ما هي الفئات الخمس من الغلوبولين المناعي؟

الغلوبولينات المناعية ، التي تسمى أيضًا الأجسام المضادة ، هي جزيئات بروتين سكري تشكل جزءًا مهمًا من جهاز المناعة ، وهو المسؤول عن مكافحة الأمراض المعدية و "الغزوات" الأجنبية أكثر عموما. غالبًا ما يتم اختصارها باسم "Ig" ، توجد الأجسام المضادة في الدم وسوائل الجسم الأخرى للإنسان والحيوانات الفقارية الأخرى. فهي تساعد في تحديد وتدمير المواد الغريبة مثل الميكروبات (مثل البكتيريا والطفيليات والفيروسات الأولية).

تصنف الغلوبولين المناعي إلى خمس فئات: IgA و IgD و IgE و IgG و IgM. تم العثور على IgA و IgG و IgM فقط بكميات كبيرة في جسم الإنسان ، ولكن جميعها مساهمات مهمة أو يحتمل أن تكون مهمة في الاستجابة المناعية للإنسان.

يتم إنتاج الغلوبولين المناعي بواسطة الخلايا الليمفاوية البائية ، وهي فئة من الكريات البيض (خلايا الدم البيضاء). وهي عبارة عن جزيئات متناظرة على شكل Y تتكون من سلسلتين ثقيلتين (H) أطول وسلسلتين خفيفتين (L) أقصر. من الناحية التخطيطية ، يشتمل "جذع" Y على السلسلتين L ، اللتين تنفصلان في منتصف المسافة تقريبًا من أسفل إلى أعلى جزيء الغلوبولين المناعي وتتباعدان بزاوية 90 درجة تقريبًا. تمتد السلسلتان L على طول الجوانب الخارجية لـ "أذرع" Y ، أو أجزاء سلاسل H فوق نقطة الانقسام. وهكذا ، يتكون كل من الجذع (سلسلتان H) وكلا الذراعين (سلسلة H واحدة ، وسلسلة L واحدة) من سلسلتين متوازيتين. تأتي سلاسل L في نوعين ، كابا ولامدا. تتفاعل جميع هذه السلاسل مع بعضها البعض عبر روابط ثنائي كبريتيد (S-S) أو روابط هيدروجينية.

يمكن أيضًا فصل الجلوبولينات المناعية إلى أجزاء ثابتة (C) ومتغيرة (V). توجه الأجزاء C الأنشطة التي تشارك فيها كل أو معظم الغلوبولينات المناعية ، بينما ترتبط مناطق V بمجموعة محددة المستضدات (أي البروتينات التي تشير إلى وجود بكتيريا معينة أو فيروس أو جزيء غريب آخر أو شخصية). تسمى "أذرع" الأجسام المضادة رسميًا مناطق Fab ، حيث تعني كلمة "Fab" "جزء ربط مولد الضد" ؛ يتضمن الجزء V من هذا فقط أول 110 من الأحماض الأمينية من منطقة Fab ، وليس الشيء بأكمله ، مثل أجزاء Fab الأذرع الأقرب إلى نقطة تفرع Y تكون ثابتة إلى حد ما بين الأجسام المضادة المختلفة وتعتبر جزءًا من C منطقة.

على سبيل القياس ، ضع في اعتبارك مفتاح السيارة النموذجي ، الذي يحتوي على جزء مشترك لمعظم المفاتيح بغض النظر عن السيارة المحددة والمفتاح مصمم للعمل (على سبيل المثال ، الجزء الذي تمسكه بيدك عند استخدامه) وجزء خاص فقط بالسيارة في سؤال. يمكن تشبيه جزء المقبض بالمكون C لجسم مضاد والجزء المخصص للمكون V.

