Понятие идиотипов и их классификация
Иммуноглобулины обладают не только способностью связывать чужеродные молекулы, но и сами выступают в роли мишеней для иммунной системы. Уникальные антигенные детерминанты, расположенные в вариабельных участках антител, называются идиотопами. Совокупность всех идиотопов конкретной молекулы формирует ее идиотип.
В иммунологии принято разделять идиотипы на две основные группы:
- Перекрестно реагирующие (общие): Они характерны для антител, которые вырабатываются в ответ на широко распространенные в природе антигены. Такие общие варианты часто выявляются у животных с высокой генетической однородностью. Классический пример — идиотип Т15, который образуется в ответ на фосфорилхолин у линейных мышей C57BL/6.
- Индивидуальные (частные): Это абсолютно уникальные маркеры конкретного антитела, которые служат своеобразным «отпечатком пальца» и позволяют безошибочно идентифицировать определенный клон В-клеток.
Внутренний образ антигена и регуляция
Особый интерес представляет способность организма вырабатывать антитела против собственных идиотипов — антиидиотипические антитела. Активные центры таких молекул могут частично воспроизводить пространственную конфигурацию того самого исходного антигена, который вызвал первоначальный иммунный ответ. Это явление получило название «внутренний образ антигена».
Следует учитывать важную структурную особенность: абсолютного пространственного совпадения достичь невозможно. Это связано с базовой геометрией взаимодействия молекул. Антигенный эпитоп обычно имеет выпуклую форму, тогда как активный центр антитела представляет собой вогнутую структуру. Тем не менее, даже частичного сходства достаточно для выполнения главной функции антиидиотипических антител — регуляции гуморального иммунного ответа.
В-клеточный рецептор (BCR)
Концепция существования особых рецепторов, распознающих антигены, была предсказана еще Паулем Эрлихом. Позже эти идеи стали фундаментом, на котором Фрэнк Макфарлейн Бернет построил свою клонально-селекционную теорию. Физически рецепторы В-лимфоцитов были идентифицированы только во второй половине 1960-х годов как мембранные иммуноглобулины (mIg).
Сегодня в науке закрепилось сокращение BCR (B-cell receptor). Этим термином обозначают не одиночную молекулу, а целый белковый комплекс. Он включает в себя сам мембранный иммуноглобулин, непосредственно связывающий антиген, и ассоциированные с ним дополнительные белковые молекулы, которые отвечают за передачу активирующего сигнала внутрь лимфоцита.
Мембранные иммуноглобулины и клональность
Мембранный иммуноглобулин является строгим специфическим маркером В-лимфоцитов. Он экспрессируется на всех без исключения зрелых В-клетках и не встречается на клетках других типов.
Состав рецепторов меняется в зависимости от стадии развития клетки и ее контакта с антигеном:
- Наивные В-клетки: Лимфоциты, еще не встречавшие свой антиген, экспрессируют преимущественно IgM. Этот класс рецепторов начинает появляться еще на стадии незрелых клеток. Когда наивная клетка окончательно созревает, на ее мембране наряду с IgM начинает присутствовать IgD.
- Иммунный ответ: При контакте с антигеном происходит переключение классов иммуноглобулинов. Клетки начинают синтезировать IgG, IgA или IgE. Локализация лимфоцита напрямую связана с классом его рецептора: в крови и вторичных лимфоидных органах преобладают клетки, несущие IgG, тогда как в слизистых оболочках доминируют лимфоциты с IgA.
Специфичность и клональность Фундаментальное правило гласит: все без исключения молекулы иммуноглобулинов на поверхности одной конкретной В-клетки состоят из абсолютно идентичных тяжелых (H) и легких (L) цепей. Следовательно, все рецепторы одной клетки имеют одинаковый изотип, аллотип и обладают абсолютно одинаковой специфичностью к антигену (идентичны по идиотипу).
Разные В-лимфоциты отличаются друг от друга именно специфичностью своих рецепторов. Совершенно идентичные мембранные иммуноглобулины можно найти только у клеток, принадлежащих к одному клону, то есть происходящих от одного общего предка.
Чтобы запомнить правило клеточной специфичности, используйте связку «Один клон — одна клетка — один идиотип». Уникальный набор тяжелых и легких цепей на поверхности конкретного В-лимфоцита и всех его потомков всегда распознает только один антиген.
Вопросы с занятий и экзамена
Что такое «внутренний образ антигена»?
Это ситуация, когда активный центр антиидиотипического антитела пространственно напоминает исходный антиген. Однако полного совпадения не бывает из-за разницы геометрических форм: антигенный эпитоп выпуклый, а связывающий центр антитела вогнутый.
Какие классы иммуноглобулинов находятся на наивных В-клетках?
Не контактировавшие с антигеном лимфоциты несут на своей мембране преимущественно IgM. На стадии окончательно зрелой наивной клетки к нему также добавляется IgD.
Из каких элементов состоит комплекс В-клеточного рецептора (BCR)?
Комплекс BCR включает в себя сам мембранный иммуноглобулин (mIg), который распознает и связывает антиген, а также дополнительные белковые молекулы, обеспечивающие передачу сигнала внутрь клетки.
Что ещё разобрать по теме
- Клонально-селекционная теория Ф. Бернета и исторические предпосылки П. Эрлиха.
- Механизмы передачи сигнала через дополнительные белковые молекулы комплекса BCR.
- Молекулярный процесс переключения классов мембранных иммуноглобулинов.
- Механизмы участия антиидиотипических антител в регуляции гуморального иммунного ответа.
- Значение генетически однородных линий животных (на примере мышей C57BL/6) в изучении идиотипов.
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Идиотипы и антиидиотипические антитела» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Адаптивный иммунитет»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.