POGLAVLJE XII Ćelije i molekuli imunološke odbrane Imunitet se najjasnije manifestuje i najbolje proučava kod sisara, iako se određene njegove manifestacije mogu uočiti kod jednostavno organizovanih životinja. Kod kičmenjaka, posebno kod toplokrvnih životinja, imunitet

8. Faktori evolucije Zapamtite! Koji su razlozi promjene broja jedinki u populaciji? Koja je uloga mutacija u procesu evolucije? Nasljedna varijabilnost. Faktor koji osigurava pojavu novog genetskog materijala u populaciji i

22. Abiotički faktori životne sredine Zapamtite! Šta je stanište? Koji faktori se smatraju faktorima nežive prirode? U procesu istorijskog razvoja organizmi se prilagođavaju određenom skupu abiotičkih faktora koji postaju obavezni

23. Biotički faktori životne sredine Zapamtite!Šta je stanište?Koji faktori se klasifikuju kao faktori divljih životinja?U prirodi postojanje svakog živog organizma ne zavisi samo od abiotskih faktora, već i od drugih organizama koji žive u blizini. Cijeli set

Evolucijski faktori Procesi koji mijenjaju učestalost alela u populacijama nazivaju se elementarnim evolucijskim faktorima. U populacionoj genetici postoje četiri glavna evoluciona faktora: Proces mutacije. Mutacije su jedini proces kojim se novi

11.3. Faktori životne sredine Faktori koji određuju postojanje organizama u datoj sredini nazivaju se faktori sredine. One su determinisane kako spoljašnjim uslovima date sredine, tako i uticajem drugih organizama koji postoje u okruženju.

Uloga makroorganizma u infektivnom procesu

Makroorganizam ima mehanizme koji sprečavaju prodiranje uzročnika zaraznih bolesti, razmnožavanje mikroba u tkivima i stvaranje od njih faktora patogenosti. Glavna svojstva makroorganizma koja određuju nastanak, tok i ishod infektivnog procesa su otpornost i podložnost.

otpor je otpornost organizma na djelovanje raznih štetnih faktora.

Osjetljivost na infekcije- to je sposobnost makroorganizma da odgovori na unošenje mikroba razvojem različitih oblika zaraznog procesa. Razlikovati vrstu i individualnu osjetljivost. Osjetljivost vrsta je svojstvena svim jedinkama date vrste. Individualna osjetljivost je predispozicija pojedinih pojedinaca na pojavu različitih oblika infektivnog procesa kod njih pod djelovanjem mikroba.

Otpornost i osjetljivost makroorganizma na infektivni agens u velikoj mjeri ovisi o nespecifičnim zaštitnim faktorima, koji se uvjetno mogu podijeliti u nekoliko grupa:

1. Fiziološke barijere:

Mehanički (epidermis i sluzokože);

Hemijske (tajne kože i sluzokože);

Biološka (normalna mikroflora).

2. Ćelijski faktori nespecifične zaštite:

Fagociti (makrofagi, monociti, dendritske ćelije, neutrofili);

NK ćelije (prirodne ćelije ubice).

3. Humoralni faktori nespecifične zaštite:

Sistem komplementa;

Supstance s direktnim antimikrobnim djelovanjem (lizozim, alfa interferon, defenzini);

Supstance s posredovanim antimikrobnim djelovanjem (laktoferin, lektin koji veže manozu - MSL, opsonini).

Fiziološke barijere

epitelnih tkiva su snažna mehanička barijera za mikroorganizme, zbog čvrstog prianjanja stanica jedna uz drugu i redovnog obnavljanja, praćenog deskvamacijom starih stanica zajedno sa prilijepljenim mikroorganizmima. Koža je posebno jaka barijera - višeslojna epiderma je gotovo nepremostiva prepreka mikroorganizmima. Infekcija kroz kožu nastaje uglavnom nakon kršenja njenog integriteta. Kretanje cilija respiratornog epitela i peristaltika crijeva također osiguravaju čišćenje od mikroorganizama. Sa površine sluzokože urinarnog trakta, mikroorganizmi se ispiru urinom - ako je poremećen odliv mokraće, mogu se razviti infektivne lezije ovog organskog sistema. U usnoj šupljini neki od mikroorganizama se ispiru pljuvačkom i gutaju. U sloju epitela sluzokože respiratornog trakta i gastrointestinalnog trakta pronađene su ćelije koje mogu endocitizirati mikroorganizme iz sluzi crijeva ili respiratornog trakta i nepromijenjene ih prenijeti u submukozna tkiva. Ove ćelije se nazivaju M ćelije sluzokože (od mikronabora - mikrobeaters). U submukoznim slojevima, M ćelije predstavljaju prenesene mikrobe u dendritske ćelije i makrofage.

Za hemijske barijere uključuju različite tajne vlastitih žlijezda kože (znojne i lojne), sluzokože (hlorovodonična kiselina želuca) i velikih žlijezda vanjskog sekreta (jetra, gušterača). Žlijezde znojnice luče velike količine soli na površini kože, lojne žlijezde oslobađaju masne kiseline, što dovodi do povećanja osmotskog tlaka i smanjenja pH (oba faktora su nepovoljna za rast većine mikroorganizama). Parietalne (parietalne) stanice želuca proizvode klorovodičnu kiselinu, čime se naglo smanjuje pH podloge - većina mikroorganizama umire u želucu. Žuč i sok pankreasa sadrže enzime i žučne kiseline koji inhibiraju rast mikroorganizama. Urin ima kiselo okruženje, što takođe sprečava kolonizaciju epitela urinarnog trakta mikroorganizmima.

Predstavnici normalne mikroflore koji naseljavaju različite ljudske biotope također sprječavaju prodiranje patogenih mikroba u organizam, čime biološka barijera. Oni štite makroorganizam kroz niz mehanizama (takmičenje sa patogenim mikroorganizmima za adhezionu površinu i hranljivi supstrat, zakiseljavanje životne sredine, stvaranje bakteriocina itd.), koje objedinjuje termin kolonizaciona rezistencija.

Ćelijski faktori nespecifične zaštite.

Glavni ćelijski faktor nespecifične zaštite su fagociti. Fagocitoza se razvija nakon prodiranja mikroba u tkiva (nakon što prevladaju fiziološke barijere). Fagocitoza je proces aktivne apsorpcije od strane stanica makroorganizma patogenih mikroba i drugih stranih čestica koje ulaze u njega, nakon čega slijedi probava uz pomoć intracelularnih enzima.

