемый плазматическими клетками (типами белых кровяных телец) в ответ на присутствие антигена, вещества, которое вызывает активацию иммунной системы человека.
Каждый иммуноглобулин связывается с одним антигеном, позволяя специализированным убивающим иммунным клеткам (таким как макрофаги) более эффективно распознавать и фагоцитировать патоген, но некоторые из них также могут убивать антиген напрямую. Каждое антитело имеет специализированный паратоп, который специфичен для эпитопа самого антигена.
Самая очевидная польза иммуноглобулинов для общества в целом — это, без сомнения, разработка вакцин. Когда ослабленный вирус или бактерии попадают в организм (или его часть, которая способствует иммунному ответу), стимулируется пролиферация лимфоцитов и высвобождение специфических иммуноглобулинов для этого антигена. Таким образом, организм «узнает», какой микроорганизм является опасным, всегда исходя из безопасности предыдущей патогенной инактивации.
По оценкам, благодаря этому безопасному механизму иммунизации за последние 20 лет во всем мире было спасено более 37 миллионов жизней, особенно среди детей. Ярким примером этого является оспа: в 18 веке от этой болезни ежегодно умирали 400 000 человек, в результате чего смертность от возбудителя составляла почти 30%. Благодаря вакцинации последний случай оспы был диагностирован в 1977 году, а ВОЗ объявила мир свободным от патогена в 1980-х годах.
Структура
Иммуноглобулины имеют типичную Y-образную форму, состоящую из двух разных половин.
Как и любой белок, иммуноглобулин имеет аминокислоту в качестве основной единицы, каждая из субъединиц, соединенных пептидными связями, дает пептиды (менее 10 аминокислот), полипептиды (более 10) и белки (многие конкатенированные аминокислоты). В этом случае стандартный иммуноглобулин состоит из 4 полипептидных единиц: двух равных тяжелых цепей (тяжелая, у основания и отщепления «Y») и 2 идентичных легких цепей (легкая, каждая из боковых концов ветвей «Y»).
Каждая область «H» состоит из вариабельной области (VH) и 3-4 константных областей (CH1, CH2, CH3 и т. д.). С другой стороны, легкие цепи «L» состоят из вариабельной области (VL) и константной области (CL). Все это может показаться очень запутанным, но необходимо лишь придерживаться следующей концепции: концы тяжелой (H) и легкой (L) цепей изменчивы, в то время как общая конформация «Y» постоянна между иммуноглобулинами.
Форма «Y» — типичная, но не единственная, которая используется на уроках биологии и иммунологии. Эта мономерная форма включает иммуноглобулины D, E и G, в то время как Ig A представляет собой димер, а Ig M — пентамер. Как вы понимаете, эти анатомические изменения также подразумевают явную вариативность функциональности.
Типы иммуноглобулинов
Иммуноглобулины А
Он обнаружен в слизистых оболочках дыхательных путей, мочеполовых путей и просвета пищеварительной системы, а также в слюне, слезах и грудном молоке. Интересно, что в крови он находится в мономерной форме, но в слизистой оболочке его расположение димерное.
Из-за своей близости к единственной открытой системе в организме человека (выделительной, дыхательной и пищеварительной) эти иммуноглобулины первыми вступают в контакт с вирусами, которые проникают в ротоглоточную полость, и другими кишечными микроорганизмами.
Иммуноглобулины G
Этот иммуноглобулин наиболее представлен в крови, спинномозговой жидкости и перитонеальной жидкости (брюшной полости). Он составляет 80% от общего количества иммуноглобулинов, поэтому без сомнения является преобладающим.
Кроме того, следует отметить, что существует 4 подварианта этого типа иммуноглобулина, от IgG 1 до IgG4. Каждый из них специализируется на определенном фронте, обнаруживая антигены и токсины от различных микроорганизмов.
Иммуноглобулины М
Он экспрессируется на поверхности В-лимфоцитов, основных эффекторов гуморального ответа адаптивной иммунной системы.
Они представляют собой непредвиденный ответ на инфекцию, поскольку они устраняют патогены на ранних стадиях, пока иммунная система не синтезирует достаточное количество IgG-типа. Они составляют 6% циркулирующих иммуноглобулинов в кровотоке человека и присутствуют у подавляющего большинства животных, поэтому они считаются самыми старыми антителами в истории эволюции позвоночных.
Иммуноглобулины E
Антитела, которые клинически связаны с аллергическими состояниями. Обычно этот иммуноглобулин в небольших количествах циркулирует в крови, но он резко увеличивается, когда организм подвергается воздействию аллергена. Он также выражается в атипичных количествах при паразитарных инфекциях.
Иммуноглобулины D
Это один из наименее выраженных иммуноглобулинов, но от этого он не менее важен. Он составляет всего 1% от общего количества иммуноглобулинов в организме и является крупнейшим компонентом поверхности многих лимфоцитов B-типа на стадии их созревания. Из-за его редкости его функция менее определена, чем у других уже описанных вариантов.
Как вы могли заметить, иммуноглобулины бывают разных форм (изотипов) и морфологического расположения, но все они имеют очень четкую функцию: защищать организм от возможных инфекций и патогенов. От вирусов до морфологически более сложных паразитов (таких как гельминты) иммуноглобулины способны распознавать их, активировать другие иммунные клетки, маркировать их на основе их поверхностных антигенов и, после соответствующей каскадной реакции, устранять их.
Таким образом, иммуноглобулины — это белки, секретируемые В-лимфоцитами и плазматическими клетками в ответ на антиген, проникший в организм хозяина. От иммунных ответов до аллергических реакций антитела выполняют множество защитных функций.