Giáo trình Miễn dịch học - chương 5

CHƯƠNG V
CHỨC NĂNG KHÁNG THỂ
MỞ ĐẦU
Sự kết hợp đặc hiệu với kháng nguyên là một trong những chức năng kháng
thể, bên cạnh các chức năng khác như: hoạt hoá bạch cầu, hoạt hoá bổ thể, hoạt
hoá cơ chế vận chuyển qua màng tế bào,….
Chức năng của kháng thể nay gọi là Ig có liên quan chặt chẽ với cấu trúc, do
cấu trúc kháng thể qui đònh:
• Đoạn Fab: có chức năng kết hợp đặc hiệu với kháng nguyên (KN), làm
bất hoạt nó, mà các kết quả lý - hoá đã được nghiên cứu và ứng dụng
trong nhiều kỹ thuật miễn dòch.
• Đoạn Fc: Nối hai đoạn Fab với nhau, có chức năng kết hợp với các thụ
thể trên bề mặt tề bào (hoặc phân tử), khởi động các cơ chế hoạt hoá:
Bạch cầu, bổ thể. Như vậy kháng thể có chức năng hoạt hoá hệ miễn
dòch không đặc hiệu.
Fab và Fc không hoạt động riêng rẽ, mà có sự quan hệ phối hợp rất chặt
chẽ. Ví dụ: Khi Fab tách khỏi Fc (bằng enzym) thì nó vẫn kết hợp được với
kháng nguyên, nhưng sẽ không gây được kết tủa, ngưng kết. Ví dụ khác: IgE
thường gắn phần Fc vào thụ thể của bạch cầu mast nhưng khi phần Fab của nó
kết hợp (với kháng nguyên) thì tế bào mast mới giải phóng các yếu tố gây viêm.
Nói tổng quát, các kháng thể (Ig) có chức nàng bất hoạt một cách đặc hiệu
kháng nguyên đồng thời hoạt hoá các cơ chế miễn dòch không đặc hiệu của cơ
thể, kết hợp chặt chẽ miễn dòch đặc hiệu và không đặc hiệu (hình 26).
I. CHỨC NĂNG NHẬN BIẾT VÀ KẾT HP KHÁNG NGUYÊN
1.1 Đại cương
1.1.1 Ba đặc tính của phản ứng kết hợp KN-KT.
1.1.1.a- Sự kết hợp là thuận nghòch.
Không phải là phản ứng hoá học, do vậy sau khi kết hợp và phần ly cấu trúc
hoá học của KN hoặc KT hầu như không thay đổi. Một ứng dụng là thay đổi pH
để tách ra kháng thể tinh từ phức hợp KN-KT gắn vào giá đỡ trong cột sắc ký.
1.1.1.b- Sự kết hợp là đặc hiệu.

Nói chung, KT do KN nào tạo ra chỉ kết hợp đặc hiệu với kháng nguyên ấy
Tính chất này được ứng dụng rộng rãi để phát hiện và đònh lượng nhiều chất nếu
người ta tạo được KT chống chất đó.
1.1.1.c Phdn ứng tạo nhiệt:
Nhiệt giải phóng ra từ 2.0-4.0 Kcal/mol. Các KT gọi là "lạnh'' có thể giải
phóng ra 30-40 Kcal/mol, kết hợp rất yếu với KN ở 37
o
C; trái lại các KT nóng
/var/www/html/tailieu/data_temp/document/giao-trinh-mien-dich-hoc-chuong-5--
13725303847520/tlr1367836802.doc Trang 1
(như KT chống Rh) thì toả nhiệt kém (2-10 Kcal/mol) nhưng lại phản ứng tốt với
KN ở nhiệt độ 37
o
C.
1.1.2 Paratop và epitop.
1.1.2.a- Khái niệm:
Paratop là vò trí trên bề mặt KT sẽ trực tiếp kết hợp với một vò trí nhất đònh
trên bề mặt KN (gọi là epitop). Như đã biết, paratop nằm ở đầu tự do của Fab
(đầu kia của Fab nối với Fc), thuộc vùng thay đổi của chuỗi nặng và chuỗi nhẹ
(VH và VL).
1.1.2.b Cấu trúc paratop:
Paratop không phải là một đoạn peptit liên tụcdài mà chỉ là một một số axít
amin nằm cách quãng. Đó là những ''điểm'' mà paratop tiếp xúc với epitop.
Thông thường có từ 3-6 ''điểm'' như vậy, vỉ như phải có ít nhất 3 ngón tay của hai
bàn tay để nâng quả bưởi lên. Chẳng hạn, paratop của KT chống vitamnin K
gồm các axít amin số 35-54, l05 (của VH) và 29-30, 93-94 (của VL). Các xít
amin khác có vai trò duy trì cho paratop một cấu hình không gian phù hợp với
epitop. Đó là sự cụ thể hoá về luật hình tượng của khái niệm đặc hiệu, hay khái
niệm ''khớp'' giữa KN và KT (hình 27).
1.1.3 Các lực liên kết giữa KN-KT (epitop và paratop).