Faze (faze) fagocitoze:

Faza hemotaksije (privlačnost, približavanje objektu);

Faza prianjanja (privlačenje, vezanje, prianjanje);

Faza hvatanja (postepena apsorpcija, uranjanje) čestica u ćeliju;

Faza formiranja fagosoma;

Faza fuzije fagosoma sa lizosomima da bi se formirao fagolizozom;

Korak enzimske digestije zarobljenih čestica;

Faza ishoda (uklanjanje fagocitiranih čestica).

Fagocitoza, u kojoj dolazi do smrti fagocitiranih mikroba,

zove završeno. Fagocitoza, u kojoj mikrobi unutar fagocita ne rade

umrijeti, naziva se nepotpunim (na primjer, s tuberkulozom, brucelozom). U tom slučaju se mikrobi u fagocitu mogu razmnožavati, uzrokujući njegovu smrt.

Fagocitozu provode različite ćelije, što može biti uslovno

podijeljeni u 2 grupe: “neprofesionalni” fagociti (neutrofili,

eozinofili, bazofili) i “profesionalni” fagociti (monociti, makrofagi, dendritske ćelije). „Profesionalni“ fagociti su u stanju da predstave (prezentuju) antigen limfocitima.

Neutrofili- najčešći leukociti u krvi, mobilni,

prvi koji se pojavljuje u žarištu upale, fagocitira i probavlja bakterije.

Eozinofili- velike ćelije koje sadrže velike granule u kojima

Bazofili i mastociti sadrže velike granule histamina,

serotonin, heparin, tripsin. Bazofili cirkulišu u krvotoku, dok su mastociti sedentarne ćelije tkiva.

Monociti/makrofagi. Monociti se proizvode u crvenoj koštanoj srži

(monocitni izdanak hematopoeze), odakle izlaze u krv. Monociti cirkuliraju u krvi 1-3 dana, nakon čega migriraju u različita tkiva i organe gdje se nastanjuju makrofagi (Kupffer zvjezdane ćelije u jetri, alveolarni makrofagi u plućima, itd.).

Dendritske ćelije je grupa procesnih ćelija, difuzno

nalazi se u limfoidnim organima i barijernim tkivima. Dendritske ćelije su bijeli epidermociti kože (Langerhansove ćelije).

Prirodne ili prirodne ćelije ubice (NK ćelije)- ove su velike

limfociti, u čijim citoplazmatskim granulama u velikim količinama

pore u membrani ciljnih ćelija kroz koje ulaze granzimi. Granzimi uključuju serin peptid hidrolaze (prodiru u ciljnu ćeliju kroz formirane pore i uzrokuju apoptozu) i hondroitin sulfat A (štiti NK ćelije od autolize).

Mehanizmi prepoznavanja mikroba od strane fagocita

peptidoglikan, lipopolisaharid, protein flagelin, dvolančana RNK u virusima, itd. Sve ove supstance objedinjuje koncept molekularnih obrazaca povezanih sa patogenom (od engleskog PAMP - pathogen-associated molecular pattern) ili, jednostavnije, uz patogene molekularni obrasci. Fagociti su u stanju da prepoznaju ove slike zahvaljujući receptorima za prepoznavanje uzoraka koji se nalaze na površini njihovih citoplazmatskih membrana (PRR - pattern recognition receptor). Dakle, fagociti razlikuju "svoje" od "stranih", koji moraju biti uništeni (fagocitirani).

Humoralni faktori nespecifične zaštite .

Supstance sposobne da inhibiraju reprodukciju mikroba ili

za neutralizaciju stranih agenasa koji ulaze spolja, nazivaju se humoralni nespecifični posrednici odbrambenog sistema organizma. Postoji mnogo takvih supstanci u tijelu, a najvažnije i proučavane od njih bit će navedene u nastavku. Ove supstance ili imaju direktnu antimikrobnu aktivnost ili posredovanu antimikrobnu aktivnost stimulišući druge nespecifične odbrambene faktore (fagociti, sistem komplementa) ili vezujući faktore rasta neophodne za bakterije (laktoferin). Najefikasniji humoralni faktor nespecifične zaštite je sistem komplementa.

Dopuna je višekomponentni sistem proteina krvnog seruma.

Komponente komplementa sintetiziraju ćelije jetre i monociti.

Komplement cirkuliše u krvi u neaktivnom obliku. Komplement se aktivira raznim specifičnim i nespecifičnim faktorima koji ga pretvaraju u njegov aktivni oblik. Sistem komplementa se sastoji od devet serumskih proteinskih frakcija, označenih kao C1-C9. Aktivacija komplementa se događa kaskadnim procesom, kada proizvod prethodne reakcije djeluje kao katalizator sljedeće reakcije. Postoji tri načina za aktiviranje sistema komplementa:

Klasični (uz učešće antitijela),

Alternativa (kao odgovor na slike patogena bez sudjelovanja antitijela)

Lektin (uz učešće MSL-a bez učešća antitela).

Aktivacija komplementa dovodi do stvaranja napada na membranu

kompleks (MAC). MAC perforira ćelijske zidove i citoplazmu

membrane bakterija, što dovodi do njihove smrti (lize).

Lizozim(muramidaza, muramil peptidaza) - hidrolitički enzim,

prisutan u suzama, pljuvački, nosnoj sluzi, sekretima sluzokože,

krvni serum i ekstrakti organa i tkiva, u mlijeku. Lizozim sintetiziraju granulociti, monociti i makrofagi. Lizozim se inaktivira ključanjem, ima sposobnost da lizira bakterije, uništavajući peptidoglikanski sloj ćelijskog zida. Uglavnom utječe na gram-pozitivne bakterije, jer imaju puno peptidoglikana u svojim ćelijskim zidovima.

Alfa interferon- sintetizira se kao odgovor na virusnu infekciju.

Sintetiziran od strane ćelija inficiranih virusom, alfa-interferon inhibira sintezu proteina u susjednim zdravim stanicama. Do supresije sinteze proteina dolazi uglavnom zbog aktivacije intracelularnih RNaza (enzima koji uništavaju RNK), što dovodi do razgradnje glasničke, ribosomalne i transferne RNK. Kao rezultat toga, translacija virusnih proteina postaje nemoguća u takvim stanicama, a za viruse koji sadrže RNK, replikacija nukleinskih kiselina.

Defensins(od engleskog defence - zaštita) - ova grupa je pozitivna

nabijeni proteini s antimikrobnim djelovanjem. Defenzini su povezani sa

negativno nabijene mikroorganizme i formiraju pore u njima

citoplazmatske membrane - rezultat toga je liza mikroba

laktoferin je glikoprotein koji vezuje željezo

aktivnost. Veže dva atoma željeza, zbog čega je rast mikroorganizama potisnut. Sintetiziraju ga polimorfonuklearni leukociti i epitelne stanice žljezda. Specifična je komponenta lučenja pljuvačnih, suznih, mliječnih žlijezda, respiratornog, probavnog i genitourinarnog trakta.

