Հակածին-հակամարմին փոխազդեցություն

**Հակածին-հակամարմին փոխազդեցություն** կամ **հակածին-հակամարմին ռեակցիա,**  յուրահատուկ քիմիական փոխազդեցություն B-լիմֆոցիտներից արտադրվող հակամարմինների և հակածինների միջև՝ իմունային պատասխանի ընթացքում: Հակածինները և հակամարմինները միանում են ագլյուտինացիայով: Սա օրգանիզմի հիմնարար ռեակցիան է, որի միջոցով այն պաշտպանվում է օտարածին բարդ մոլեկուլներից, օրինակ՝ հարուցիչներից և դրանց քիմիական տոքսիններից: Արյան մեջ հակածինները յուրահատուկ կերպով և բարձր խնամակցությամբ կապվում են հակամարմինների հետ՝ ձևավորելով հակածին-հակամարմին համալիրներ: 

Այնուհետև իմունային համալիրները մաքրվում են արյունից փայծաղային մակրոֆագերի և այլ բջիջների կողմից։

Հակածին-հակամարմին ռեակցիայի առաջին ճիշտ նկարագրությունը տվել է Ռիչարդ Ջ. Գոլդբերգը Վիսկոնսինի համալսարանից, 1952 թվականին: Այն հայտնի է դարձել որպես «Գոլդբերգի տեսություն»**:**

Գոյություն ունեն հակամարմինների և հակածինների մի քանի տեսակներ, և յուրաքանչյուր հակամարմին ընդունակ է կապվել միայն որոշակի հակածնի հետ: Կապման սպեցիֆիկությունը պայմանավորված է յուրաքանչյուր հակամարմնի յուրահատուկ քիմիական կառուցվածքով: Հակածնային դետերմինանտը կամ էպիտոպը ճանաչվում է հակամարմնի կողմից, որը գտնվում է հակամարմնի պոլիպեպտիդային շղթայի փոփոխական (վարիաբել) հատվածում: Փոփոխական տիրույթն իր հերթին ունի հիպերփոփոխական տիրույթներ, որոնք յուրաքանչյուր հակամարմնի համար եզակի ամինաթթվային հաջորդականություններ են: Հակածինները կապվում են հակամարմիններին թույլ և ոչ կովալենտային փոխազդեցությունների միջոցով, ինչպիսիք են էլեկտրաստատիկ փոխազդեցությունները, ջրածնային կապերը, Վան դեր Վաալսյան ուժերը և հիդրոֆոբ փոխազդեցությունները:

Հակածին-հակամարմին փոխազդեցության առանձնահատկության և խաչաձև ռեակտիվության սկզբունքներն  օգտակար են կլինիկական լաբորատոր ախտորոշման համար: Հիմնական կիրառություններից մեկը արյան խմբի ABO համակարգի որոշումն է: Այն նաև օգտագործվում է որպես մոլեկուլային մեթոդ տարբեր հարուցիչներով, օրինակ՝ ՄԻԱՎ-ով, մանրէներով և մակաբույծներով վարակվածությունը հայտնաբերելու համար:

## Մոլեկուլային հիմք
Իմունիտետը, որը զարգանում է մարդու՝ հակածինների հետ շփման արդյունքում, կոչվում է ադապտիվ կամ ձեռքբերովի իմունիտետ, իսկ ծննդյան պահին առկա իմունիտետը՝ բնածին: Ձեռքբերովի իմունիտետը կախված է հակածինների և արյան B-լիմֆոցիտների կողմից արտադրվող հակամարմիններ կոչվող սպիտակուցների խմբի միջև փոխազդեցությունից: Գոյություն ունեն բազմաթիվ հակամարմիններ, և դրանցից յուրաքանչյուրը սպեցիֆիկ է հակածնի որոշակի տեսակի համար: Այսպիսով, ձեռքբերովի իմունիտետի դեպքում իմունային պատասխանը պայմանավորված է հակամարմիններով հակածինների  ճշգրիտ կապմամբ: Հակածինների և հակամարմինների մոլեկուլների միայն շատ փոքր հատվածներն են իրականում փոխազդում կոմպլեմենտար կապման հատվածներով, որոնք հակածինների դեպքում կոչվում են էպիտոպներ, իսկ հակամարմինների դեպքում՝ պարատոպներ:

### Հակամարմինների կառուցվածք
Հակամարմնում Fab (fragment, antigen-binding՝ հակածին-կապող հատված) հատվածում ձևավորվում է իմունոգլոբուլինային պոլիպեպտիդի և՛ թեթև, և՛ ծանր շղթաների ծայրային ամինաթթուներից։ Այս տիրույթը, որը կոչվում է վարիաբել (փոփոխական) (V) դոմեն, կազմված է ամինաթթվային հաջորդականություններից, որոնք սահմանում են հակամարմնի յուրաքանչյուր տեսակը և դրա հակածնի հետ կապման խնամակցությունը։

