IV. Khái quát nội dung chương trình môn học
5. Tài liệu học tập
5.4.1. Đặc tính
- Có bản chất là glucoprotein, trọng lượng phân tử lớn: 16.000 - 1.000.000 dalton. - Dễ bị tác động của nhiệt độ, axit, kiềm,... phá huỷ.
- Có khả năng nhận biết kháng nguyên và kết hợp đặc hiệu với kháng nguyên đã kích thích sinh ra chúng.
Vị trí kháng thể kết hợp với kháng nguyên gọi là paratop. Tổng số paratop là hoá trị của kháng thể. Thường 1 kháng thể có 2 hoá trị (trừ IgM cú 10 hoỏ trị).
- Kháng thể có tính kháng nguyên cao khi đưa nó vào cơ thể khác loài vì vậy kháng thể sinh ra trong trường hợp này gọi là kháng kháng thể.
- Để bảo quản kháng thể trong thời gian dài. Giữ ở nhiệt độ < 00C.
5.4.2. Chức năng của kháng thể dịch thể
a. Chức năng nhận biết
Chức năng sinh học của Ig trong hệ thống miễn dịch là nhận biết “cái lạ” và tác động lên “cái lạ” đó, nói cách khác phân tử Ig có khả năng nhận biết kháng nguyên và kết hợp đặc hiệu với nó, sự kết hợp này dẫn đến kết quả: Kháng nguyên mất khả năng gây bệnh. Đây là chức năng chủ yếu của kháng thể. Vùng V là vị trí của phân tử Ig làm nhiệm vụ nhận biết “cái lạ” còn vùng C làm nhiệm vụ tương tác với các phân tử, tế bào khác để hoàn thành một cách có hiệu quả việc loại trừ yếu tố lạ.
Hình 5.3. Sự tiêu tan của virut nhờ liên kết với kháng thể
Chức năng nhận biết được thực hiện thông qua việc phân tử Ig kết hợp đặc hiệu với nhóm quyết định kháng nguyên. Vị trí kết hợp nằm ở vùng V của chuỗi nặng và chuỗi nhẹ có đầu tận cùng (-NH2). Nghiên cứu cấu hình không gian của vùng domain V, người ta thấy ở đó chuỗi polypeptit được gấp lại để tạo ra cấu trúc nếp gấp trong đó có những đoạn tương đối ổn định xen kẽ giữa những vòng cực kỳ thay đổi. Những vòng này cụm sát lại gần nhau ở đầu mút tạo ra một cái túi để các phân tử Epitop có thể lọt khít vàovà như trên đã trình bày ta có thể hình dung vị trí kết hợp kháng nguyên ở Paratop được tạo ra bởi những vòng cực kỳ thay đổi trong vùng domain V của chuỗi nặng và chuỗi nhẹ như ba ngón tay của một bàn tay, mỗi ngón tay biểu diễn một vòng cực kỳ thay đổi để giữ lấy quả bưởi mà quả bưởi là hình ảnh tượng trưng cho một Epitop kháng nguyên.
Phân tử Ig monocytemer với cấu trúc đối xứng nên có hai vị trí kết hợp kháng nguyên hoàn toàn giống nhau. Điều này cũngphù hợp với quan niệm hình thành kháng thể. Một clone tế bào plasma chỉ chuyên sản xuất được một loại kháng thể đặc hiệu với một nhóm quyết định kháng nguyên. Như vậy cho mỗi Epitop sẽ có một bề mặt phù hợp được tạo ra ở các domain V. Sự phù hợp này là do sự có mặt và trình tự của từng axit amin ở vùng cực kỳ thay đổi cũng như cấu trúc không gian của nó.
Nhờ khả năng kết hợp đặc hiệu mà Ig có thể tác động trực tiếp lên kháng nguyên. Ví dụ:
Tế bào chủ Thụ thể
của virus
Trung hòa virus Virus
trường hợp trung hòa độc tố hòa tan do vi khuẩn tiết ra, bằng cách kết hợp với các Epitop nằm trong hoặc gần với vị trí kết hợp của độc tố, các phân tử Ig phong bế phản ứng của độc tố với cơ chất. Nếu kết hợp xảy ra với Epitop nằm xa vị trí hoạt động của độc tố sẽ làm thay đổi cấu hình không gian của độc tố, do đó làm thay đổi hoạt tính nờn độc tố không thể bám vào tế bào của tổ chức đích. Tác dụng trực tiếp cũng có thể xảy ra khi hai cánh Fab của phân tử Ig tạo ra mạng lưới ngưng kết làm ngưng tụ vi khuẩn, nấm, ký sinh trùng…Nhờ đó hạn chế khả năng gây bệnh của chúng.