قد يُعتقد أن جزء المكون C الموجود أسفل فرع Y ، والذي يسمى منطقة Fc ، هو أدمغة عملية الجسم المضاد. بغض النظر عما تم تصميم المنطقة V للقيام به في نوع معين من الجسم المضاد ، فإن المنطقة C تتحكم في تنفيذ وظائفها. المنطقة C من IgG و IgM هي التي تنشط المسار التكميلي ، وهي مجموعة غير محددة من "خط الدفاع الأول" المناعي ردود الفعل المشاركة في الالتهاب ، البلعمة (حيث تبتلع الخلايا المتخصصة جسديًا أجسامًا غريبة) وتدهور الخلايا. ترتبط المنطقة C من IgG بهذه الخلايا البلعمية بالإضافة إلى الخلايا "القاتلة الطبيعية" (NK) ؛ ترتبط المنطقة C من IgE بالخلايا البدينة والخلايا القاعدية والحمضات.

بالنسبة إلى تفاصيل المنطقة V ، ينقسم هذا الشريط شديد التباين من جزيء الغلوبولين المناعي إلى مناطق مفرطة التغير وإطار عمل. التنوع في السبب المتغير المفرط ، كما يوحي حدسك على الأرجح ، هو المسؤول عن النطاق المذهل من المستضدات التي تستطيع الغلوبولين المناعي التعرف عليها ، بأسلوب المفتاح في القفل.

يمثل IgA حوالي 15 بالمائة من الأجسام المضادة في الجهاز البشري ، مما يجعله ثاني أكثر أنواع الغلوبولين المناعي شيوعًا. ومع ذلك ، يوجد حوالي 6 في المائة فقط في مصل الدم. في المصل ، يوجد في شكله الأحادي - أي كجزيء واحد على شكل Y كما هو موضح أعلاه. ومع ذلك ، في إفرازه ، يوجد على شكل ثنائى ، أو اثنين من مونومرات Y مرتبطة ببعضها البعض. في الواقع ، يعتبر الشكل الخافت أكثر شيوعًا ، حيث يظهر IgA في مجموعة متنوعة من الإفرازات البيولوجية ، بما في ذلك الحليب واللعاب والدموع والمخاط. تميل إلى أن تكون غير محددة من حيث أنواع الوجود الأجنبي الذي تستهدفه. إن وجوده على الأغشية المخاطية يجعله حارسًا مهمًا في المواقع المعرضة للخطر جسديًا ، أو البقع التي قد تجد فيها الميكروبات بسهولة طرقًا أعمق في الجسم.

يبلغ عمر النصف IgA خمسة أيام. الشكل الإفرازي كمجموع أربعة مواقع لربط المستضدات ، اثنان لكل Y مونومر. تسمى هذه بشكل صحيح مواقع ربط الحاتمة ، حيث أن الحاتمة هي الجزء المحدد من أي غازي يؤدي إلى رد فعل مناعي. نظرًا لوجوده في الأغشية المخاطية التي تتعرض لمستويات عالية من إنزيمات الجهاز الهضمي ، فإن IgA يحتوي على مكون إفرازي يمنعه من التحلل بواسطة هذه الإنزيمات.

يشكل IgD حوالي 0.2 بالمائة من الأجسام المضادة في الدم ، أو حوالي 1 من كل 500. إنه مونومر وله موقعان لربط حاتمة.

تم العثور على IgD مرتبطًا بسطح الخلايا الليمفاوية B كمستقبل للخلايا B (يُسمى أيضًا sIg) ، حيث يُعتقد أنه السيطرة على تنشيط الخلايا الليمفاوية B وقمعها استجابة لإشارات من الغلوبولين المناعي التي تنتشر في الدم بلازما. قد يكون IgD عاملاً في القضاء النشط على الخلايا الليمفاوية B عن طريق إنتاج أجسام مضادة ذاتية التفاعل. بينما يبدو من الغريب أن الأجسام المضادة قد تهاجم الخلايا التي تصنعها ، في بعض الأحيان قد يتحكم هذا الإقصاء في استجابة مناعية مفرطة الحماس أو خاطئة ، أو إخراج الخلايا البائية من البركة عندما تتضرر ولم يعد تركيبها مفيدًا منتجات.