Lektin koji veže manozu (MBL) sintetizirani glikopeptid

jetra. MSL sa svojim ugljikohidratnim (lektinskim) dijelom se vezuje za manozu,

fruktoza ili N-acetilglukozamin (slike patogena), i proteinski dio sa receptorima komplementa ili fagocita. Dakle, nakon vezivanja za bakterijske fragmente, MSL aktivira komplement putem lektinskog puta i ubrzava fagocitozu bakterija (tj. on je opsonin).

Opsonins- grupa supstanci koje ubrzavaju fagocitozu. Opsonini su

vrsta "markera" za fagocite. Ove supstance su povezane sa

objekata fagocitoze i olakšavaju adheziju (pričvršćivanje) fagocita na njih.

Opsonini su pojedinačne frakcije komplementa (npr. C3b), MSL, C-reaktivni protein, fibronektin. Najmoćniji opsonini su

imunoglobulini G klase.

Fiziološka uloga upale.

Ako mikrob ili drugi strani agens prevlada zaštitne barijere

kože i sluzokože i prodire u dubinu tkiva, na mjestu njegovog unošenja razvija se upalni proces. Upala je složena vaskularno-tkivna reakcija organizma na oštećenja različite prirode (uključujući i mikrobna). Upalni proces karakteriziraju edem, bol, hiperemija, lokalna ili sistemska groznica, promjene u strukturi i funkciji oštećenog organa. Fiziološka uloga upale je mobilizacija nespecifičnih i specifičnih faktora odbrane organizma. Ovi faktori migriraju u žarište upale zbog smanjenog protoka krvi u žarištu i povećane permeabilnosti vaskularnog zida.

mehanički faktori. Koža i sluzokože mehanički sprečavaju prodiranje mikroorganizama i drugih antigena u organizam. Potonji još uvijek mogu ući u organizam tijekom kožnih bolesti i ozljeda (povrede, opekotine, upalne bolesti, ugrizi insekata, životinja itd.), a u nekim slučajevima i kroz normalnu kožu i sluznicu, prodirući između stanica ili kroz epitelne ćelije (npr. virusi ). Mehaničku zaštitu pruža i trepljasti epitel gornjeg respiratornog trakta, budući da kretanjem cilija neprestano uklanja sluz zajedno sa stranim česticama i mikroorganizmima koji su ušli u respiratorni trakt.

Fizičko-hemijski faktori. Sirćetna, mliječna, mravlja i druge kiseline koje luče znojne i lojne žlijezde kože imaju antimikrobna svojstva; hlorovodonične kiseline želudačnog soka, kao i proteolitičkih i drugih enzima prisutnih u tjelesnim tekućinama i tkivima. Posebnu ulogu u antimikrobnom djelovanju ima enzim lizozim. Ovaj proteolitički enzim, koji je 1909. otkrio P. L. Lashchenko, a izolirao 1922. A. Fleming, nazvan je "muramidaza", jer uništava ćelijski zid bakterija i drugih stanica, uzrokujući njihovu smrt i pospješujući fagocitozu. Lizozim proizvode makrofagi i neutrofili. U velikim količinama se nalazi u svim tajnama, tečnostima i tkivima organizma (krv, pljuvačka, suze, mleko, crevna sluz, mozak itd.). Smanjeni nivoi enzima dovode do infektivnih i drugih upalnih bolesti. Trenutno je izvršena hemijska sinteza lizozima, koji se koristi kao medicinski preparat za lečenje upalnih bolesti.

imunobiološki faktori. U procesu evolucije formiran je kompleks humoralnih i staničnih faktora nespecifične otpornosti, usmjerenih na eliminaciju stranih tvari i čestica koje su ušle u tijelo.

Humoralni faktori nespecifične rezistencije sastoje se od raznih proteina koji se nalaze u krvi i tjelesnim tekućinama. Tu spadaju proteini sistema komplementa, interferon, transferin, p-lizini, protein properdin, fibronektin itd.

Proteini sistema komplementa su obično neaktivni, ali postaju aktivni kao rezultat sekvencijalne aktivacije i interakcije komponenti komplementa. Interferon ima imunomodulatorno, proliferativno djelovanje i uzrokuje stanje antivirusne rezistencije u ćeliji inficiranoj virusom. p-lizine proizvode trombociti i imaju baktericidni učinak. Transferin se natječe s mikroorganizmima za metabolite koji su im potrebni, bez kojih se patogeni ne mogu razmnožavati. Protein properdin je uključen u aktivaciju komplementa i druge reakcije. Serumski inhibitori krvi, na primjer, p-inhibitori (s-lipoproteini), inaktiviraju mnoge viruse kao rezultat nespecifične blokade njihove površine.Pojedinačni humoralni faktori (neke komponente komplementa, fibronektin, itd.) stupaju u interakciju sa površinom mikroorganizama, promovišući njihova fagocitoza, igrajući ulogu opsonina.

Od velikog značaja u nespecifičnoj rezistenciji su ćelije sposobne za fagocitozu, kao i ćelije sa citotoksičnom aktivnošću, koje se nazivaju prirodnim ubicama ili MK ćelije. NK ćelije su posebna populacija ćelija sličnih limfocitima (veliki granularni limfociti) koje imaju citotoksično dejstvo na strane ćelije (stanice raka, protozoe i ćelije inficirane virusom). Očigledno, NK ćelije vrše antitumorski nadzor u tijelu. U održavanju otpornosti organizma od velike je važnosti i normalna mikroflora organizma (vidjeti dio 4.5).

Fagocitoza

Fagocitoza (od grčkog phago - proždiram i cytos - ćelija) je proces apsorpcije i varenja antigenskih supstanci, uključujući i mikroorganizme, ćelijama mezodermalnog porijekla - fagocitima. II Mechnikov je podijelio fagocite na makrofage i mikrofage. Trenutno su makro- i mikrofagi ujedinjeni u jedinstveni sistem makrofaga (MPS). Ovaj sistem uključuje tkivne makrofage - epitelne ćelije, zvjezdaste retikuloendoteliocite (Kupfferove ćelije), alveolarne i peritonealne makrofage smještene u alveolama i peritonealnoj šupljini, epidermocite bijelog procesa kože (Langerhansove ćelije) itd.