Cũng tương tự, IgA tiết ở đường tiêu hóa có vai trò ngăn các vi khuẩn bám vào màng nhầy, vì vậy hạn chế chúng phát triển.
b. Chức năng khác
Thông qua vai trò của mảnh Fc làm cho kháng nguyên bị loại trừ một cách mạnh mẽ và có hiệu quả.
+ Hoạt hoá bổ thể
Sự kết hợp kháng nguyên - kháng thể hình thành phức hợp kháng nguyên - kháng thể - bổ thể nên kháng thể có khả năng hoạt hoá bổ thể (có ở IgM, IgG) , làm cho tế bào vi khuẩn bị dung giải.
+ Tương tác với các tế bào khác
Trên bề mặt của tế bào bạch cầu ái kiềm, tế bào Mastocyte có thụ thể với phần Fc của IgE, IgG. Khi có sự kết hợp của kháng nguyên với các phân tử kháng thể này thì các tế bào đó được hoạt hoá, phóng thích các bọc chứa các chất hoạt mạch Histamin, Serotonin làm tăng tính thấm của mao mạch, co cơ trơn để kháng thể trong máu, bạch cầu dễ vượt qua thành mạch tới nơi có yếu tố kháng nguyên xâm nhập.
+ Trên bề mặt đại thực bào, bạch cầu trung tính có thụ thể với Fc của phân tử IgM, IgG. Nếu kháng nguyên là vi khuẩn đơn bào đã được phủ bởi kháng thể: IgM, IgG thì dễ bị đại thực bào và bạch cầu trung tính bắt nuốt.
5.5. Các lớp của kháng thể dịch thể
Dựa vào cấu trúc và tính khác biệt kháng nguyên của các phân tử Ig người ta chia chúng thành các lớp và dưới lớp.
Có 5 lớp kháng thể dịch thể: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.
5.5.1. Lớp IgG
Lớp IgG chiếm số lượng lớn trong tổng số Ig. ở người nó chiếm đến 80%. Phần lớn kháng thể lưu động thuộc lớp này.
IgG có trọng lượng phân tử 140.000-150.000 Dalton, hằng số lắng 7S căn cứ vào sự khác biệt tính kháng nguyên của mảnh Fc, lớp IgG được chia làm 4 dưới lớp: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4. IgG1, IgG2, IgG3 có khả năng hoạt hóa bổ thể theo con đường cổ điển, khả năng hoạt hóa này chỉ có thể thực hiện khi các dưới lớp này kết hợp với kháng nguyên để tạo ra các phức hợp miễn dịch và phải có hai IgG nằm kề nhau.
Trừ IgG2, các dưới lớp IgG khác có thể gắn lên tế bào Mastocyte. Hiện tại, người ta đã xác định rằng ngoài tế bào Mastocyte, các tế bào monocyte, đại thực bào, bạch cầu, NK đều có receptor với phần Fc của chuỗi γ.
+ Cấu trúc gồm 2 chuỗi nặng gamma và 2 chuỗi nhẹ lamda hoặc Kappa. + Đặc tính sinh học
Hoạt hoá bổ thể theo con đường cổ điển
Có thụ thể giành cho phần Fc trên bề mặt tế bào đại thực bào, bạch cầu trung tính. Phõn tửIgG1, IgG2, IgG3, IgG4 có thụ thể giành cho Fc trên bề mặt bạch cầu ái
kiềm, Mastocyte (trừ IgG2).
có receptor thích hợp cho Fc của phân tử IgG. Nhờ đó kháng thể từ mẹ chuyển sang cơ thể con, giúp cho động vật mới sinh có được miễn dịch phòng, chống bệnh được ở những tuần tuổi đầu tiên.
Là lớp kháng thể chủ yếu trong đáp ứng miễn dịch thứ phát Kháng thể IgG sản sinh sau lớp IgM nên còn gọi là lớp kháng thể muộn. Là lớp IgG độc quyền kháng độc tố.
Hình 5.4. Sự xuất hiện của IgM và IgG
5.5.2. Lớp IgM
- Chiếm 5 - 10% trong tổng số Ig của huyết thanh. - Là lớp có trọng lượng phân tử lớn nhất: 900.000 hằng số lắng: 19S
- Về cấu trúc:
IgM do 5 đơn vị cơ bản tạo thành, như một hình sao 5 cánh (gồm 10 chuỗi nặng Muy và 10 chuỗi nhẹ lamda hoặc kappa). 5 đơn vị nối với nhau bởi chuỗi J (Juncation - nối). Chuỗi J có khối lượng phân tử 20.000 Dalton gồm 118 - 125 axit amin, có 7 - 8 gốc cacbuahydro. Chuỗi J có tính kháng nguyên, trong phân tử IgM nó bị che lấp, khi IgM bị biến đổi các quyết định kháng nguyên này mới được hở ra.