Đó là những lực hoá lý thông thường vẫn gặp trong sự liên kết enzym với cơ
chất; hormon với chất mang; hocmon với tế bào đích; phân tử có hoạt tính với
thụ thể tế bào... Gồm có:
1.1.3a- Lực hút tónh điện:
Được thực hiện giữa một nhóm hoá chức mang điện của paratop với một
nhóm mang điện khác dấu của epitop. Ví dụ, giữa -COO
-
và – NH
3
+
... Lực này
đòi hỏi một khoảng cách thích hợp giữa hai nhóm để đạt trò số tối đa. Nó tỷ lệ
nghòch với bình phương khoảng cách (d), vì vậy khi khoảng cách tăng lên thì lực
giảm đi rất nhanh. Nói khác đi, phân tử KN và KT phải có vò trí đủ gần lực hút
tónh điện mới phát huy tác dụng.
1.1.3.b- Lực của cầu nối hydro:
Tạo ra giữa nguyên tử H
+
(trên phân tử KN hoặc KT) với O
-
, hoặc với N
-
,
thực chất đây cũng là lực hút tónh điện do vậy cũng phụ thuộc vào khoảng cách.
1.1.3.c Lực liên kết kỵ nước:
Một khi hai nhóm kỵ nước nằm đủ gần, thì chúng sẽ liên kết nhau sau khi
loại trừ các phân từ nước ở giữa chúng. Người ta cho rằng lực này chi phối 50%
lực liên kết KN-KT.
1.1.3.d Lực Van der Walls:
/var/www/html/tailieu/data_temp/document/giao-trinh-mien-dich-hoc-chuong-5--

13725303847520/tlr1367836802.doc Trang 2
Do sự chuyển động của các điện tử làm cho phân tử trở nên phân cực, và hút
phân tử bên cạnh nếu tiếp cận với cực khác dấu của phân tử này. Khoảng cách
có vai trò hết sức to lớn, vì lực này tỷ lệ nghòch với d
Có thể có hai nhận xét:
• Các lực nối trên nếu riêng rẽ thì hoàn toàn không đủ mạnh để chống lại
va chạm do chuyển động nhiệt (Brown). Để liên kết được KN-KT, các lực
phải phối hợp nhau.
• Cấu hình của paratop phải phù hợp cao độ với epitop sao cho các lực đó
đồng thời xuất hiện, và khoảng cách hai bên phải thích hợp để các lực đó
cùng đạt giá trò cao. Đó là bản chất của khái niêm về tính đặc hiệu KN-
KT và ái tính giữa chúng (hình 28).
1.1.4 Tính tạp loại của KT trong một kháng huyết thanh
Mẫn cảm cho con vật bằng một protein tinh khiết (ví dụ ovalbumin có 10
epitop, hoặc thyroglobulin có 40 epitop) ta thu được kháng huyết thanh chứa các
KT cùng chống lại một KN, gọi là kháng huyết thanh đơn đặc hiệu. Tuy nhiên
hỗn hợp KT trong kháng huyết thanh này vần tạp về tính đặc hiệu, vì:
• Chúng có các paratop khác nhau, chỉ phù hợp với một epitop nhất đònh
của kháng nguyên. Khi các epitop được giới thiệu trên bề mặt đại thực
bào, thì các clon khác nhau của hệ lympho sẽ sản xuất các KT chống lại
các epitop tương ứng. Do vậy, tính đơn đặc hiệu nói trên có tính tạp loại
đa clon.
• Ngay một tập hợp các KT cùng chống một epitop vẫn có sự tạp loại, vì
chúng có mức độ đặc hiệu cao thấp khác nhau rất nhiều. Khi gầy mẫn
cảm liên tục bằng một KN duy nhất chỉ mang một epitop duy nhất
(hapten) thì càng về sau, ta càng thu được KT có tính đặc hiệu (ái tính)
cao hơn trước. Tuy vậy hỗn hợp KT này vẫn còn tạp loại về mức độ đặc
hiệu, vì vẫn do các clon lympho bào khác nhau sản xuất ra.
Nếu tách ra một tế bào tạo KT riêng rẽ (thuộc một clon) rồi cho nhân lên,
sau khi lai ghép với tế bào u, thì clon này sẽ sản xuất các phán tử KT giống nhau

