נוגדן

תפקיד הנוגדן

הנוגדנים הם חלק ממערכת החיסון הנרכשת. כל נוגדן מסוגל לחבור לאפיטופ יחיד, לדטרמיננטה אנטיגנית אחת בלבד, וזאת בניגוד לרכיבי מערכת החיסון המולדת, אשר נצמדים ותוקפים כל פתוגן שהוא, ללא אבחנה. דטרמיננטה אנטיגנית היא מבנה תלת ממדי באזור מסוים באנטיגן. אנטיגן יכול להיות מורכב מדטרמיננטה אנטיגנית אחת או יותר, בהתאם לגודלו.
הנוגדנים מהווים למעשה את מערכת החיסון ההוּמוֹראלית; מונח זה (מהמילה הלטינית הומור, "נוזל"), מתייחס לתגובה החיסונית נגד פתוגנים הזורמים בדם באופן חופשי; זאת בניגוד למערכת החיסון התאית, המטפלת בפתוגנים שפלשו לתוך תאי הגוף או שנבלעו על ידי פגוציטים. לנוגדנים אין כל מגע ישיר עם פתוגנים שפלשו לתאי הגוף, אך כפי שמוסבר בהמשך, הם תורמים גם לחיסולם של אלו.
קיימים נוגדנים רבים מסוגים שונים הפועלים נגד פולשים מסוגים שונים. הנוגדנים נוצרים על ידי לימפוציטים B. חלקם שוכנים באופן קבוע על-גבי ממברנת תאי ה-B, ובכך מהווים קולטנים; הנוגדנים מופרשים על ידי תאי הפלזמה אל הדם או הלימפה, שם הם נודדים עד שהם פוגשים פתוגן.

יצירת הנוגדנים

הנוגדנים נוצרים בלימפוציטים-B בלתי בוגרים במח העצמות. במהלך הבשלת הלימפוציט מתרחשים בDNA שלו תהליכי שחלוף (ביולוגיה) מקומיים הבוחרים מספר אתרים קטן מבין אפשרויות רבות, ומסדר את ה DNA כך שיווצר צרוף חומצות אמינו ייחודי, אשר יוצר את החלק המשתנה של הנוגדן, הקושר אליו את האנטיגן. צירוף ייחודי זה שונה בכל תא B, וכך נוצרים תאים בעלי שונות מבחינת יכולת הזיהוי והנטרול של אנטיגנים שונים.
כל לימפוציט מציג על פני קרום התא שלו נוגדן מסוג אחד בלבד. עם הבשלת הלימפוציטים, הם יוצאים ממח העצמות ומשייטים בזרם הדם כ"תאים נאיביים". בעת גירוי הלימפוציט על ידי אנטיגן הנקשר לנוגדן שלו, הוא עובר שורה של תהליכים המשנים אותו ל"תא פלזמה". תא הפלזמה מתרבה למספר רב של תאים, ומפריש כמות גדולה של נוגדנים מהסוג אותו הוא מציג על פני קרום התא שלו. 
מאחר שהאנטיגנים האפשריים הם רבים מאוד, יצירת נוגדנים בעלי קישורים ספציפיים וייחודיים מצריכה מנגנון גנטי ייחודי הנקרא רקומבינציה של החלפת סוג הנוגדן: ה-DNA בתא עובר "סידור מחדש" הגורם לשינויים באזור Fv של הנוגדן, וכך נוצרת ספציפיות חדשה בכל פעם.
הנוגדנים נוצרים בתהליך אקראי לחלוטין, ואחר כך, בתהליך של סינון וניטרול, מסולקים מן הגוף נוגדנים בעלי פוטניצאל הרסני לגוף, אשר עשויים לגרום למחלות אוטואימוניות (נוגדנים אוטוראקטיביים), וזאת על-פי תאוריה אימונולוגית מבוססת היטב הנקראת clonal selection.
היצירה האקראית של נוגדנים באה בסתירה לתאוריות מיושנות ואף למה שניתן לצפות בדבר "התאמה מושכלת" של מערכת החיסון של נוגדן למחלה. הנוגדן אינו תוצר של המחלה אלא תוצר המקרה.
האופי האקראי של מערכת הנוגדנים מהווה אחת מהדרכים של מערכת החיסון להתמודדות עם השינוי המהיר של המיקרואורגניזמים שבהם היא נלחמת, וזאת על ידי סריקה של מרחב אפשרויות מולקולריות גדול בזמנים קצרים.
קיימות מספר תסמונות של חסך חיסוני המתבטאות בירידה בייצור הנוגדנים, או בהיעדר מוחלט של נוגדנים בגוף, כמו התסמונת התורשתית XLA.

אפיניות

האנטיגן נקשר לנוגדן באמצעות קשרים לא-קוולנטיים חלשים יחסית (קשרי מימן, בין השאר). האפיניות היא מידת הנטייה של הנוגדן לקשור אליו אנטיגנים, והיא נמדדת כריכוז האנטיגן בתמיסה הנדרש כדי להיקשר למחצית הנוגדנים.
אחד המאפיינים של מערכת החיסון הנרכשת הוא התגברות האפיניות לאחר המפגש הראשון עם הפתוגן. כשאדם נדבק באותו הפתוגן בפעם השנייה, התגובה החיסונית חזקה, יעילה ומהירה יותר; אחד הגורמים לכך הוא התגברות האפיניות בין הנוגדנים והאנטיגנים. במפגש ראשון עם אנטיגנים, האפיניות של הנוגדנים המופרשים לדם נעה בין ⁶⁻ 10 ו-⁹⁻ 10 מולר. במפגש השני עולה האפיניות לבין ⁸⁻ 10 ו-¹¹⁻ 10 מולר (כלומר, ריכוז האנטיגן הנדרש יורד).
האפיניות של נוגדנים לאנטיגנים גדולה בהרבה (לפחות פי 100) מזו של קולטני תאי ה-T. בנוסף, מגוון האנטיגנים שהנוגדנים מסוגלים לזהות גדול אף הוא בהרבה מהמגוון שתאי ה-T מזהים (תאי T מסוגלים לזהות בעיקר אנטיגנים חלבוניים). התגובה החיסונית ההומוראלית היא, לפיכך, חזקה ואינטנסיבית הרבה יותר מהתגובה החיסונית התאית, לה אחראים תאי ה-T.