Кріоглобуліни як патологічні антитіла: будова, методи визначення та діагностична цінність

 

 

 

 

Кріоглобуліни як патологічні антитіла: будова, методи визначення та діагностична цінність.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

 

 

ВСТУП……………………………………………………………………3

РОЗДІЛ 1.БІОХІМІЧНА СТРУКТУРА АНТИТІЛ В НОРМІ І ПРИ ПАТОЛОГІЇ

           1.1 Будова різних класів імуноглобулінів та їх значення в патогенезі захворювань………………………………………………………………

           1.2 Кріоглобуліни як патологічні антитіла………………………5

РОЗДІЛ 2.ДІАГНОСТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ВИЗНАЧЕННЯ КРІОГЛОБУЛІНІВ ПРИ РІЗНИХ ЗАХВОРЮВАННЯХ.

           2.1. Проти інфекційний імунітет та характеристика автоімунної відповіді…………………………………………………………………..6

           2.2. Лабораторні методи визначення кріоглобулінів…………..8

           2.3. Практичне значення визначення  кріоглобулінів………….11

ВИСНОВКИ……………………………………………………………..19

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ…………………………..20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

    Епідеміологічні  дослідження підтверджують збільшення  захворюваності на кріоглобулінемічний  синдром та зростання його  поширеності як в Україні, так  і у світі.

    Максимум захворюваності  на кріоглобулінемічний синдром засвідчено в осіб віком після 40 років. Згідно з даними більшості досліджень, жінки хворіють дещо частіше (55-60%), ніж чоловіки, але ця різниця стає відчутною лише у віці після 40 років і прямо залежить від вікового зниження рівня ест радіолу в крові жінок.

    Загальна летальність  при вторинному кріоглобулінемічному синдромі значною мірою залежить від основного захворювання і може сягати 80% при гемобластозах і 19-27% при цирозах печінки НСV-етіології. У випадку ессенціального кріоглобулінемічного васкуліту летальність становить 5-8% і настає переважно внаслідок ураження нирок. Середня тривалість життя хворих на кріоглобулінемічний нефрит складає 5,6-8,1 років.

    Клінічний  алгоритм надання медичної допомоги хворим на кріоглобулінемічний синдром може бути застосований для поліпшення якості комплексної діагностики та терапії на амбулаторному і стаціонарному етапах лікування. Цей синдром частіше вторинний (на тлі різних інфекцій, автоімунних, пухлинних хвороб), рідше – первинний (який може виступати як окрема нозологія: наприклад, ессенціальний кріоглобулінемічний васкуліт), причина якого не встановлена.

    Метою даної  роботи є вибір методів лабораторних  досліджень для підвищення ефективності  лікування хворих на кріоглобулінемічний  синдром.

    Завдання

 

 

 

 

РОЗДІЛ 1. БІОХІМІЧНА СТРУКТУРА АНТИТІЛ В НОРМІ І ПРИ ПАТОЛОГІЇ.

 

1. Будова різних класів імуноглобулінів та їх значення в патогенезі захворювань.

Імуноглобуліни (антитіла) мають здатність специфічного з’єднання з антитілом і є найважливішими молекулами імунної системи.

    Молекула імуноглобуліну є збудована з чотирьох поліпептидних ланцюгів (мал.3.1.) і двох легких L (light) і двох важких H (heavy), які зв’язані між собою атомами сірки. В залежності від відмінності в будові важких ланцюгів (alfa), (delta), (epsilon), (gamma) і (mi), імуноглобуліни можна поділити на 5 класів: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM (мал.3.1.) Легкі ланцюги можуть перебувати у двох варіантах типу k (kappa) і типу (lambda), незначні відмінності в будові важких ланцюгів в межах того самого класу є підставою для виділення підкласів IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 у людини. Так само змінюються легкі ланцюги lambda.

    У легких і важких ланцюгах антитіла можна відрізнити змінні або веріабельні (V) частини, які знаходяться в ділянці (N) та постійні частини (С), які знаходяться в ділянках С. Специфічність антитіла полягає в просторовій конфігурації веріабельних кінців важких і легких ланцюгів, яка залежить від амінокислотної послідовності ланцюгів.

    Антитіла мають такі властивості:

1.Зв’язування антигенів на поверхні деяких клітин (наприклад заражених вірусами або пухлинних клітин мікроорганізмів) та індукція їх знищення посередництвом:

а) активації системи  комплементу;

б) індукції імунофагоцитозу;

в) індукції антитілозалежної клітинної цитотоксичності.

2. Зв’язування антигенів на  поверхні мікроорганізму та блокування їх проникнення через інші тканини (епітелій).

3. Зв’язування токсинів та блокування їх дії.

4. Зв’язування антигенів на клітинах та індукція їх аглютинації.

