Микробиология, понятие микробиологии, статьи по микробиологии, микробиологические процессы

Апрель 2011

При изучении механизма соединения антигена и антитела было установлено, что этот процесс зависит от их не только количественных отношений, но и качественных особенностей. При нейтрализации дифтерийного токсина антидифтерийной сывороткой было установлено, что в одних случаях она быстро и полностью нейтрализует токсин, образуя стабильное соединение. В других случаях, при тех же количественных соотношениях токсина и антитоксина, реакция между ними протекает очень медленно и неполно, с образованием непрочного соединения. Эта различная степень интенсивности и полноты реакции между антигеном и антителом называется авидитетом (от лат. avidos жадный). Установлено, что иммунные сыворотки больных, перенесших тяжелую форму инфекционного заболевания, отличаются большей авидностью по сравнению с сыворотками легко переболевших и бактерионосителей.

Доказано также, что все серологические реакции протекают в две фазы, и защитные свойства реакций иммунитета проявляются только в тех случаях, когда осуществляются обе фазы взаимодействия антитела с антигеном, т. е. специфическая и неспецифическая.
Есть много оснований полагать, что специфичность антитела, обусловливающая механизм его взаимодействия с антигеном, связана с определенными химическими группами, соответствующими химическим группам антигена. Возможность специфичности взаимодействия антигена с антителом в результате реакции определенных химических групп представлена в схеме Полинга (74). В этой схеме показаны возможные химические группировки антител и синтетического антигена, состоящего из нативного белка, конъюгированного диазотированной метаниловой кислотой.

Представленные схемы соединения антигена с антителом до некоторой степени носят гипотетический характер. Однако неправильно было бы полагать, что они являются сугубо умозрительными. Все эти схемы базируются на большом экспериментальном материале и тщательных химических, иммунологических и микроскопических исследованиях. При электронномикроскопическом исследовании обнаружено соединение антигена с антителом. Показано, что антитела как бы обволакивают тонким слоем различные антигены, в том числе бактерии и вирусы. Установлено также, что комплекс, состоящий из специфического антигена и антител, обладает способностью адсорбировать неспецифические белки сыворотки, как в реакции связывания комплемента.

Полинг дает схему соединения антитела с антигеном, представленную на 74. Он считает, что антитело двухвалентно и имеет две специфические полярные группы, обеспечивающие соединение с антигеном. Антиген поливалентен и на своей поверхности имеет несколько детерминантных групп.
При оптимальном соотношении антигена и антитела происходит полное насыщение всех их валентностей (74, А) и образуются прочные комплексы, выпадающие в осадок. При избытке антител (74, В) многие валентности антитела остаются свободными и образование комплекса задерживается. При избытке антигена возникают рыхлые комплексы и замедляется выпадение осадка. При максимальном избытке антигена, когда связаны все валентности антитела, образование низкомолекулярных соединений прекращается и осадок не образуется. Такая схема соединения антитела с антигеном получила название каркаса, или фермы.

Если в качестве полярных групп антигена функционируют карбоксильные группы СООН, расположенные в определенном порядке, а соответствующие им группы Нг антитела, имеющие противоположный заряд, расположены в том же порядке, тогда образуется прочное специфическое в химическом смысле соединение. При этом происходит изменение молекулы антитела, понижение растворимости агрегата и его выпадение в осадок. Но если полярные группы различны или их расположение отличается между собой, то специфичность будет носить групповой характер, а соединение антигена с антителом будет непрочным. По мнению Маррэка, реакция взаимодействия антигена с антителом является однофазной и специфической. Маррэк предлагает следующую схему возможных соединений антигена с антителом (73). При оптимальном соотношении ингредиентов (73, В), образуются прочные комплексы. При избытке антигена возникают растворимые комплексы типа С и Е, так как в случае типа С полярные группы антигена не соединяются и агрегаты не образуются. Комплексы антигенантитело, представленные на 72 Е тоже будут растворимы, если антитела, окруженные группами антигенов не могут быть связаны, ибо ни один из этих комплексов не имеет на поверхности свободных молекул антител. При избытке антител (73 Д) образуются комплексы, которые также не могут быть связаны друг с другом, вследствие чего тоже происходит задержка агрегации. При соединении антигена с антителом их молекулы расположены в чередующемся порядке, образуя решетчатые аглюмераты, поэтому данная теория называется теорией решетки.