IgM có khả năng kết hợp thuận lợi với kháng nguyên do có 10 mảnh Fab chìa ra 5 phía, hoạt lực của IgM có thể mạnh gấp hàng trăm lần so với lớp IgG.
IgM có khả năng hoạt hoá bổ thể mạnh nhất do luôn có đáp ứng yêu cầu của bổ thể là có hai mảnh Fc gần nhau.
IgM là lớp kháng thể xuất hiện đầu tiên sau khi có kích thích của kháng nguyên. Vì thế nó được coi là lớp kháng thể tiên phát. Sau đó IgG sẽ thay thế. Thời gian tồn tại của IgM thường ngắn 5 - 6 ngày, nhưng có trường hợp tồn tại lâu.
Ví dụ: Kháng nguyên là loại gluxit, loại kháng nguyên không phụ thuộc tuyến ức.
Trong sự phát triển của lympho bào B IgM và IgD là hai lớp Ig xuất hiện chủ yếu trên màng tế bào B, đặc biệt IgM xuất hiện sớm hơn, do đó nó còn là một dấu hiệu để nhận biết giai đoạn biệt hóa của lympho B. Tuy nhiên, IgM xuất hiện trên màng
Hình 5.5. Cấu trúc của IgM
Cầu nối lưu huỳnh
Chuỗi J
Hình 5.6. Sự liên kết kháng nguyên với kháng thể IgM Kháng nguyên Kháng thể Tế bào vi khuẩn IgM IgG
7 (ngày) Thời gian
Hàm lượng kháng thể
tế bào không phải là dạng pentamer mà là dạng monocytemer (một đơn vị có 4 chuỗi peptit), nó có một đoạn kỵ nước gắn vào đầu Cacbon tận cùng củachuỗi nặng giúp cho việc neo bám của IgM vào màng tế bào B. IgM cũng là receptor kháng thể chủ yếu mà lympho B dùng để nhận biết kháng nguyên khởi đầu cho một đáp ứng miễn dịch.
5.5.3. Lớp IgA
Có 2 loại
- IgA trong huyết thanh
- IgA tiết ra ngoài niêm mạc (kháng thể cục bộ).
a.IgAhuyết thanh
Chiếm khoảng 15 - 20% tổng số Ig trong huyết thanh. Có trọng lượng phân tử: 160.000 dalton, hằng số lắng 7S
Trong huyết thanh IgA thường tồn tại dưới dạng monocyteme (hơn 80%), một số ít tồn tại dưới dạng polyme do 2 - 3 monocyteme nối với nhau bằng chuỗi J. Các polyme thường tăng cao trong bệnh nhiễm trùng.
b.IgA tiết
Có trong nước bọt, nước mắt, nước mũi, sữa, dịch tiết của phổi, dịch tiết của ruột,... Về cấu tạo:
Hình 5.7. Cấu trúc của IgA
IgA tiết là loại dimer gồm 2 monocytemer nối với nhau bởi chuỗi J và mảnh tiết SP (Secretory piece (mảnh)). Nó có hằng số lắng là 11S và trọng lượng phân tử là 400.000 Dalton
Chuỗi J do tế bào plasma sản xuất ra có khoảng 137 axitamin, mảnh tiết có bản chất là glucoprotein, trọng lượng phân tử 70.000 dalton do tế bào biểu mô của niêm mạc tiết ra. Mảnh tiết ngoài chức năng nối 2 monocytemer IgA với nhau còn giúp IgA tiết chống lại được tác động của enzym đường tiêu hoá.
Sự có mặt của chuỗi J tạo điều kiện thuận lợi cho việc trùng hợp những phân tử cơ bản của IgA thành dimer (đôi khi thành trimer hoặc nhiều hơn) và liên kết các monocytemer của IgM thành pentamer.
IgA tiết là sản phẩm của sự hoạt động phối hợp giữa hai loại tế bào: plasma và biểu mô nhầy. IgA có hai lớp phụ: IgA1 và IgA2.
IgA tiết là kháng thể tại chỗ, nó ngăn cản sự xâm nhập của kháng nguyên (vi khuẩn, virus,...) vào cơ thể, IgA chịu được độ pH thấp của dạ dày vì vậy động vật non bú mẹ, được hưởnglượng lớn IgA tiết từ sữa mẹ.