Funkcije makrofaga su izuzetno raznolike. One prve reagiraju na stranu tvar, jer su specijalizirane stanice koje apsorbiraju i uništavaju strane tvari u tijelu (umiruće stanice, ćelije raka, bakterije, virusi i drugi mikroorganizmi, antigeni, nemetabolizirajuće neorganske tvari). Osim toga, makrofagi proizvode mnoge biološki aktivne tvari - enzime (uključujući lizozim, peroksidazu, esterazu), proteine ​​komplementa, imunomodulatore kao što su interleukini. Prisustvo na površini makrofaga receptora za imunoglobuline (antitela) i komplementa, kao i sistem medijatora, obezbeđuju njihovu interakciju sa T- i B-limfocitima. Istovremeno, makrofagi aktiviraju zaštitne funkcije T-limfocita. Zbog prisustva receptora za komplement i imunoglobuline, kao i antigena sistema histokompatibilnosti (HLA), makrofagi su uključeni u vezivanje i prepoznavanje antigena.

Mehanizam i faze fagocitoze. Jedna od glavnih funkcija makrofaga je fagocitoza, odnosno endocitoza, koja se odvija u nekoliko faza.

Prva faza je adsorpcija čestica na površini makrofaga zbog elektrostatičkih van der Waalsovih sila i hemijskog afiniteta čestica prema receptorima fagocita. Druga faza je invaginacija ćelijske membrane, hvatanje čestice i njeno uranjanje u protoplazmu. Treća faza je formiranje fagosoma, odnosno vakuole (vezikule) u protoplazmi oko apsorbirane čestice. Četvrta faza je spajanje fagosoma sa lizozomom fagocita koji sadrži desetine enzima i formiranje fagolizosoma. U fagolizozomu dolazi do varenja (uništavanja) uhvaćene čestice enzimima. Kada se čestica koja pripada tijelu apsorbira (na primjer, mrtva stanica ili njeni dijelovi, vlastiti proteini i druge tvari), cijepa se od strane enzima fagolizozoma na neantigene tvari (aminokiseline, masne kiseline, nukleotidi, monošećeri) . Ako se strana čestica proguta, enzimi fagolizosoma nisu u stanju razgraditi supstancu na neantigene komponente. U takvim slučajevima, fagolizozom sa preostalim dijelom antigena koji je zadržao svoju stranost, makrofagom se prenosi na T- i B-limfocite, odnosno uključuje se specifična veza imuniteta. Ovaj prijenos neuništenog dijela antigena (determinante) do T-limfocita vrši se vezivanjem determinante za prepoznajući antigen kompleksa histokompatibilnosti, za koji postoje specifični receptori na T-limfocitima. Opisani mehanizam je u osnovi prepoznavanja "svog" i "tuđeg" na nivou makrofaga i fenomena fagocitoze.

Uloga fagocitoze. Fagocitoza je najvažnija zaštitna reakcija. Fagociti hvataju bakterije, gljivice, viruse i inaktiviraju ih kroz skup enzima i sposobnost izlučivanja H 2 O 2 i drugih peroksidnih spojeva koji tvore aktivni kisik (potpuna fagocitoza). Međutim, u nekim slučajevima, mikroorganizmi zarobljeni fagocitom opstaju i razmnožavaju se u njemu (na primjer, gonokoki, bacili tuberkuloze, uzročnik HIV infekcije itd.). U takvim slučajevima fagocitoza se naziva nepotpuna.Fagocitozu pojačavaju opsoninska antitijela, jer se antigen povezan s njima lakše adsorbira na površini fagocita zbog prisustva receptora za ova antitijela u potonjem. Ovo pojačanje fagocitoze antitijelima naziva se opsonizacija, tj. priprema mikroorganizama za hvatanje fagocitima. Fagocitoza opsoniziranih antigena naziva se imunom. Za karakterizaciju aktivnosti fagocitoze uveden je fagocitni indeks. Da bi se to odredilo, broj bakterija apsorbiranih od strane jednog fagocita se broji pod mikroskopom. Koristi se i opsonofagocitni indeks, koji predstavlja odnos fagocitnih indikatora dobijenih sa imunološkim i neimunim serumom. Fagocitni indeks i opsonofagocitni indeks se koriste u kliničkoj imunologiji za procjenu stanja imuniteta i imunološkog statusa. Fagocitoza igra važnu ulogu u antibakterijskoj, antifungalnoj i antivirusnoj zaštiti, održavajući otpornost organizma na strane tvari.

Dopuna

Priroda komplementa. Komplement je složen kompleks proteina krvnog seruma koji međusobno reagiraju u određenom slijedu i osiguravaju učešće antigena i antitijela u ćelijskim i humoralnim imunim odgovorima. Komplement je otkrio francuski naučnik J. Borde, koji ga je nazvao "Alexin". P. Ehrlich je dao moderno ime komplementu.

Komplement se sastoji od 20 proteina krvnog seruma koji se razlikuju po fizičko-hemijskim svojstvima, označen je simbolom "C", a devet glavnih komponenti komplementa su numerisane: C1, C2, ... C9. Svaka komponenta ima podjedinice koje se formiraju cijepanjem; označavaju se slovima: Clq, C3a, C3b, itd. Proteini komplementa su globulini ili glikoproteini sa molekulskom težinom od 80 (C9) do 900 hiljada (C1). Proizvode ih makrofagi, neutrofili i čine 5,10% svih proteina krvnog seruma.

Mehanizam djelovanja i funkcije. Komplement obavlja različite funkcije i jedna je od glavnih komponenti imunog sistema. U tijelu je komplement u neaktivnom stanju i obično se aktivira u vrijeme formiranja kompleksa antigen-antitijelo. Nakon aktivacije, njegovo djelovanje je kaskadno i predstavlja niz proteolitičkih reakcija usmjerenih na jačanje imunoloških i ćelijskih reakcija i aktiviranje djelovanja antitijela na eliminaciju antigena. Postoje dva načina aktivacije komplementa: klasični i alternativni. U klasičnoj metodi aktivacije, kompleks antigen-antitijelo (AG + AT) se prvo vezuje za C1 komponentu komplementa (njegove tri podjedinice Clq, Clr, Cls), a zatim se „rane“ komponente komplementa C4, C2 uzastopno vezan za rezultirajući kompleks AG + AT + CI , SZ. Ove "rane" komponente aktiviraju komponentu C5 uz pomoć enzima, a reakcija se odvija već bez sudjelovanja AG + AT kompleksa. Komponenta C5 je vezana za ćelijsku membranu, a na njoj se formira litički kompleks od "kasne" 1 komponente komplementa C5b, C6, C7, C8, C9. Ovaj litički kompleks naziva se kompleks koji napada membranu jer provodi lizu stanica.

