Conţinut
- Proprietăți generale ale imunoglobulinelor
- Funcțiile regiunilor imunoglobulinei constante și variabile
- IgA
- IGD
- IgE
- IgG
- IgM
- O notă despre diversitatea anticorpilor
Imunoglobulinele, numite și anticorpi, sunt molecule de glicoproteină care alcătuiesc o parte importantă a sistemului imunitar, care este responsabil pentru combaterea bolilor infecțioase și a „invaziilor” străine în general. Adesea prescurtată ca „Ig”, anticorpii se găsesc în sânge și în alte lichide corporale ale oamenilor și altor animale vertebrate. Ele ajută la identificarea și distrugerea substanțelor străine, cum ar fi microbii (de exemplu, bacterii, paraziți protozoici și viruși).
Imunoglobulinele sunt clasificate în cinci categorii: IgA, IgD, IgE, IgG și IgM. Doar IgA, IgG și IgM se găsesc în cantități semnificative în corpul uman, dar toate sunt contribuitoare importante sau potențial importante la răspunsul imun uman.
Proprietăți generale ale imunoglobulinelor
Imunoglobulinele sunt produse de limfocitele B, care sunt o clasă de leucocite (globule albe). Sunt molecule simetrice în formă de Y, formate din două lanțuri grele (H) mai lungi și două lanțuri ușoare mai scurte (L). Schematic, „tulpina” Y include cele două lanțuri L, care se împart aproximativ la jumătatea drumului de jos până la vârful moleculei de imunoglobulină și se diverg într-un unghi aproximativ de 90 de grade. Cele două lanțuri L se desfășoară de-a lungul părților exterioare ale „brațelor” Y, sau porțiunile lanțurilor H deasupra punctului divizat. Astfel, atât tulpina (două lanțuri H), cât și ambele „brațe” (un lanț H, un lanț L) constau din două lanțuri paralele. Lanțurile L sunt în două tipuri, kappa și lambda. Aceste lanțuri interacționează între ele prin legături disulfură (S-S) sau legături de hidrogen.
Imunoglobulinele pot fi, de asemenea, separate în porțiuni constante (C) și variabile (V). Porțiunile C direcționează activități la care participă toate sau majoritatea imunoglobulinelor, în timp ce zonele V se leagă de antigene specifice (adică proteine care semnalează prezența unei anumite bacterii, virus sau alte molecule sau entități străine). „Brațele” anticorpilor sunt numite formal regiuni Fab, unde „Fab” înseamnă „fragment care leagă antigenul”; porțiunea V din aceasta include doar primii 110 aminoacizi ai regiunii Fab, nu întregul lucru, deoarece porțiunile brațelor Fab cele mai apropiate de punctul de ramură ale Y sunt destul de constante între diferiți anticorpi și sunt considerate parte a C regiune.
Prin analogie, luați în considerare o cheie tipică a mașinii, care are o porțiune comună pentru majoritatea cheilor, indiferent de vehiculul specific pe care cheia este proiectat să funcționeze (de exemplu, partea pe care o țineți în mână atunci când o utilizați) și o porțiune care este specific numai vehiculului în cauză. Porțiunea de mâner poate fi asemănată cu componenta C a unui anticorp și porțiunea specializată cu componenta V.
Funcțiile regiunilor imunoglobulinei constante și variabile
Partea componentei C de sub ramura Y, denumită regiunea Fc, poate fi gândită la creierele operației de anticorp. Indiferent ce regiunea V este proiectată să facă într-un anumit tip de anticorp, regiunea C controlează execuțiile funcțiilor sale. Regiunea C a IgG și IgM este ceea ce activează calea complementului, care sunt un set de răspunsuri imune „nespecifice” ale primei linii de apărare implicate în inflamație, fagocitoză (în care celulele specializate implică fizic corpuri străine) și degradarea celulelor. Regiunea C a IgG se leagă de aceste fagocite, precum și de celulele „killer natural” (NK); regiunea C a IgE se leagă de mastocite, bazofile și eozinofile.
În ceea ce privește detaliile regiunii V, această bandă extrem de variabilă a moleculei de imunoglobulină este ea însăși împărțită în regiuni cadru hipervariabile și cadru. Diversitatea din motivul hipervariabil, după cum sugerează probabil intuiția dvs., este responsabilă pentru uimitoarea gamă de antigene pe care imunoglobulinele sunt capabile să le recunoască, în formă de cheie-în-blocare.
