Иммуноглобулин G ( IgG ) представляет собой тип антител . Составляя примерно 75% сывороточных антител у людей, IgG является наиболее распространенным типом антител, обнаруживаемых в кровообращении . [1] Молекулы IgG создаются и высвобождаются В-клетками плазмы . Каждое антитело IgG имеет два паратопа .
Антитела являются основными компонентами гуморального иммунитета . IgG — основной тип антител, обнаруживаемых в крови и внеклеточной жидкости , что позволяет им контролировать инфекцию тканей организма . Связывая многие виды патогенов , таких как вирусы , бактерии и грибки , IgG защищает организм от инфекции. [ нужна цитата ]
Это делается с помощью нескольких механизмов :
Антитела IgG образуются после переключения класса и созревания иммунного ответа, поэтому они преимущественно участвуют во вторичном иммунном ответе . [3]
IgG секретируется в виде мономера небольшого размера, что позволяет ему легко диффундировать в ткани. Это единственный изотип антител , который имеет рецепторы , облегчающие прохождение через плаценту человека , тем самым обеспечивая защиту плода внутриутробно . Наряду с IgA, секретируемым с грудным молоком , остаточные IgG, всасываемые через плаценту, обеспечивают новорожденному гуморальный иммунитет до того, как у него разовьется собственная иммунная система . Молозиво содержит высокий процент IgG, особенно коровье. У лиц с предшествующим иммунитетом к возбудителю IgG появляется примерно через 24–48 часов после антигенной стимуляции. [ нужна цитата ]
Поэтому в первые шесть месяцев жизни новорожденный имеет те же антитела, что и мать, и ребенок может защищаться от всех возбудителей, с которыми мать сталкивалась в своей жизни (пусть даже и посредством вакцинации), пока эти антитела не деградируют. Этот набор иммуноглобулинов имеет решающее значение для новорожденных, которые очень чувствительны к инфекциям, особенно в дыхательной и пищеварительной системах. [ нужна цитата ]
IgG также участвуют в регуляции аллергических реакций. По мнению Финкельмана, существует два пути системной анафилаксии : [4] [5] антигены могут вызывать системную анафилаксию у мышей классическим путем путем перекрестного связывания IgE , связанного с рецептором тучных клеток FcεRI, стимулируя высвобождение как гистамина , так и активацию тромбоцитов. фактор (ПАФ). В альтернативном пути антигены образуют комплексы с IgG, которые затем сшивают рецептор макрофагов FcγRIII и стимулируют только высвобождение PAF. [4]
Антитела IgG могут предотвратить IgE-опосредованную анафилаксию, перехватывая специфический антиген до того, как он свяжется с IgE, связанным с тучными клетками. Следовательно, антитела IgG блокируют системную анафилаксию, вызванную небольшими количествами антигена, но могут опосредовать системную анафилаксию, вызванную большими количествами. [4]
Антитела IgG представляют собой крупные глобулярные белки, состоящие из четырех пептидных цепей; [6] две идентичные тяжелые цепи γ (гамма) массой около 50 кДа и две идентичные легкие цепи массой около 25 кДа. Таким образом, полученная тетрамерная четвертичная структура имеет общую молекулярную массу около 150 кДа . [7] Две тяжелые цепи связаны друг с другом и с легкой цепью дисульфидными связями . Полученный тетрамер состоит из двух одинаковых половин, которые вместе образуют Y-образную форму. Каждый конец вилки содержит идентичный сайт связывания антигена . Различные области и домены типичного IgG изображены на рисунке «Анатомия IgG».
Fc-области IgG несут высококонсервативный сайт N-гликозилирования по аспарагину 297 в константной области тяжелой цепи. [8] N-гликаны, присоединенные к этому участку, представляют собой преимущественно кор-фукозилированные двухантенные структуры сложного типа. [9] Кроме того, небольшие количества этих N-гликанов также несут делящиеся пополам остатки GlcNAc и α-2,6-связанные остатки сиаловой кислоты. [10] Состав N-гликанов в IgG связан с несколькими аутоиммунными, инфекционными и метаболическими заболеваниями. [11]
У человека существует четыре подкласса IgG (IgG1, 2, 3 и 4), названные в порядке их распространенности в сыворотке (наиболее распространен IgG1). [12]
Примечание. Сродство IgG к Fc-рецепторам на фагоцитирующих клетках специфично для отдельных видов, от которых происходит антитело, а также для класса. Структура шарнирных областей (область 6 на схеме) способствует уникальным биологическим свойствам каждого из четырех классов IgG. Несмотря на то, что сходство между их Fc-областями составляет около 95%, структура шарнирных областей относительно различна. [ нужна цитата ]
Учитывая противоположные свойства подклассов IgG (фиксация и неспособность фиксировать комплемент; связывание и неспособность связывать FcR), а также тот факт, что иммунный ответ на большинство антигенов включает смесь всех четырех подклассов, было трудно понять, как IgG подклассы могут работать вместе, чтобы обеспечить защитный иммунитет. В 2013 году была предложена Временная модель функции IgE и IgG человека. [15] Эта модель предполагает, что IgG3 (и IgE) появляются на ранней стадии ответа. IgG3, хотя и имеет относительно низкое сродство, позволяет IgG-опосредованной защите присоединиться к IgM-опосредованной защите для удаления чужеродных антигенов. Впоследствии образуются IgG1 и IgG2 с более высоким сродством. Относительный баланс этих подклассов в любых образующихся иммунных комплексах помогает определить силу последующих воспалительных процессов. Наконец, если антиген сохраняется, вырабатывается высокоаффинный IgG4, который ослабляет воспаление, помогая ограничить процессы, опосредованные FcR. [ нужна цитата ]
Относительная способность различных подклассов IgG фиксировать комплемент может объяснить, почему некоторые реакции антидонорских антител наносят вред трансплантату после трансплантации органа. [16]
На мышиной модели анемии, опосредованной аутоантителами, с использованием вариантов переключения изотипа IgG аутоантител против эритроцитов было обнаружено, что мышиный IgG2a превосходит IgG1 в активации комплемента. Более того, было обнаружено, что изотип IgG2a способен очень эффективно взаимодействовать с FcgammaR. В результате, чтобы вызвать патологию, опосредованную аутоантителами, требовались в 20 раз более высокие дозы IgG1 по сравнению с аутоантителами IgG2a. [17] Поскольку мышиный IgG1 и человеческий IgG1 не полностью схожи по функциям, выводы о функции человеческих антител на основе исследований на мышах следует делать с большой осторожностью. Однако антитела как человека, так и мыши обладают разной способностью фиксировать комплемент и связываться с Fc-рецепторами . [ нужна цитата ]
Измерение иммуноглобулина G может быть диагностическим инструментом для определенных состояний, таких как аутоиммунный гепатит , если на него указывают определенные симптомы. [18] Клинически измеренные уровни антител IgG обычно считаются показателем иммунного статуса человека к конкретным патогенам. Типичным примером такой практики являются титры, полученные для демонстрации серологического иммунитета к кори, эпидемическому паротиту и краснухе (MMR), вирусу гепатита B и ветряной оспе (ветрянка) и другим. [19]
Тестирование на IgG не показано для диагностики аллергии, и нет никаких доказательств того, что оно имеет какое-либо отношение к пищевой непереносимости. [20] [21] [22]