Alternativni način aktivacije komplementa javlja se bez učešća antitijela i javlja se prije proizvodnje antitijela u tijelu. Alternativni put se također završava aktivacijom komponente C5 i formiranjem kompleksa napada na membranu, ali bez sudjelovanja komponenti C1, C2, C4. Cijeli proces počinje aktivacijom komponente C3, koja se može pojaviti direktno kao rezultat izravnog djelovanja antigena (na primjer, polisaharida mikrobne stanice). Aktivirana komponenta C3 stupa u interakciju sa faktorima B i D (enzimi) sistema komplementa i proteina properdina (P). Dobijeni kompleks uključuje komponentu C5, na kojoj se formira membranski napadni kompleks, kao u klasičnom putu aktivacije komplementa, tako da se klasični i alternativni put aktivacije komplementa završava formiranjem litičkog kompleksa napada na membranu. Mehanizam djelovanja ovog kompleksa na ćeliju nije u potpunosti razjašnjen. Međutim, poznato je da se ovaj kompleks unosi u membranu, tvoreći neku vrstu lijevka s kršenjem integriteta membrane. To dovodi do oslobađanja niskomolekularnih komponenti citoplazme, kao i proteina, iz ćelije, ulaska vode u ćeliju, što na kraju dovodi do smrti ćelije.

Kao što je već spomenuto, proces aktivacije komplementa je kaskadna enzimska reakcija koja uključuje proteaze i esteraze, što rezultira stvaranjem produkata proteolize komponenti C4, C2, C3, C5, fragmenata C4b, C2b, C3b, C5b, kao i fragmenata C3. i C5a. Ako su fragmenti C4b, C2b, C3b, C5b uključeni u aktivaciju sistema komplementa, tada fragmenti C3a i C5a imaju posebnu biološku aktivnost. Oni oslobađaju histamin iz mastocita, izazivaju kontrakciju glatkih mišića, odnosno izazivaju anafilaktičku reakciju, zbog čega se nazivaju anafilotoksini.

Sistem komplementa omogućava:

§ citolitički i citotoksični efekat antitela na ciljne ćelije usled formiranja kompleksa napada na membranu;

§ aktivacija fagocitoze kao rezultat vezivanja za imune komplekse i njihove adsorpcije od strane receptora makrofaga;

§ učešće u indukciji imunog odgovora zbog obezbeđivanja procesa isporuke antigena od strane makrofaga;

§ učešće u reakciji anafilaksije, kao iu razvoju upale zbog činjenice da neki fragmenti komplementa imaju hemotaktičku aktivnost. Dakle, komplement ima multilateralnu imunološku aktivnost, učestvuje u oslobađanju organizma od mikroorganizama i drugih antigena, u uništavanju tumorskih ćelija, odbacivanju transplantata, alergijskom oštećenju tkiva i indukciji imunog odgovora.

Interferon

priroda interferona. Interferon je protein s antivirusnim, antitumornim i imunomodulatornim svojstvima, koji proizvode mnoge stanice kao odgovor na uvođenje virusa ili kompleksnih biopolimera. Interferon je heterogen po sastavu, njegova molekulska težina se kreće od 15 do 70 kD. Otkrili su ga 1957. A. Isaacs i J. Lindemann tokom proučavanja fenomena interferencije virusa.Porodica interferona uključuje više od 20 proteina koji se razlikuju po svojim fizičko-hemijskim svojstvima. Svi su kombinovani u tri grupe prema izvoru porekla: a, p, y. a-interferon proizvode B-limfociti; dobija se iz leukocita krvi pa se naziva leukocit. p-Interferon se dobija inficiranjem humanih kultura ćelija fibroblasta virusima; naziva se fibroblastična. γ-interferon se dobija iz imunih T-limfocita senzibiliziranih antigenima, pa se naziva imunim. Interferoni su specifični za vrstu, tj. ljudski interferon je manje efikasan kod životinja i obrnuto.

Mehanizam djelovanja. Antivirusni, antiproliferativni i imunomodulatorni efekti interferona nisu povezani s direktnim djelovanjem na viruse ili stanice, tj. interferon ne djeluje izvan ćelije. Budući da se apsorbira na površini ćelije ili prodire unutar ćelije, utiče na procese razmnožavanja virusa ili proliferacije ćelije kroz genom ćelije. Stoga je djelovanje interferona uglavnom preventivno, ali se koristi i u terapeutske svrhe. Vrijednost interferona. Interferon ima važnu ulogu u održavanju otpornosti na viruse, pa se koristi za prevenciju i liječenje mnogih virusnih infekcija (gripa, adenovirusi, herpes, virusni hepatitisi itd.). Antiproliferativno dejstvo, posebno γ-interferon, koristi se za lečenje malignih tumora, a imunomodulatorno svojstvo se koristi za korekciju funkcionisanja imunog sistema u cilju njegovog normalizovanja kod različitih imunodeficijencija. Savremeni lekovi se dobijaju biotehnološkim metodama zasnovanim na principima genetskog inženjeringa (vidi Poglavlje 6).

Antigeni

Antigeni su bilo koje tvari koje su genetski strane datom organizmu (obično biopolimeri), koje, kada uđu u unutarnju sredinu tijela ili se formiraju u tijelu, izazivaju odgovor specifičnu imunološku reakciju: sintezu antitijela, pojavu senzibilizirani limfociti ili pojava tolerancije na ovu supstancu, trenutni i odgođeni tipovi preosjetljivosti imunološkog pamćenja.

Antitijela proizvedena kao odgovor na uvođenje antigena interaguju specifično sa ovim antigenom in vitro i in vivo, formirajući kompleks antigen-antitijelo.

Antigeni koji izazivaju potpuni imuni odgovor nazivaju se potpuni antigeni. To su organske tvari mikrobnog, biljnog i životinjskog porijekla. Hemijski elementi, jednostavna i složena neorganska jedinjenja ne posjeduju antigenost. Antigeni mogu biti i štetni i bezopasni za tijelo tvari. Antigeni su i bakterije, gljive, protozoe, virusi, životinjske ćelije i tkiva koja su ušla u unutrašnje okruženje makroorganizma, kao i ćelijske stijenke, citoplazmatske membrane, ribozomi, mitohondrije, mikrobni toksini, ekstrakti helminta, otrovi mnogih zmija i pčela. , prirodne proteinske supstance, neke polisaharidne supstance mikrobnog porekla, biljni toksini itd. Antigenost je određena strukturnim karakteristikama biopolimera koji su genetski strani organizmu. Većina njih sadrži nekoliko vrsta antigena. Broj antigena u prirodi se povećava kao rezultat pojave antigenskih svojstava u mnogim neantigenskim supstancama kada se kombinuju sa drugim supstancama. Neke supstance ne izazivaju imuni odgovor same, ali dobijaju ovu sposobnost kada se konjugiraju sa proteinskim nosačima visoke molekularne težine ili pomiješaju s njima. Takve supstance se nazivaju nepotpuni antigeni ili hapteni. Hapteni mogu biti hemikalije male molekularne težine ili složenije hemikalije koje nemaju svojstva punog antigena: neki bakterijski polisaharidi, polipeptid bacila tuberkuloze (PPD), DNK, RNK, lipidi, peptidi. Hapten je dio kompletnog ili konjugiranog antigena. Antitijela formirana protiv konjugata protein-hapten mogu također reagirati sa slobodnim haptenom. Hapteni ne izazivaju imuni odgovor, ali reaguju sa serumima koji sadrže za njih specifična antitijela.