hoàn toàn về cấu trúc phân tử, paratop, và có cùng mức độ đặc hiệu. Đó là KT
đơn đặc hiệu đơn clon, không có trong điều kiện tự nhiên. Việc sản xuất được
kháng thể đơn clon là đóng góp lớn của miễn dòch học.
1.1.5 Ái tính của KT với KN (affinity)
Ái tính được biểu thò đặc trưng bằng tổng hợp tất cả các lực liên kết giữa một
paratop với một epitop. Muốn nghiên cứu về mặt đònh lượng ái tính của KT,
người ta phải dùng những KN chl mang một epitop. Vì phản ứng kết hợp KN-KT
là thuận nghòch nên khi trộn KN với KT dù ở tỷ lệ rất thích hợp, ta vần thấy KN
và KT ở dạng tự do, do bò phân ly.
KT + KN  KN-KT
/var/www/html/tailieu/data_temp/document/giao-trinh-mien-dich-hoc-chuong-5--
13725303847520/tlr1367836802.doc Trang 3
[KN-KT]
[KN] x [KT]
= K
Thoạt đầu, tốc độ của phản ứng kết hợp (thuận) rất cao, nhưng về sau khi đã
hiếm KN và KT tự do thì tần số gặp gỡ giữa chúng sẽ giảm, khoảng cách giữa
chưng sẽ tăng lên làm cho sự kết hợp giảm đi và tốc độ phân ly (nghòch) sẽ tăng
lên vì mật độ phức hợp KN-KT tăng dần (dễ va chạm nhau hơn). Phản ứng tiến
tới cân bằng, khi tốc độ kết hợp và phân ly ngang nhau. Lúc này nồng độ của
phức hợp và của từng cấu phần là không đổi. Nói khác đi tỷ lệ giữa chúng là ổn
đònh. Ta có:
K: Hằng số kết hợp, biểu thò bằng lit/mol. K cũng là ái tính của KT đối
với một epitop nhất đònh của KN. Ta dễ thấy rằng, nếu ái tính cao thì đa số KT
nằm trong phức hợp (khiến tử số tăng lên và mầu số giảm đi, làm cho K tàng
theo). Bảng dưới đây cho thấy hằng số kết hợp (ái tính) giữa KN và KT so với
các kết hợp khác. Nó cho thấy tính đặc hiệu cao giữa KN và KT.
Hằng số kết hợp của một số hệ thống.
KT ái tính cao/KN 10
10

– 10
13
lit/mol
KT ái tính thấp / KN 10
7
– 10
10
lit/mol
Thụ thể tế bào / hormon 10
7
– 10
11
lit/mol
Chất tải / hormon 10
8
– 10
10
lit/mol
Enzyme / cơ chất 10
4
– 10
6
lit/mol
Albumin / thuốc 10
4
– 10
6
lit/mol
1.1.6 - Háo tính của kháng thể .
Trên thực tế một KN có nhiều epitop cùng một lúc bò nhiều KT kết hợp.

Mỗi cặp epitop - paratop đó cũng có lúc bò phân ly, nhưng phân tử KN xét về
toàn bộ thì luôn ở trạng thái bò các phân tử KT luân phiên nhau kết hợp. Trường
hợp đó, người ta không thể đo được ái tính, mà chỉ đo được háo tính (có ý nghóa
thực tiễn hơn). Háo tính cho biết tốc độ kết hợp KT và KN.
Như trên đã chỉ rõ, ta thấy háo tính phụ thuộc vào số epitop mà phân tử KN
mang, đồng thời phụ thuộc vào số hoá trò mà phần tử KT có (IgG có 2, IgA có
thể có 4, IgM có 10 hoá trò). Ngoài ra, háo tính còn phụ thuộc pH, lực ion và
nhiệt độ môi trường phản ứng. Cuối cùng cố nhiên phụ thuộc vào hằng số kết
hợp K
l
, K
2
, K
3
... của KT
1
, KT
2
, KT
A
, .... với các epitop 1, 2, 3, … của KN. Trường
hợp này, háo tính không phải là tổng số K
1
+ K
2
+K
3
... mà được khuếch đại rất
lớn: K
1

