Имеет молекулярную массу, равную 950 кДа. Состоит из пяти мономеров, каждый из которых включает две тяжелые μ-цепи и две легкие цепи (каппа или лямбда). Мономеры объединены в области Fc-участков в единый пентамер дисульфидными мостиками и соединительной J-цепью (джей), имеющей молекулярную массу 15 кДа (рис. 1).
В состав μ-цепи входят один вариабельный и 4 константных домена (С1-С4). Fab-участки молекул IgM обладают гибкостью за счет остатков пролина С2-домена, что придает подвижность активным центрам антител и позволяет им эффективно взаимодействовать с антигенами.
Молекула IgM имеет 10 активных центров (валентность равна 10). IgM обладает выраженной антибактериальной активностью, способностью связывать комплемент, не проникает через плацентарный барьер. Первым синтезируется в ответ на антигенную стимуляцию организма.
Наиболее ранние антитела относятся к иммуноглобулинам класса М, что нередко используется в диагностике инфекционных заболеваний. Они же первыми появляются в процессе онтогенеза и филогенеза.
Сывороточная концентрация IgM составляет 0,5-2 мг/мл (~5 % от общего количества сывороточных иммуноглобулинов).
На мембране В-лимфоцитов присутствует мономерная форма IgM, выполняющая функцию основной составляющей В-клеточного рецептора.
Таким образом, IgM является «первым» иммуноглобулином, т.к. эволюционно он впервые появляется у представителей класса Круглоротых, с него начинается синтез иммуноглобулинов у новорожденных, он первый образуется при иммунном ответе.
IgG является основным иммуноглобулином, т.к. 80% антител крови относится именно к этому классу. Он имеет молекулярную массу 150-170 кДа. Состоит из двух тяжелых (γ) и двух легких цепей (κ или λ). В состав тяжелой цепи входит один вариабельный и три константных домена. Между первым и вторым константными доменами находится шарнирный участок, содержащий остатки пролина и цистеина, определяющие его гибкость. Содержится в сыворотке крови в наибольшей концентрации в сравнении с другими классами иммуноглобулинов (до 80% от общего количества сывороточных иммуноглобулинов). Средняя сывороточная концентрация — 12 мг/мл. В крови человека среди четырех подклассов иммуноглобулинов класса G более половины приходится на IgG первого подкласса.
Биологическая роль IgG разнообразна. Антитела класса IgG обладают выраженной антибактериальной, антивирусной активностью, в определенных условиях проявляют противоопухолевое действие. Взаимодействуют с белками системы комплемента. Проникают через плацентарный барьер. Это означает, что материнские антитела класса IgG обладают защитной функцией в отношении организма эмбриона и новорожденного ребенка.
Мономер с молекулярной массой 160 кДа. Существует также димерная форма IgA. Характерен для секретов организма (слюна, слезы, пот, молозиво, пищеварительный сок, выделения слизистых поверхностей). В сыворотке крови его содержание незначительно и составляет 10-15% от общего количества сывороточных иммуноглобулинов. Тем не менее, считается, что среди иммуноглобулинов всех классов IgA синтезируется в наибольших количествах (больше, чем IgG). В сутки у человека продуцируется до 3 г IgA.
Тяжелая α-цепь построена из вариабельного домена, трех константных доменов и шарнирного участка. У человека известны два подкласса — IgAl и IgA2. Сывороточный IgA обычно представлен мономером. IgA, секретируемый на поверхность слизистых оболочек, — это димер, образованный двумя мономерами и соединительной J-цепью (джей-цепь). Тяжелые цепи и J-цепь скреплены дисульфидными связями (рис. 2).
Рис. 2. Строение иммуноглобулина А
Димерный IgA секретируется плазматическими клетками под эпителиальными клетками слизистых оболочек. Затем взаимодействует со специфическим полииммуноглобулиновым рецептором на базальной стороне эпителиальных клеток слизистой оболочки, и образовавшийся комплекс подвергается эндоцитозу с последующей транспортировкой к поверхности клетки, обращенной в просвет органа. Когда комплекс рецептора и IgA достигает мембраны, рецептор подвергается протеолизу, и часть рецептора вместе с димерным IgA выходит на поверхность слизистой в результате экзоцитоза. В целом процесс называется трансцитозом. Димерный IgA, секретируемый вместе с фрагментом полииммуноглобулиновым рецептором, называется секреторным компонентом. Комплекс димера и секреторного компонента называется секреторным IgA. Именно в такой форме IgA присутствует на слизистых поверхностях и в секретах молочных, потовых, слюнных, слезных желез. Здесь он связывает инфекционные агенты, предотвращая их проникновение с внешних поверхностей в ткани организма.
Мономер с молекулярной массой 185 кДа. Включает две ε-цепи и две легкие цепи. ε-цепь содержит один вариабельный и четыре константных домена. В сыворотке крови присутствует в очень небольших концентрациях. В норме составляет не более 0,1% от общего количества сывороточных иммуноглобулинов. Более 90% синтезируемого плазматическими клетками IgE секретируется в слизистый экзосекрет желудочно-кишечного тракта. Биологическая функция заключается в защите от внеклеточных паразитов, хотя она полностью не выяснена, и резкое увеличение количества IgE является патогенетическим признаком при аллергических реакциях.
Принимает участие в развитии аллергических реакций. Fc-участком он связывается с Fc-рецептором на поверхности тучных клеток и базофилов. Затем активным центром IgE взаимодействует с аллергеном, что приводит к сшиванию молекул Fc-рецептора на поверхности клетки. После связывания аллергена на поверхности тучных клеток и базофилов с последующей сшивкой Fc-рецепторов клетки получают сигнал к секреции вазоактивных аминов, что приводит к развитию IgE-зависимой аллергической реакции.
Мономер с молекулярной массой 185 кДа. Тяжелая цепь IgD построена из одного вариабельного и трех константных доменов. Содержится в сыворотке в исчезающих количествах. Функция сывороточного IgD неизвестна. На поверхности В-лимфоцитов присутствует мембранная форма IgD, входящая в состав В-клеточного рецептора.
Активные центры антител, продуцируемых разными клонами плазматических клеток, различаются. Они построены из варьирующих по своему строению участков V-доменов легкой и тяжелой цепей. Такие участки называются гипервариабельными регионами.
Таблица 2.1. Характеристика разных классов иммуноглобулинов
1-С