Antigeni imaju specifičnost koja je povezana sa određenom hemijskom grupom u molekuli, koja se naziva determinanta ili epitop. Odrednice antigena su oni njegovi dijelovi koje prepoznaju antitijela i imunokompetentne stanice. Potpuni antigeni mogu sadržavati dvije ili više nedvosmislenih determinantnih grupa, pa su dvovalentni ili polivalentni. Nepotpuni antigeni (hapteni) imaju samo jednu determinantnu grupu, tj. su univalentni.

Proteini kao biopolimeri sa izraženom genetskom stranošću imaju najizraženija antigena svojstva. Što su životinje udaljenije u filogenetskom razvoju, to će njihovi proteini imati veću antigenost u odnosu jedni prema drugima. Ovo svojstvo proteina koristi se za identifikaciju filogenetskog odnosa životinja različitih vrsta, kao i u forenzičkom pregledu (da bi se utvrdile vrste mrlja od krvi) i prehrambenoj industriji (za otkrivanje falsifikovanja mesnih proizvoda).

Molekularna težina antigena je od velike važnosti. Biopolimeri sa molekulskom težinom od najmanje 5-10 kDa imaju antigenost. Postoje izuzeci od ovog pravila: nukleinske kiseline imaju veliku molekularnu težinu, ali u poređenju sa proteinima, njihova antigena svojstva su mnogo manje izražena. Serumski albumin i hemoglobin imaju istu molekularnu težinu (~70.000), ali albumin je jači antigen od hemoglobina. To je zbog razlike u valentnosti ovih proteina, tj. broj grupa determinanti sadržanih u njima.

Antigenost je povezana sa tvrdom površinskom strukturom determinanti, rasporedom aminokiselina koje čine polipeptidne lance, posebno njihovih terminalnih dijelova. Na primjer, želatina se dugi niz godina nije smatrala antigenom zbog nedostatka krutih struktura na površini molekule, iako je riječ o proteinu velike molekularne težine. Molekula želatine "može steći svojstva antigena ako se u njenu strukturu unese tirozin ili druga hemijska supstanca koja daje krutost površinskim strukturama. Antigenska determinanta polisaharida sastoji se od nekoliko ostataka heksoze. Antigena svojstva želatine, hemoglobina i drugih slabih antigeni se mogu poboljšati adsorbujući ih na različite nosače (kaolin, aktivni ugljen, hemijski polimeri, aluminijum hidroksid, itd.) Ove supstance povećavaju imunogenost antigena. Nazivaju se pomoćnim sredstvima (vidi Poglavlje 9). Količina dolaznog antigena utiče na imuni odgovor: što je veći, to je imuni odgovor izraženiji. Međutim, kod prevelike doze antigena može doći do imunološke tolerancije, tj. tijelo ne reaguje na antigensku iritaciju. Ovaj fenomen se može objasniti stimulacijom subpopulacija supresorskih T-limfocita od strane antigena.

Važan uslov za antigenost je rastvorljivost antigena. Keratin je protein visoke molekularne težine, ali se ne može predstaviti u obliku koloidne otopine i nije antigen. Zbog svoje male molekularne težine, haptene ne fiksiraju imunokompetentne ćelije makroorganizma i ne mogu izazvati imunološki odgovor. Ako se molekula haptena umjetno poveća konjugacijom s velikom proteinskom molekulom, dobit će se punopravni antigen, čiju će specifičnost odrediti hapten. U tom slučaju, protein nosač može izgubiti svoju specifičnost vrste, budući da se determinante haptena nalaze na njegovoj površini i preklapaju njegove vlastite determinante. Polu-hapteni - neorganski radikali (jod, brom, nitrofupp, dušik, itd.) vezani za proteinski molekul mogu promijeniti imunološku specifičnost proteina.

Takvi jodirani ili bromirani proteini uzrokuju stvaranje antitijela specifičnih za jod i brom, odnosno za one determinante koje se nalaze na površini kompletnog antigena.

Proantigeni su hapteni koji se mogu vezati za vlastite proteine ​​u tijelu i senzibilizirati ga kao autoantigeni. Na primjer, proizvodi cijepanja penicilina u kombinaciji s tjelesnim proteinima mogu biti antigeni. Heteroantigeni su uobičajeni antigeni koji se nalaze u različitim životinjskim vrstama. Ovaj fenomen je prvi put zabilježen u eksperimentima J. Forsmana (1911), koji je imunizirao zeca suspenzijom organa zamorca. Serum dobiven od zeca sadržavao je antitijela koja su bila u interakciji ne samo s proteinima zamorca, već i sa eritrocitima ovna. Pokazalo se da su polisaharidi zamorca antigenski isti kao i polisaharidi eritrocita ovaca.

Heteroantigeni su pronađeni kod ljudi i nekih vrsta bakterija. Na primjer, uzročnik kuge i ljudski eritrociti krvne grupe 0 imaju zajedničke antigene. Kao rezultat toga, imunokompetentne stanice ovih ljudi ne reagiraju na patogen kuge kao na strani antigen i ne razvijaju potpunu imunološku reakciju, što često dovodi do smrti.

Aloantigeni (izoantigeni) su različiti antigeni unutar iste vrste. Trenutno je u ljudskim eritrocitima pronađeno više od 70 antigena, koji daju oko 200.000 kombinacija. Za praktičnu zdravstvenu zaštitu, krvne grupe u ABO sistemu i Rh antigen su od odlučujućeg značaja. Osim antigena eritrocita, postoje i drugi aloantigeni kod ljudi, na primjer, antigeni glavnog kompleksa histokompatibilnosti - MHC (Major Histocompatibility Complex). U 6. paru ljudskih hromozoma nalaze se transplantacijski antigeni HLA (Human Leucocyte Antigens) koji određuju kompatibilnost tkiva tokom transplantacije tkiva i organa. Apsolutna individualnost je svojstvena ljudskim tkivima i gotovo je nemoguće odabrati donora i primaoca sa istim skupom tkivnih antigena (sa izuzetkom identičnih blizanaca). Ćelije raka takođe sadrže antigene koji se razlikuju od onih normalnih ćelija, što se koristi za imunodijagnostiku tumora (vidi Poglavlje 9).