Թեթև շղթայի վարիաբել տիրույթի (VL) և ծանր շղթայի վարիաբել տիրույթի (VH) համակցված հաջորդականությունը ստեղծում է երեք հիպերփոփոխական տիրույթներ (HV1, HV2 և HV3): VL-ում դրանք տեղակայված են մոտ 28-ից 35-րդ, 49-ից 59-րդ և 92-ից 103-րդ մնացորդների միջև։ HV3-ը համարվում է ամենափոփոխական մասը։ Այսպիսով, այս տիրույթները կարող են լինել պարատոպի մաս՝ հակամարմնի այն հատվածի, որը ճանաչում և կապվում է հակածնին։

V տիրույթի մնացած հատվածները, որոնք գտնվում են հիպերփոփոխական տիրույթների միջև, կոչվում են կարկասային (ֆրեյմվորք) տիրույթներ։ Յուրաքանչյուր V դոմեն ունի չորս կարկասային տիրույթ՝ FR1, FR2, FR3 և FR4:

## Հատկություններ
### Հակամարմին-հակածին փոխազդեցության քիմիական հիմքեր

Հակամարմինները կապվում են հակածինների հետ ոչ կովալենտային բնույթի թույլ քիմիական փոխազդեցությունների միջոցով։ Կախված փոխազդեցության տեղամասերից՝ գործընթացում ներգրավված են էլեկտրոստատիկ փոխազդեցություններ, ջրածնային կապեր, Վան դեր Վաալսյան ուժեր և հիդրոֆոբ փոխազդեցություններ։

Հակամարմնի և հակածնի միջև ոչ կովալենտային կապերը կարող են միջնորդավորվել նաև միջֆազային ջրի մոլեկուլներով։ Նման անուղղակի կապերը կարող են նպաստել խաչաձև ռեակտիվության երևույթին, այսինքն՝ մեկ հակամարմնի կողմից տարբեր, բայց կառուցվածքով նման հակածինների ճանաչմանը։

### Փոխազդեցության խնամակցություն
Հակածինը և հակամարմինը փոխազդում են բարձր խնամակցությամբ՝ «բանալի և կողպեք» սկզբունքով։ Կապման համար գոյություն ունի դինամիկ հավասարակշռություն։ Օրինակ՝ ռեակցիան դարձելի է և կարող է արտահայտվել հետևյալ կերպ՝

:[Ab] + [Ag]  [AbAg]

որտեղ [Ab]-ն հակամարմնի կոնցենտրացիան է, իսկ [Ag]-ն՝ հակածնի կոնցենտրացիան՝ կա՛մ ազատ վիճակում ([Ab], [Ag]), կա՛մ կապված վիճակում ([AbAg])

Հետևաբար, հավասարակշռության ասոցիացիայի հաստատունը (Ka) կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ՝ 
:K_a = \frac{k_\ce{on}}{k_\ce{off}} = \frac\ce{[AbAg]}\ce{[Ab] [Ag]}

որտեղ *k<sub>on</sub>*-ն և *k<sub>off-ը</sub>* համապատասխանաբար ասոցացման և դիսոցման արագության հաստատուններն են։

Փոխադարձաբար, հավասարակշռության դիսոցման հաստատունը *K<sub>d</sub>* -ն կլինի՝
:K_d = \frac{k_\ce{off}}{k_\ce{on}} = \frac\ce{[Ab] [Ag]}\ce{[AbAg]}

Հակամարմին-հակածին կապման կինետիկան կարող է նկարագրվել երկրորդ կարգի դարձելի ռեակցիայի արագության հավասարմամբ։ Այնուամենայնիվ, այս հավասարումները կիրառելի են միայն մեկ էպիտոպի կապման համար, այսինքն՝ երբ մեկ հակածինը կապվում է մեկ հակամարմնի հետ։ Քանի որ հակամարմինն անպայմանորեն ունի երկու պարատոպ, և շատ դեպքերում տեղի է ունենում բարդ կապում, բազմակի կապման հավասարակշռությունը կարող է ամփոփվել հետևյալ կերպ՝

:K_a = \frac{k_\ce{on}}{k_\ce{off}} = \frac\ce{[AbAg]}\ce{[Ab] [Ag]} = \frac r {c(n-r)} 

որտեղ հավասարակշռության վիճակում c-ն ազատ լիգանդի կոնցենտրացիան է, r-ը ներկայացնում է կապված լիգանդի կոնցենտրացիայի հարաբերությունը հակամարմնի ընդհանուր կոնցենտրացիային, իսկ n-ը կապման տեղամասերի առավելագույն քանակն է մեկ հակամարմնի մոլեկուլի հաշվով (հակամարմնի վալենտականությունը)։

