Иммунологическая специфичность (стр. 2 из 2)

Для описания более сложного реально существующего процесса взаимодействия поливалентного антитела с поливалентным антигеном введен термин авидность, или функциональная аффинность. В этом случае простые моновалентные взаимодействия характеризуются «внутренним сродством», или «внутренней аффинностью». С биологической точки зрения именно функциональная аффинность играет основную роль в иммунном ответе на инфицирование организма вирусами или бактериями, имеющими на своей поверхности повторяющиеся антигенные детерминанты.

Процесс образования комплекса антиген — антитело состава 1:1, в котором реализуются поливалентные взаимодействия, также является обратимым и может быть охарактеризован константой комплексообразования. С энергетической точки зрения образование поливалентного комплекса намного выгоднее, чем моновалентного. Например, было показано, что IgG-антитела с внутренней аффинностью к 2,4-динитрофенольному гаптену 10⁷ л/моль имеют функциональную аффинность по отношению к комплексу ДНФ — фаг 4-174—10¹⁰ л/моль, т. е. бивалентные взаимодействия являются в 1000 раз более прочными, чем моновалентные.

Ранее полагалось, что присутствующие в системе антитела характеризуются одинаковой константой ассоциации с антигеном или же одинаковой энергией связывания. В качестве такой субпопуляции может выступать субпопуляция антител, продуцируемых одним клоном антителпродуцирующих клеток,— моноклональные антитела. ', ·

Синтезируемые в живом организме антитела гетерогенны по физико-химическим свойствам. Общая популяция антител иммунной сыворотки включает в себя антитела с различными значениями изменения свободной энергии взаимодействия с гаптеном, т. е. антитела различной аффинности; Схему взаимодействия- антигена с общей популяцией антител, представляющей совокупность субпопуляций, может быть представлена в следующем виде:

;

Для общей характеристики такой популяции антител по аффинности взаимодействия с антигеном используют некоторое среднее значение аффинности Ко для л-го числа субпопуляций. Как правило, истинная форма распределения антител по значениям констаит взаимодействия неизвестна и обычно определяемая тем или иным способом равновесная константа взаимодействия является некоторым эффективным параметром.

При разработке методов иммунохимического анализа, базирующихся на реакции антиген — антитело, знание физико-химических характеристик специфических взаимодействий очень важно, поскольку позволяет оценить чувствительность и специфичность метода, осуществить правильный подбор реагентов для анализа.

Так как образуемые в ответ на введение в организм антитела являются гетерогенными по константам связывания, средняя аффинность Ко— это, в действительности, некоторое среднее значение для неизвестного распределения частных констант Ki, где числоз— неизвестно. Для характеристики получаемой антисыворотки. целесообразно ввести некоторую функцию распределения антител по аффинности. Простейшее приближение — нормальное распределение, описываемое функцией Гаусса:

Графическое представление функции Гаусса

где стандартное отклонение характеризует гетерогенность антител.

В иммунохимии распределение антител по константам часто описывают одним из приближений нормального распределения, предложенного Сипсом. Приближение Сипса отклоняется от нормального при /Со± or, и значительные отклонения наблюдаются при Кп±2у. Широкое распространение этой функции для описания распределения антител по константам связывания обусловлено его сходством с обычно используемыми простыми методами обработки результатов иммунохимических равновесий.

Функция Сипса применительно к взаимодействию антигена с антителом валентностизпозволяет получить соотношение

где AO — средняя аффинность; а — индекс гетерогенности.

Распределение Сипса является симметричным и унимодальным и может быть полностью охарактеризовано средней константой аффинности Ко и индексом гетерогенности «а». Произвольное предположение о симметричном распределении антител по аффинности имеет свои ограничения. Истинная форма распределения остается неизвестной. Часто все же на практике используют распределение Сипса для описания гетерогенной популяции антител. В действительности распределение антител по К бывает несимметричным и мультимодальным, поэтому, строго говоря, распределение антител по аффинности нельзя аппроксимировать распределением Сипса.

В частности, например, описаны распределения, сильно смещенные в сторону антител с низкой аффинностью. Вследствие этого представление всей популяции антител как популяции, взаимодействующей с одной средней аффинностью или даже как бимодальной, не всегда точно отражает распределение антител по аффинности.

В предположении об отсутствии внутри- и межмолекулярных взаимодействий Муккур с сотрудниками ввели понятие об общей константе аффинности Ки представляющей собой сумму произведений равновесных констант каждой из mсубпопуляций антител на множители, учитывающие концентрационный вклад каждой из фракций в общей популяции антител:

>

т.е. общая константа аффинности для гетерогенной популяции является средневесовым параметром и представляет собой сумму средневесовых аффинностей яг-субпопуляций в реакционной смеси. Концентрацию антигена, связанного в комплексы с антителами, можно представить в виде

Можно показать, что предельное значение функции Q, являющейся формальным выражением для константы равновесия,

при концентрации в системе, а графически зависимость IgQот имеет вид кривой с отрицательным наклоном. Экстраполируя экспериментальную зависимость IgQ от к нулевой концентрации =0, можно получить предельное значение Q, равное Kt.