Antigeni bakterija, virusa, gljivica, protozoa su potpuni antigeni. U skladu sa hemijskim sastavom, sadržajem i kvalitetom proteina, lipida, njihovih kompleksa, antigenost kod različitih vrsta mikroorganizama je različita. Stoga je svaka vrsta antigenski mozaik (vidi Poglavlje 2). Antigeni mikroorganizama se koriste za dobijanje vakcina i dijagnostiku, kao i za identifikaciju i indikaciju mikroorganizama.

U procesu evolucije, antigenska struktura nekih mikroorganizama može se promijeniti. Posebno veliku varijabilnost u antigenskoj strukturi imaju virusi (influenca, HIV). Dakle, antigeni, kao genetski vanzemaljske supstance, pokreću imunološki sistem, dovodeći ga u funkcionalno aktivno stanje, izraženo u ispoljavanju određenih imunoloških reakcija koje imaju za cilj otklanjanje štetnih efekata antigena.

9.9. Formiranje antitela

Priroda antitijela. Kao odgovor na unošenje antigena, imuni sistem proizvodi antitela – proteine ​​koji se mogu specifično vezati za antigen koji je izazvao njihovo formiranje, i na taj način učestvuju u imunološkim reakcijama. Antitijela pripadaju γ-globulinima, odnosno najmanje pokretnoj frakciji proteina krvnog seruma u električnom polju. U tijelu, γ-globuline proizvode posebne ćelije - plazmociti. Količina γ-globulina u krvnom serumu je približno 30% svih proteina krvi (albumin, a-, b-globulin, itd.). U skladu sa Međunarodnom klasifikacijom, γ-globulini koji nose funkcije antitijela nazivaju se imunoglobulini i označavaju se simbolom Ig. Stoga su antitijela imunoglobulini proizvedeni kao odgovor na uvođenje antigena i sposobni za specifičnu interakciju s istim antigenom.

Funkcije antitijela. Primarna funkcija antitijela je interakcija njihovih aktivnih centara sa komplementarnim determinantama antigena. Sekundarna funkcija antitijela je njihova sposobnost da:

§ da vezuje antigen kako bi ga neutralisao i eliminisao iz organizma, odnosno učestvovao u formiranju zaštite od antigena;

§ učestvuje u prepoznavanju "stranog" antigena;

§ osigurati saradnju imunokompetentnih ćelija (makrofaga, T- i B-limfocita);

§ učestvuju u različitim oblicima imunog odgovora (fagocitoza, ubistvena funkcija, GNT, HRT, imunološka tolerancija, imunološka memorija).

Upotreba antitela u medicini. Zbog svoje visoke specifičnosti i važne uloge u zaštitnim imunološkim odgovorima, antitijela se koriste za dijagnosticiranje infektivnih i nezaraznih bolesti, utvrđivanje imunološkog statusa organizma, te prevenciju i liječenje niza zaraznih i nezaraznih bolesti. Za to postoje odgovarajući imunobiološki preparati koji su kreirani na bazi antitela i imaju specifičnu namenu (videti Poglavlje 10).

Struktura antitela. Imunoglobulinski proteini po hemijskom sastavu spadaju u glikoproteine, jer se sastoje od proteina i šećera; izgrađen od 18 aminokiselina. Imaju razlike u vrstama povezane uglavnom sa skupom aminokiselina. Molekularna težina imunoglobulina je u rasponu od 150.900 kD. Njihovi molekuli imaju cilindrični oblik, vidljivi su u elektronskom mikroskopu. Do 80% imunoglobulina ima konstantu sedimentacije 7S; otporan na slabe kiseline, alkalije, zagrijavanje do 60ºS. Imunoglobulini se mogu izolovati iz krvnog seruma fizičkim i hemijskim metodama (elektroforeza, izoelektrična precipitacija alkoholom i kiselinama, soljenje, afinitetna hromatografija itd.). Ove metode se koriste u proizvodnji u pripremi imunobioloških preparata. Imunoglobulini su podijeljeni u pet klasa prema svojoj strukturi, antigenskim i imunobiološkim svojstvima: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. Imunoglobulini M, G, A imaju podklase. Na primjer, IgG ima četiri podklase (IgG, IgG2, IgGj, IgG4). Sve klase i podklase razlikuju se po sekvenci aminokiselina. Ljudski i životinjski imunoglobulini su slične strukture.

R. Porter i D. Edelman ustanovili su strukturu molekula imunoglobulina. Prema njima, molekule imunoglobulina svih pet klasa sastoje se od polipeptidnih lanaca: dva identična teška lanca H (od engleskog, heavy - težak) i dva identična laka lanca - L (od engleskog, light - lagan), međusobno povezani disulfidnim mostovima. Prema svakoj klasi imunoglobulina, tj. M, G, A, E, D razlikuju pet tipova teških lanaca: c (mu), y (gama), a (alfa), e (epsilon) i 5 (delta), koji imaju molekulsku težinu u rasponu od 50,70 kDa (sadrže 420-700 aminokiselinskih ostataka) i razlikuju se po antigenosti. Laki lanci svih pet klasa su uobičajeni i dolaze u dva tipa: k (kapa) i x (lambda); imaju molekularnu težinu od 23 kD (214.219 aminokiselinskih ostataka). L-lanci imunoglobulina različitih klasa mogu se spojiti (rekombinirati) sa homolognim i heterolognim H-lancima. Međutim, u istoj molekuli mogu postojati samo identični L-lanci (do ili A.). I u H- i L-lancima postoji varijabilna - V (od engleskog-various - različita) regija, u kojoj je aminokiselinska sekvenca nestabilna, i konstantna - C (od engleskog, konstantno - konstantno) područje sa konstantnom skup aminokiselina. U lakim i teškim lancima razlikuju se NH2- i COOH-terminalne grupe.Kada se γ-globulin tretira merkaptoetanolom, disulfidne veze se razaraju i molekul imunoglobulina se raspada u zasebne polipeptidne lance. Kada je izložen proteolitičkom enzimu papainu, imunoglobulin se cijepa na tri fragmenta: dva nekristalizirajuća fragmenta koji sadrže determinantne grupe za antigen i nazivaju se Fab fragmenti I i II (od engleskog, fragment antigen binding - fragmenti koji vezuju antigen) i jedan koji kristalizira Fc fragment (sa engleskog, fragment kristalno!izable). FabI i FabII fragmenti su slični po svojstvima i sastavu aminokiselina i razlikuju se od Fc fragmenta; Fab- i Fc-fragmenti su kompaktne formacije međusobno povezane fleksibilnim dijelovima H-lanca, zbog čega molekuli imunoglobulina imaju fleksibilnu strukturu. I H-lanci i L-lanci imaju odvojene, linearno povezane kompaktne regije koje se nazivaju domeni; u H-lancu ih ima 4, au L-lancu - po 2. Aktivni centri, odnosno determinante, koje se formiraju u V-regionima, zauzimaju približno 2% površine molekula imunoglobulina. Svaki molekul ima dvije determinante vezane za hipervarijabilne regije H i L lanaca, odnosno svaki molekul imunoglobulina može vezati dva molekula antigena. Dakle, antitela su dvovalentna.