بالإضافة إلى دوره كمستقبل فعلي لسطح الخلية ، يوجد IgD بدرجة أقل في الدم والسائل الليمفاوي. يُعتقد أيضًا أن بعض الأشخاص يتفاعلون مع بعض الهابتينز (وحدات فرعية مستضدية) على البنسلين ، وهو على الأرجح سبب حساسية بعض الأشخاص تجاه هذا المضاد الحيوي ؛ قد يتفاعل أيضًا مع بروتينات الدم العادية غير الضارة بنفس الطريقة ، مما يؤدي إلى استجابة المناعة الذاتية.

IgE هو أندر الفئات الخمس من الغلوبولين المناعي ، حيث يمثل حوالي 0.002 في المائة فقط من الأجسام المضادة في الدم ، أو حوالي 1/50000 من جميع الغلوبولين المناعي المنتشر. ومع ذلك ، فإنه يلعب دورًا حيويًا في الاستجابة المناعية.

مثل IgD ، IgE هو مونومر وله موقعان لربط مستضد ، واحد على كل "ذراع". لها عمر نصف قصير لمدة يومين. يرتبط بالخلايا البدينة والخلايا القاعدية التي تدور في الدم. على هذا النحو ، فهو وسيط لردود الفعل التحسسية. عندما يرتبط مستضد بجزء Fab من جزيء IgE المرتبط بالخلية البدينة ، فإن هذا يتسبب في إطلاق الخلية البدينة للهستامين في مجرى الدم. يشارك IgE أيضًا في التحلل ، أو التحلل الكيميائي ، للطفيليات من النوع الأوالي (فكر في الأميبات وغيرها من الغزاة وحيدة الخلية أو متعددة الخلايا). يتكون IgE أيضًا استجابة لوجود الديدان الطفيلية (الديدان الطفيلية) وبعض المفصليات.

في بعض الأحيان ، يلعب IgE أيضًا دورًا غير مباشر في الاستجابة المناعية عن طريق تحفيز المكونات المناعية الأخرى للعمل. يمكن أن يحمي IgE الأسطح المخاطية عن طريق بدء الالتهاب. قد تعتقد أن الالتهاب يشير إلى شيء غير مرغوب فيه ، لأنه يميل إلى التسبب في الألم والتورم. لكن الالتهاب ، من بين العديد من فوائده المناعية الأخرى ، يمكّن IgG ، وهي بروتينات من المسارات التكميلية ، وخلايا الدم البيضاء من دخول الأنسجة لمواجهة الغزاة.

IgG هو الجسم المضاد السائد في جسم الإنسان ، حيث يمثل 85 بالمائة من جميع الغلوبولين المناعي. يرجع جزء من هذا إلى فترة نصف العمر الطويلة ، وإن كانت متغيرة ، والتي تتراوح من سبعة إلى 23 يومًا ، اعتمادًا على الفئة الفرعية IgG المعنية.

مثل ثلاثة من الأنواع الخمسة من الغلوبولين المناعي ، يوجد IgG كمونومر. يوجد بشكل رئيسي في الدم واللمف. لديها قدرة فريدة على عبور المشيمة عند النساء الحوامل ، مما يسمح لها بحماية الجنين والوليد. تشمل أنشطتها الرئيسية تعزيز البلعمة في البلاعم (الخلايا المتخصصة "آكلى لحوم البشر") والعدلات (نوع آخر من خلايا الدم البيضاء) ؛ تحييد السموم وتعطيل الفيروسات وقتل البكتيريا. هذا يعطي IgG مجموعة واسعة من الوظائف ، مناسبة للجسم المضاد السائد في النظام. عادة ما يكون هو الجسم المضاد الثاني في المشهد عندما يكون الغزاة موجودًا ، يتبع عن كثب IgM. يزداد وجودها بشكل كبير في استجابة الجسم المضحكة. يترجم "Anamnestic" إلى "عدم النسيان" ، وتستجيب IgM للغزاة التي واجهتها من قبل مع ارتفاع فوري في أعدادها. أخيرًا ، يمكن أن يرتبط جزء Fc من IgG بخلايا NK لبدء عملية تسمى السمية الخلوية المعتمدة على الخلايا المعتمدة على الجسم المضاد ، أو ADCC ، والتي يمكن أن تقتل أو تحد من آثار غزو الميكروبات.

