РАБОТА 11. Основы иммунохимических методов исследования на примере реакций агглютинации и преципитации

Вещества, которые стимулируют ту или иную форму специфического иммунного ответа, называются антигенами. Антигенность присуща не только белкам, но и многим сложным полисахаридам, липополисахаридам, полипептидам, а также некоторым искусственным высокополимерным соединениям, т.е. всем веществам, которые могут нести на себе признаки чужеродности.

Чужеродность – неотделимое от антигена понятие. Без чужеродности нет антигена применительно к данному организму. Если взять альбумин кролика, то для этого кролика он не будет антигеном, так как по отношению к данному организму на этом веществе отсутствует отпечаток генетической чужеродности; для морской свинки он будет антигеном, так как для нее он чужероден.

Антигенность – мера антигенного качества, например большая или меньшая способность вызывать образование антител. Если сравнить два белка – бычьи сывороточные альбумин и гамма-глобулин посредством иммунизации ими кролика, то выявится большая антигенность гамма-глобулина: у кролика вырабатывается большее количество антител, которые будут реагировать с этим антигеном.

Иммуногенность – способность создавать иммунитет. Это понятие относится главным образом к микробным антигенам, обеспечивающим создание иммунитета (невосприимчивости) к инфекциям. Например, возбудитель дизентерии обладает высокой антигенностью, но выраженного иммунитета против дизентерии получить не удается. Брюшнотифозная вакцина является и высокоантигенным, и высокоиммуногенным препаратом.

Специфичность – те антигенные особенности, благодаря наличию которых антигены отличаются друг от друга. Существуют вещества, имеющие свой специфический облик, но не вызывающие иммунологических реакций (в частности, выработку антител) при введении в организм. Однако с готовыми антителами они взаимодействуют. Такие вещества получили название гаптенов. Гаптены имеют признаки чужеродности, но не обладают определенными качествами, необходимыми для проявления полноценных антигенных свойств. Гаптены приобретают свойства полноценных антигенов после соединения с крупномолекулярными веществами – белками, полисахаридами или искусственными высокомолекулярными полиэлектролитами. Неантигенные сами по себе липиды и нуклеиновые кислоты могут выступать в роли гаптенов.

Антитела– белки, относящиеся к тому или иному классу иммуноглобулинов, синтез которых стимулируется после парентерального поступления антигена; антитела обладают способностью специфически взаимодействовать с данным антигеном. Известны пять классов иммуноглобулинов: IgM, IgG, IgA, IgE и IgD. Суммарное количество иммуноглобулинов в сыворотке крови составляет около 2,5% (сухой остаток), т.е. более ¹/₃ всех белков. Антитела вырабатываются клетками лимфоидных органов, циркулируют в крови и других жидкостях организма.

Способность реагировать выработкой специфических иммуноглобулинов (антител) присуща не только млекопитающим. У всех обследованных позвоночных обнаружены иммуноглобулины по крайней мере двух классов – IgM и IgG. Филогенетически наиболее ранней формой антител являются, по-видимому, иммуноглобулины класса М. Птицы служат отличными продуцентами антител. Рептилии реагируют антителообразованием весьма слабо: эта способность усиливается при их содержании в условиях повышенных температур (25÷28^оС). Рыбы относятся к последним в филогенетическом смысле организмам, способным, хотя и очень слабо, синтезировать антитела в ответ на введение антигенов.

Сыворотка иммунизированного животного, содержащая антитела, получила название иммунной сыворотки, или антисыворотки.

Феномены взаимодействия антиген–антитело

Реакции специфического взаимодействия сывороточных антител с антигенами, против которых они направлены, проявляются в виде нескольких основных феноменов. Эти феномены легко наблюдать в лабораторных условиях.

Феномен агглютинации заключается в том, что бактерии, животные клетки или другие корпускулярные антигенные частицы, находящиеся во взвеси, под влиянием антител склеиваются между собой. Иначе говоря, если к взвеси бактерий в изотоническом растворе хлорида натрия (реакция идет только в присутствии электролитов) добавить сыворотку иммунизированного этими бактериями животного, то микроскопические элементы взвеси склеиваются между собой и оседают на дно пробирки в виде крупных, различимых невооруженным взглядом хлопьев или зерен. Аналогичное явление происходит и при использовании, например, эритроцитов барана и сыворотки животных, которым вводили эти эритроциты. Склеивание микробов или эритроцитов друг с другом – проявление реакции прямой агглютинации, прямой потому, что в данном случае антитела действуют непосредственно на корпускулярные антигенные частицы.

В лабораториях весьма часто используют не прямую, а пассивную агглютинацию. Этот вариант реакции применяют при работе с растворимыми антигенами, например с альбуминами, полисахаридными антигенами и др. Для получения феномена агглютинации антиген предварительно присоединяют к корпускулярному носителю – таннизированным эритроцитам, частицам латекса, оксида бария и др. Добавление антител к взвеси таких частиц – пассивных носителей антигена, приводит к склеиванию. Реакция пассивной агглютинации характеризуется высокой чувствительностью и пригодна для выявления весьма малых количеств антител.

Количество антител в иммунной сыворотке или в других жидкостях в реакциях агглютинации и многих других реакциях оценивается их титром. Под титром антител понимают то наибольшее разведение сыворотки или иной жидкости, при котором реакция антиген-антитело все еще учитывается. Например, титр антител может быть равен 1:128 или 1:2048. Каждое последующее разведение сыворотки обычно вдвое больше предыдущего (1:2, 1:4, 1:8 и т.д.).

Феномен преципитации – эффект укрупнения растворимых антигенных субстанций под влиянием антител с возникновением помутнения прозрачных растворов. В этом случае мы сталкиваемся с явлением агрегации растворенных частиц. Следует заметить, что нерастворимый комплекс антиген – антитело выпадает только в определенном диапазоне эквивалентных концентраций реагирующих молекул. В случае большого избытка антител или антигена феномен преципитации не развивается. Это не значит, однако, что взаимодействия реагентов не произошло; оно произошло, но образовался растворимый комплекс антиген – антитело.

Цель работы:Ознакомление с принципами иммунологической специфичности и освоение иммунологических реакций, основанных на феноменах агглютинации и преципитации.