Tipična struktura molekula imunoglobulina je IgG. Druge klase imunoglobulina razlikuju se od IgG po dodatnim elementima organizacije svojih molekula. Dakle, IgM je pentamer, tj. pet IgG molekula povezanih polipeptidnim lancem, označenih slovom J (od engleskog, spajanje lanca - struktura molekula). IgA je normalan, odnosno monomeran, kao i di- i trimerni. Razlikovati serumski i sekretorni IgA. Kod potonjeg, molekul je povezan sa sekretornom komponentom (SC) koju luče epitelne ćelije, koja štiti IgA od razgradnje enzimima. IgE je visoko citofilan, tj. sposobnost vezivanja za mastocite i bazofile, zbog čega stanice oslobađaju histamin i histaminu slične tvari koje uzrokuju GNT. IgD je sklon agregaciji, ima dodatne disulfidne veze.

Kao odgovor na uvođenje bilo kojeg antigena, mogu se proizvesti antitijela svih pet klasa. Obično se prvo proizvodi IgM, zatim IgG, ostalo - malo kasnije. Najveći dio serumskih imunoglobulina (70,80%) je IgG; IgA čini 10-15%, IgM - 5,10%, IgE - 0,002% i IgD - oko 0,2%. Sadržaj imunoglobulina se mijenja s godinama. Kod nekih patoloških poremećaja primjećuju se odstupanja u nivou njihovog sadržaja u krvi. Na primjer, koncentracija IgG raste kod zaraznih bolesti, autoimunih poremećaja, smanjuje se kod nekih tumora, agamaglobulinemije. Sadržaj IgM raste kod mnogih zaraznih bolesti, a smanjuje se u nekim stanjima imunodeficijencije.

Sinteza antitijela. Kao što je već spomenuto, imunoglobuline sintetiziraju plazma stanice, koje nastaju kao rezultat diferencijacije pluripotentne matične stanice. Plazma ćelija sintetiše i neimuni i imuni γ-globulin. Plazma ćelije primaju informacije o specifičnosti sintetizovanog imunoglobulina iz B-limfocita; L- i H-lanci se sintetiziraju odvojeno na poliribosomima plazmacita i kombinuju se u jednu molekulu prije nego što se otpuste iz stanice. Sastavljanje molekula imunoglobulina iz H- i L-lanaca odvija se vrlo brzo, u roku od 1 min. Izolacija imunoglobulina iz plazma ćelije vrši se egzocitozom ili klazmatozom, odnosno pupanjem dijela citoplazme imunoglobulinom. Svaka plazma ćelija sintetizira do 2000 molekula u sekundi. Sintetizovana antitela ulaze u limfu, krv, tkivnu tečnost.

Genetika antitijela. Imunoglobulin je, kao i svaki protein, antigen. Postoje tri tipa antigenskih determinanti u molekulu imunoglobulina: izotipske, alotipske i idiotipske. Izotipske determinante (izotipovi) su specifične, odnosno identične su za sve jedinke date vrste (na primjer, ljude, zečeve, pse). Alotipske determinante (alotipovi) su prisutne kod nekih jedinki date vrste, dok druge nema, odnosno individualne su. Konačno, idiotipske determinante (idiotipovi) su svojstvene samo molekulima antitijela koji imaju određenu specifičnost. Ove determinantne razlike su posledica broja i redosleda aminokiselina u aktivnom centru molekula imunoglobulina.

Izotipske determinante se nalaze u C-dijelu H- i L-lanaca i služe za diferenciranje imunoglobulina u klase i podklase. Alotipske determinante odražavaju intraspecifične antigene razlike u imunoglobulinima, a idiotipske determinante odražavaju individualne razlike u strukturi aktivnog centra. Shodno tome, postoji veliki izbor imunoglobulina koji se razlikuju po tipu antigenskih determinanti. Ovisno o izotipovima, postoji 5 klasa i mnogo podklasa; od alotipova - poznato je samo u H-lancima do 20 varijeteta; uzimajući u obzir idiotipe, odnosno strukturu aktivnog centra, antitijela se razlikuju ne samo po klasama i podklasama, već čak i po alotipovima. Ovo određuje mnoštvo antitela i njihovu specifičnost u odnosu na čitav niz antigena koji postoje u prirodi. Broj varijacija u aktivnim centrima antitijela je ogroman, praktično neograničen, jer je određen brojem H- i L-lanaca, njihovim varijantama (alotipovima), a posebno idiotipskom raznolikošću aktivnih centara. Ova razlika je genetski fiksirana i provodi se u procesu formiranja aktivnih centara, ovisno o specifičnosti aktivnog centra antigena. Molekul imunoglobulina je kodiran sa tri grupe gena. Jedna grupa kodira H-lanac bilo koje klase, druga - L-lanac k-tipa, a treća - L-lanac R-tipa. Zbog stalnih mutacija gena, mutacija klonova imunokompetentnih stanica, uglavnom limfocita, praktično uvođenje bilo kojeg antigena može biti praćeno stvaranjem specifičnog antitijela i reprodukcijom klona limfocita koji sintetizira antitijela komplementarna antigenu. Treba naglasiti da jedna plazma ćelija proizvodi antitijela samo jedne specifičnosti. Stoga u tijelu mora postojati mnogo klonova imunokompetentnih ćelija. Konačno, mehanizam sinteze i nasljeđivanja sposobnosti stvaranja ogromnog broja specifičnih antitijela na doslovno bilo koji od mnogih antigena je nejasan. Ovaj mehanizam je najpotpunije objašnjen teorijom klonske selekcije F. Burneta i teorijom S. Tonegawe.