5. Ферментативна дія щодо зв’язаних з ними антигенів.       ( 3 )                                                          

Контроль над антигенним складом  клітин і тканин організму здійснюється за участю лімфоїдних клітин, на поверхні яких містяться білки-рецептори, що розпізнають і специфічно зв’язують антигени. Для В-лімфоцитів рецепторними молекулами слугують мембранні форми імуноглобулінів, які розпізнають чужі антигени. При зустрічі зі специфічним антигеном поверхневі імуноглобуліни скупчуються, створюючи  конгломерат антиген-антитіло, який дістав назву «сар». Цей «сар» занурюється шляхом ендоцитозу в середину клітини, стимулює її, і В-лімфоцит перетворюється на імуноглобулін-секреторну плазматичну клітину, яка продукує антитіла ( імуноглобуліни ), що знешкоджують антигени. Деякі з цих стимульованих клітин стають клітинами пам’яті ( вони існують тривалий час, і кожний новий контакт зі специфічним антигеном відразу збуджує їхню активність та продукування специфічних антитіл ). Кожна плазматична клітина живе близько 2-3 днів, однак за цей час клітини одного клону встигають виробити величезну кількість антитіл.

    До імуноглобулінів  належать розчинні білки сироватки  крові, переважно у-глобулінової  фракції, які виявляють активність  антитіл. За хімічною природою  всі імуноглобуліни є глікопротеїнами. Їхня вуглеводна частина становить іноді до 13% молекули й визначає швидкість розпаду антитіл, що здійснюється в гепатоцитах. Під впливом протеолітичного ферменту папаїну вони розпадаються на три фрагменти: два ідентичних Fab-фрагменти і третій Fc-фрагмент.

    Зв’язування  антитіл і антигенів характеризується  високою специфічністю. Взаємодія  здійснюється за допомогою водневих  зв’язків, гідрофобних, електростатичних і вандерваальсових сил: чим більша  просторова комлементарність активного центру антитіла й антигенної детермінанти, тим міцніше зв’язування антитіла з антигеном.

    Серед усіх  імуноглобулінів у сироватці  крові міститься найбільше IgG ( 3/4 усіх Ig ). Концентрація IgG коливається в межах від 7 до 22 г/л і становить у середньому 12 г/л.

    Залежно від  будови константної ділянки g-ланцюга IgG поділяють на 4 підкласи: 1, 2, 3 і 4. вони різняться між собою будовою та функціями.

Функції підкласів IgG

Підклас Ig	Функції
IgG 1	Бере активну участь у формуванні антитіл проти полісахаридів оболонки вірусів і капсули бактерій; активує систему комплементу; формує автоантитіла
IgG 2	Відповідає за імунну відповідь  на полісахаридні антигени пневмококів, стрептококів групи А; активує систему комплементу
IgG 3	Антитіла з високою спорідненістю до білкових антигенів; є потужним активатором  системи комплементу; формує автоантитіла
IgG 4	Реакція на хронічну антигенну стимуляцію; імунна відповідь на алергени; блокування IgE-залежних реакцій

    Зміна концентрації  підкласів IgG у сироватці крові залежить від віку, різновиду та тривалості антигенної стимуляції. У новонароджених рівень IgG приблизно такий самий, як у дорослих. Рівень усіх підкласів знижується впродовж перших 3-6 місяців життя, потім поступово підвищується, досягаючи концентрації дорослих у віці 12-18 років.

     Порушення  розподілу підкласів IgG має значення в патогенезі рецидивних інфекцій, імунодефіцитних станів, автоімунних захворювань. Визначення підкласів IgG є передумовою для використання специфічної терапії ( використання антибіотиків ).

     Рівень  підкласів IgG підвищується при одних захворюваннях і знижується при інших.

    Під час  імунної відповіді на антиген першими утворюються IgM. Вони особливо ефектні в процесі активації комплементу, аглютинації та при фагоцитозі клітин. IgM у сироватці крові перебувають у пентамерній формі, причому ці 5 структурних молекул, розміщуючись радіально, своїми Fc-фрагментами спрямовані до центра кола, а Fab-фрагментами – назовні .

    J-Ланцюг – глікопептидна молекула, що, зв’язуючись із двома важкими м – ланцюгами IgM, забезпечує його полімеризацію.

    Наявність  5 центрів пентамеру забезпечує  імуноглобуліну властивості потужного  активатора системи комплементу.  У сироватці крові концентрація IgM становить 0,5 – 2 г/л. Вже на 2 – 3-й день з моменту інфікування починається їх інтенсивний синтез, на тимусзалежні антигени виробляються IgM і IgG, на тимуснезалежні – тільки IgM. Клітини новонароджених здатні продукувати IgM,

                                 

1.2. Кріоглобуліни як патологічні антитіла.