IgA
IgA reprezintă aproximativ 15 la sută din anticorpii din sistemul uman, ceea ce face cel de-al doilea tip cel mai frecvent de imunoglobulină. Cu toate acestea, numai aproximativ 6% se găsește în serul din sânge. În ser, se găsește sub forma sa monomerică - adică ca o singură moleculă în formă de Y, așa cum este descris mai sus. Totuși, în secretorul său, există ca dimer, sau doi dintre monomerii Y legați între ei. De fapt, forma dimerică este mai frecventă, deoarece IgA este văzută într-o mare varietate de secreții biologice, inclusiv lapte, salivă, lacrimi și mucus. Tinde să fie nespecifică în ceea ce privește tipurile de prezențe străine pe care le vizează. Prezența sa pe membranele mucusului îl face un purtător de poartă important în locații vulnerabile fizic sau în locurile în care microbii ar putea găsi cu ușurință modalități mai adânci în corp.
IgA are un timp de înjumătățire de cinci zile. Forma secretorie, în total, patru site-uri la care se leagă antigene, două pe monomer Y. Acestea sunt numite în mod corespunzător site-uri de legare a epitopului, deoarece epitopul este partea specifică a oricărui invadator care declanșează o reacție imună. Deoarece se găsește în membranele mucoase care sunt expuse la niveluri ridicate de enzime digestive, IgA are o componentă secretorie care împiedică degradarea acesteia de către aceste enzime.
IGD
IgD este cea mai rară dintre cele cinci clase de imunoglobuline, alcătuind aproximativ 0,2 la sută din anticorpii serici, sau aproximativ 1 din 500. Este un monomer și are două situsuri de legare a epitopului.
IgD se găsește atașat la suprafața limfocitelor B ca receptor al celulelor B (numit și sIg), unde se crede că controlează activarea și suprimarea limfocitelor B, ca răspuns la semnale provenite de la imumoglobuline care circulă în plasma sanguină. IgD poate fi un factor în eliminarea activă a limfocitelor B prin generarea de anticorpi auto-reactivi. Deși pare curios că anticorpii ar ataca vreodată celulele care le formează, uneori această eliminare poate controla un răspuns imunitar excesiv sau direcționat greșit sau poate scoate celulele B din bazin atunci când sunt deteriorate și nu mai sintetizează produse utile.
Pe lângă rolul său de receptor de suprafață celulară de facto, IgD se găsește într-o măsură mai mică în sânge și lichid limfatic. De asemenea, în unele persoane se crede că reacționează cu anumite haptene (subunități antigenice) la penicilină, motiv pentru care unele persoane sunt alergice la acest antibiotic; poate reacționa, de asemenea, cu proteinele sanguine obișnuite, inofensive, în același mod, realizând astfel un răspuns autoimun.
IgE
IgE reprezintă doar aproximativ 0,002 la sută din anticorpul seric sau aproximativ 1/50 000 din totalul imunoglobulinelor circulante. Cu toate acestea, joacă un rol vital în răspunsul imun.
La fel ca IgD, IgE este un monomer și are două site-uri de legare antigenice, unul pe fiecare „braț”. Are o perioadă de înjumătățire scurtă de două zile. Este legat de mastocite și bazofile, care circulă în sânge. Ca atare, este un mediator al reacțiilor alergice. Când un antigen se leagă de porțiunea Fab a unei molecule de IgE legată de o celulă mast, acest lucru determină celula mast să elibereze histamina în fluxul sanguin. IgE ia parte, de asemenea, la liza sau degradarea chimică a paraziților din soiul protozoan (credeți că amebele și alți invadatori unicelulari sau multicelulari). IgE este, de asemenea, făcut ca răspuns la prezența helmintelor (viermi paraziti) și a anumitor artropode.
Uneori, IgE joacă, de asemenea, un rol indirect în răspunsul imun prin galvanizarea altor componente imune în acțiune. IgE poate proteja suprafețele mucoasei prin inițierea inflamației. Puteți crede că inflamația conține ceva nedorit, deoarece are tendința de a provoca durere și umflare. Dar inflamația, printre multe alte beneficii imunitare ale acesteia, permite IgG, care sunt proteine din căile complementului și celulele albe din sânge să intre în țesuturi pentru a se confrunta cu invadatorii.