x K
2
x K
3
..
i tính có ý nghóa lý thuyết còn hoá tính có ý nghóa về thực tiễn. Chẳng hạn,
ngày nay khi sản xuất kháng huyết thanh chống kháng nguyên hồng cầu người
(A,B), người ta phải tuyển lựa KT là IgM (hoá trò 10) để đạt háo tính cao. Sao
/var/www/html/tailieu/data_temp/document/giao-trinh-mien-dich-hoc-chuong-5--
13725303847520/tlr1367836802.doc Trang 4
cho chỉ cần 10 giây là toàn bộ hồng cầu phải ngưng kết nếu gặp kháng nguyên
tương ứng.
1.2 Kết quả sinh học của kết hợp KN-KT
Khi bò KT kết hợp, KN không bò biến đổi về mặt cấu trúc hoá học, nhưng
thay đổi về tính chất sinh học. Vi khuẩn hoặc vi rút mang KN khi bò KT đặc hiệu
kết hợp sẽ mất khả năng nhân lên làm rối loạn chuyển hoá nội bào thoái biến,
và dễ bò thực bào và bổ thể tiêu diệt. Các phân tử có hoạt tính nếu bò kết hợp với
KT sẽ mất hoạt tính...
Có thể kể các kết quả sinh học chủ yếu của kết hợp KNKT sau đây:
1.2.1 - Sự làm bất hoạt các phân tử có hoạt tính.
Các phân tử KN có hoạt tính khi bò KT đặc hiệu kết hợp sẽ mất hoạt tính. Từ
lâu, người ta đã biết sản xuất KT chống độc tố (uốnván, bạch hầu) dùng trong
phòng bệnh và điều trò. Trong bệnh lý học, kháng thể chống insulin,
thyroglobulin gây suy giảm chức năng tuyến t, tuyến giáp. Kháng thể kháng
enzym có tác dụng khử hoạt enzyme. Cơ chế khử hoạt có thể là:
• Vò trí hoạt động của phân tử KN (có hoạt tính): bò KT che phủ bằng sự kết
hợp khiến nó không tiếp xúc được đo i tượng tác động nữa (ví dụ, thụ thể
tế bào đích).
• Cấu hình của vò trí có hoạt tính: Bò biến dạng, không còn đặc hiệu với
đích nữa.

• Phân tử có hoạt tính: Thay đổi về hình thể không gian.
1.2.2 Bất hoạt virus.
Kháng thể làm cho vi rút mất khả năng kết hợp với thụ thể của tế bào đích,
do vậy virut không thâm nhập được vào nội bào sẽ nhanh chống chết ở ngoại
bào. Trong thử nghiệm đánh giá hiệu lực của kháng thể (ví dụ, KT phòng chống
sởi) người ta nuôi cấy tế bào đích cùng với vi rút và KT, nếu KT có hiệu lực thì
tế bào đích không chết.
Trường hợp virus đã lọt vào nội bào, KT vẫn có khả năng gây bất hoạt theo một
cơ chế khác. Virus tồn tại và phát triển trong tế bào sẽ hình thành một số KN
(epitop) đưa lên bề mặt tế bào, và bò KT kết hợp. KT không trực tiếp diệt virus
mà có tác dụng hấp dẫn đại thực bào và NK (tế bào diệt tự nhiên) đến tiêu diệt
cả tế bào nhiễm lẫn virut bên trong. Đó là cơ chế ''gây độc tế bào thông qua
kháng thể". Hình 30 cho ta sơ đồ của cơ chế này.
1.2.3 Bất hoạt vi khuẩn, ký sinh vật và ấu trùng cửa chúng.
• Xoắn khuẩn mất khả năng di động khi bò KT kết hợp.
• Tốc độ nhân lên của vi khuẩn giảm đi rõ rệt hoặc mất hẳn (không tạo
được khuẩn lạc trong nuối cấy ở gel thạch). Các quá trình trao đổi chất
qua màng và chuyển hoá nội bào bò rối loạn, gián đoạn hoặc ngừng. Vi
/var/www/html/tailieu/data_temp/document/giao-trinh-mien-dich-hoc-chuong-5--
13725303847520/tlr1367836802.doc Trang 5