Հակածնին հակամարմնի կապման ընդհանուր ուժը կոչվում է դրա ավիդություն տվյալ հակածնի նկատմամբ։ Քանի որ հակամարմինները երկվալենտ կամ բազմավալենտ են, սա հակամարմին-հակածին առանձին փոխազդեցությունների ուժերի գումարն է։ Հակամարմնի մեկ կապող տեղամասի և դրա թիրախային էպիտոպի միջև առանձին փոխազդեցության ուժը կոչվում է այդ փոխազդեցության խնամակցություն։

Ավիդությունը և խնամակցությունը կարելի է գնահատել դրանց փոխազդեցությունների դիսոցման հաստատունով։ Որքան ցածր է դիսոցման հաստատունը, այնքան բարձր է ավիդությունը կամ խնամակցությունը, և այնքան ամուր է փոխազդեցությունը։

## Աուտոիմուն հիվանդություններ
Սովորաբար հակամարմինները կարողանում են հայտնաբերել և տարբերակել օրգանիզմից դուրս գտնվող մոլեկուլները բջջային գործունեության արդյունքում ներսում արտադրվող մոլեկուլներից: Իմունային համակարգն անտեսում է սեփական մոլեկուլները:

Այնուամենայնիվ, որոշակի պայմաններում հակամարմինները սեփական մոլեկուլները համարում են հակածիններ և հարուցում անսպասելի իմունային պատասխաններ: Սա հանգեցնում է տարբեր աուտոիմուն հիվանդությունների՝ կախված ներգրավված հակածինների և հակամարմինների տեսակից: Դրանք միշտ վնասակար են, իսկ երբեմն՝ մահացու: Աուտոիմուն հիվանդությունների ժամանակ հակամարմին-հակածին փոխազդեցության ստույգ բնույթը դեռևս պարզաբանված չէ:

## Կիրառություն
Հակածին-հակամարմին փոխազդեցությունն օգտագործվում է լաբարատոր մեթոդներում՝ արյան համատեղելիության շիճուկաբանական թեստերի և տարբեր հարուցիչների հայտնաբերման համար։ Հիմնականը արյան խմբի ABO համակարգի որոշումն է, որն օգտակար է արյան փոխներարկման համար։ Ավելի բարդ կիրառություններից են ELISA-ն (իմունոֆերմենտային անալիզ), ֆերմենտ-կախյալ իմունոաբսորբենտ թեստը (Elispot), իմունոֆլյուորեսցենցիան և իմունոէլեկտրոֆորեզը։

### Նստեցման ռեակցիա
Լուծելի հակածինները միանում են լուծելի հակամարմինների հետ էլեկտրոլիտի առկայությամբ, համապատասխան ջերմաստիճանում և pH-ի պայմաններում՝ ձևավորելով անլուծելի տեսանելի համալիր։ Սա կոչվում է նստեցման ռեակցիա։ Այն օգտագործվում է ինչպես հակածնի, այնպես էլ հակամարմնի որակական և քանակական որոշման համար։ Այն ներառում է լուծելի հակածնի ռեակցիան լուծելի հակամարմինների հետ՝ ձևավորելով խոշոր փոխկապակցված ագրեգատներ, որոնք կոչվում են ցանց։ Այն ընթանում է երկու հստակ փուլով։ Նախ՝ հակածինը և հակամարմինն ձևավորում են հակածին-հակամարմին համալիրներ մի քանի վայրկյանի ընթացքում, որին հաջորդում է ավելի դանդաղ ռեակցիա, որի ժամանակ հակամարմին-հակածին համալիրները ձևավորում են ցանցեր, որոնք նստվածք են առաջացնում։ Հատուկ օղակաձև թեստն օգտակար է սիբիրախտի ախտորոշման և սննդամթերքի կեղծումների որոշման համար։

### Ագլյուտինացիայի ռեակցիա
Այն հիմնված է հակածին-հակամարմին ռեակցիայի վրա, որտեղ հակամարմինները խաչաձև կապում են հակածնային մասնիկները, ինչը հանգեցնում է մասնիկների տեսանելի խմբերի ձևավորման։ Գոյություն ունի երկու տեսակ՝ ակտիվ և պասիվ ագլյուտինացիա։ Դրանք օգտագործվում են արյան թեստերում, օրինակ՝ որովայնային տիֆի ախտորոշման համար։

## Ծանոթագրություններ

## Արտաքին հղումներ
* Antigen-antibody reaction
* Discover Biotech

Կատեգորիա:Արյունաբանություն
Կատեգորիա:Իմունաբանություն
Կատեգորիա:Իմունիտետ
Կատեգորիա:Կենսաքիմիա