IgM هو عملاق الغلوبولين المناعي. إنه موجود كمقياس خماسي ، أو مجموعة من خمسة مونومرات IgM مرتبطة. يتمتع IgM بنصف عمر قصير (حوالي خمسة أيام) ويشكل ما يقرب من 13 إلى 15 بالمائة من الأجسام المضادة في الدم. الأهم من ذلك ، أنه أيضًا خط الدفاع الأول بين أشقائه الأربعة من الأجسام المضادة ، كونه أول غلوبولين مناعي يتم صنعه خلال استجابة مناعية نموذجية.

نظرًا لأن IgM عبارة عن خماسي ، فإنه يحتوي على 10 مواقع ربط حلقية ، مما يجعله خصمًا شرسًا. يمكن لأجزاء Fc الخمسة ، مثل تلك الموجودة في معظم الغلوبولين المناعي الأخرى ، تنشيط مسار البروتين التكميلي ، وباعتباره "المستجيب الأول" هو النوع الأكثر فعالية من الأجسام المضادة في هذا الصدد. يتراكم IgM على المواد الغازية ، مما يجبر القطع الفردية على الالتصاق ببعضها البعض لتسهيل إزالة الجسم من الجسم. كما أنه يشجع على تحلل وبلعمة الكائنات الحية الدقيقة ، مع تقارب خاص لإخراج البكتيريا.

توجد أشكال أحادية من IgM وتوجد بشكل رئيسي على سطح الخلايا الليمفاوية B كمستقبلات أو sIg (كما هو الحال مع IgD). ومن المثير للاهتمام أن الجسم قد أنتج بالفعل مستويات IgM للبالغين بحلول عمر تسعة أشهر.

بفضل التباين العالي جدًا للجزء المتغير للغاية من مكون Fab لكل من العناصر الخمسة الغلوبولين المناعي ، وهو عدد فلكي من الأجسام المضادة الفريدة يمكن تكوينها عبر الأشكال الخمسة الطبقات. ويزداد ذلك من خلال حقيقة أن السلاسل L و H تأتي أيضًا في عدد من الأنماط المتساوية ، أو السلاسل المتشابهة ظاهريًا في الترتيب ولكنها تحتوي على أحماض أمينية مختلفة. في الواقع ، هناك 45 جينًا مختلفًا من سلسلة "كابا" L ، و 34 جينًا من سلسلة "لامدا" L و 90 جينًا من سلسلة H لما مجموعه 177 ، مما ينتج بدوره أكثر من ثلاثة ملايين توليفة فريدة من الجينات.

هذا منطقي من وجهة نظر التطور والبقاء. لا يجب أن يكون الجهاز المناعي مستعدًا فقط لمواجهة الغزاة الذين "يعرفهم" بالفعل ، ولكن يجب أيضًا أن يكون مستعدًا لخلق استجابة مثالية إلى غزاة لم يسبق لهم رؤيتها من قبل أو ، في هذا الصدد ، جديدة بطبيعتها ، مثل فيروسات الإنفلونزا التي تطورت نفسها من خلال الطفرات. إن التفاعل بين المضيف والغزاة بمرور الوقت وعبر الأنواع الميكروبية والفقارية هو في الحقيقة ليس أكثر من "سباق تسلح" مستمر لا نهاية له.