IgG
IgG este anticorpul dominant în corpul uman, reprezentând un procent de 85% din totalul imunoglobulinelor. O parte din aceasta se datorează timpului său de înjumătățire lung, deși variabil, de șapte până la 23 de zile, în funcție de subclasa IgG în cauză.
La fel ca trei dintre cele cinci tipuri de imunoglobulină, IgG există ca monomer. Se găsește în principal în sânge și limfă. Are capacitatea unică de a traversa placenta la femeile însărcinate, permițându-i să protejeze fătul nenăscut și nou-născutul. Principalele sale activități includ îmbunătățirea fagocitozei în macrofage (celule specializate „mâncător”) și neutrofile (un alt tip de celule albe din sânge); neutralizarea toxinelor; și inactivarea virusurilor și uciderea bacteriilor. Acest lucru oferă IgG o paletă largă de funcții, potrivite pentru un anticorp atât de răspândit în sistem. Este de obicei cel de-al doilea anticorp de pe scena când este invadator, urmând îndeaproape în spatele IgM. Prezența sa este mult crescută în răspunsul anamnestic al corpului. „Anamnestic” se traduce prin „a nu uita”, iar IgM răspunde unui invadator pe care l-a întâlnit înainte cu un vârf imediat în numerele sale. În cele din urmă, porțiunea Fc de IgG se poate lega la celulele NK pentru a pune în mișcare un proces numit citotoxicitate mediată de celulă dependentă de anticorp sau ADCC, care poate ucide sau limita efectele microbilor invadatori.
IgM
IgM este colosul imunoglobulinelor. Există ca un pentameter sau un grup de cinci monomeri IgM legați. IgM are o perioadă de înjumătățire scurtă (aproximativ cinci zile) și reprezintă aproximativ 13-15% din anticorpii serici. Este important să fie și prima linie de apărare dintre cei patru frați ai săi de anticorpi, fiind prima imunoglobulină făcută în timpul unui răspuns imunologic tipic.
Deoarece IgM este un pentamer, acesta are 10 site-uri care leagă epitopul, ceea ce îl face un adversar acerb. Cele cinci porțiuni Fc ale acestuia, precum cele ale majorității altor imunoglobuline, pot activa calea complement-proteină, iar ca „prim răspuns” este cel mai eficient tip de anticorpi în această privință. IgM aglutinează materialul invadator, obligând bucățile individuale să se lipească pentru o mai ușoară curățare din corp. De asemenea, promovează liza și fagocitoza microorganismelor, cu o afinitate deosebită pentru eliminarea bacteriilor.
Formele monomerice ale IgM există și se găsesc în principal pe suprafața limfocitelor B ca receptori sau sIg (ca și cu IgD). Interesant este că organismul a produs deja niveluri de IgM pentru adulți până la vârsta de nouă luni.
O notă despre diversitatea anticorpilor
Datorită variabilității foarte mari a porțiunii hipervariabile a componentei Fab din fiecare dintre cele cinci imunoglobuline, un număr astronomic de anticorpi unici poate fi creat în cele cinci clase formale. Acest lucru este mărit de faptul că lanțurile L și H vin de asemenea într-o serie de izotipuri, sau lanțuri care sunt superficial aceleași în aranjament, dar conțin aminoacizi diferiți. De fapt, există 45 de gene diferite ale lanțului L "kappa", 34 de gene ale lanțului L "lambda" și gene de lanț 90 H pentru un total de 177, producând la rândul lor peste trei milioane de combinații unice de gene.
Acest lucru are sens din punctul de vedere al evoluției și supraviețuirii. Nu numai că sistemul imunitar trebuie să fie pregătit să se confrunte cu invadatorii despre care „știe” deja, dar trebuie să fie pregătit să creeze un răspuns optim la invadatorii pe care nu i-a văzut niciodată sau, pentru asta, sunt cu totul nou în natură, precum ca virusuri gripale care au evoluat singuri prin mutații. Interacțiunea gazdă-invadator de-a lungul timpului și între speciile microbiene și vertebrate nu este cu adevărat mai mult decât o „cursă armamentară” continuă, interminabilă.