    Термін кріоглобулінемія відображає присутність у сироватці одного (моноклональна кріоглобулінемія) чи більше (змішана кріоглобулінемія) імуноглобулінів, які преципітують при температурі нижче 37*С і можуть розчинятися при нагріванні. Кріоглобулінемія є феноменом, який може пояснюватися: структурною модифікацією веріабельних кінців імуноглобулінів важкого H і легкого L  ланцюгів, зменшеною концентрацією сіалової кислоти, зниженою кількістю галактози в Fc фрагменті Ig, гліколізацією CH3 домену в результаті соматичних мутацій імуноглобуліну при автоімунній відповіді.                             (  2  )

   Кріоглобуліни вперше були виявлені та описані Wintrobe і Buell в 1930 році у хворого з множинною мієломою. Сучасна ера вивчення кріоглобулінемії почалася в 1966 році, коли Meltzer із співавторами описали 9 пацієнтів з кріоглобулінами, які мали характерні клінічні симптоми пурпура, артралгія. Подальше виявлення кріоглобулінів асоціювалося з хронічними гепатитами, частіше з В. Тільки після 1980 року почали пов’язувати феномен кріоглобулінемії з наявністю гепатиту С.              ( 8 )

  Фізико-хімічні та імунно-хімічні досліди показали, що кріоглобуліни можуть бути або гомогенними, які складаються з одного моноклонального імуноглобуліна, або гетерогенними ( змішаними ).

   Змішані кріоглобуліни  є імунними комплексами, в яких  імуноглобулін одного класу є  антитілом ( антиімуноглобуліном  ), а імуноглобулін другого класу  – антигеном. Антитілом в складі  змішаних імуноглобулінів часто  буває моноклональний імуноглобулін, інколи – IgA, але найчастіше – моноклональний IgM, антигеном звичайно є IgG. Зустрічаються також змішані кріоглобуліни, які складаються з поліклональних імуноглобулінів. Властивостями кріопреципітації володіють не окремі компоненти змішаних  кріоглобулінів, а самі імунні комплекси: розділення компонентів призводить до зникнення кріовластивостей, зєднання компонентів супроводжується їх відновленням.

   В наш час  відомо, що кріоглобуліни зустрічаються  не тільки при пухлинах лімфатичної тканини, але і при різних захворюваннях сполучної тканини, автоімунних захворюваннях, імунокомплексній патології, часто зв’язаною з перенесеним гепатитом.

   В свою чергу досягнення  в області вивчення структури  і біосинтезу імуноглобулінів,  в наш час є основою для клініко-імунологічного аналізу імуноглобулінопатій. Імунохімічні, цитологічні та імуно-цитологічні методи дозволили отримати важливі дані для розуміння патогенеза лімфопроліферативних захворювань та імунодефіцитних станах, для створення раціональної класифікації імуноглобулінопатій, диференціальної діагностики, оцінки особливої клінічної течії та ефективності застосовуваної терапії.

   Моноклональна  імуноглобулінопатія ( парапротеінемія  ) являється синдромом, який виражається  накопиченням в сироватці крові та/або сечі хворих однорідним по всіх фізико-хімічних і біологічних параметрах Ig або їх фрагментах.

   Парапротеінемія однозначно виражає проліферацію одного клон В-лімфоцитів, які здатні диференціюватися до етапу Ig-секретних клітин. В залежності від характеру цієї проліферації прийнято ділити моноклональні імуноглобулінопатії на три групи:

1. Моноклональна імуноглобулінопатія при В-клітинних пухлинах ( парапротеїнемічних гемабластозах ), яку часто обумовлюють термінами «первинна» або «злоякісна».
2. Моноклональна імуноглобулінопатія при різних захворюваннях, які не відносяться до групи В-лімфопроліферативних. Така форма описується під назвою симптоматична, вторинна, асоційована.
3. Моноклональна імуноглобулінопатія у практично здорових людей ( «ідеопатична», «ессенціальна» ).                                           ( 31-32 )

 Імунохімічно кріоглобуліни були поділені на три типи ( в 1974 році) Brouet et al, що базуються на визначенні білка, котрий містить кріоглобуліновий комплекс.

Тип 1 кріоглобулінів – це прості моноклональні імуноглобуліни, які переважно виявляються при гематологічних хворобах.

Тип 2 містить поліклональний IgG з моноклональним ревматоїдним фактором. Кріоглобуліни другого типу можна знайти у пацієнтів з хронічними гепатитами (С чи В-вірусного генезу), а також у пацієнтів з ессенціальною змішаною кріоглобулінемією.

Тип 3 це поліклональний IgG та поліклональний ревматоїдний фактор, якщо у хворого є кріоглобуліни другого і третього типу. Це називається змішана кріоглобулінемія.( 8 ).

    Кріоглобуліни,

 

 

РОЗДІЛ 2. МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ КРІОГЛОБУЛІНІВ

 

   2.1. Виявлення кріоглобулінів, в протилежність до імунних комплексів, є дуже важливим у діагностиці пацієнтів з васкулітами, гломерулонефритами, бо інші тести не можуть показати наявність ненормальної імунної відповіді. У пацієнтів з 1-шим типом кріоглобулінемії знайдений кріоглобулін може вказувати на моноклональну В-клітину малігнізацію або продемонструвати васкулярні, кардіальні або циркуляторні порушення.