Co je pět tříd imunoglobulinů?

Imunoglobuliny, také nazývané protilátky, jsou molekuly glykoproteinu, které tvoří důležitou součást imunitní systém, který je odpovědný za boj proti infekčním chorobám a cizím „invazím“ obvykle. Protilátky se často označují zkratkou „Ig“ a nacházejí se v krvi a jiných tělesných tekutinách lidí a jiných obratlovců. Pomáhají identifikovat a ničit cizí látky, jako jsou mikroby (např. Bakterie, paraziti prvoků a viry).

Imunoglobuliny jsou rozděleny do pěti kategorií: IgA, IgD, IgE, IgG a IgM. Pouze IgA, IgG a IgM se v lidském těle nacházejí ve významném množství, ale všechny jsou důležitým nebo potenciálně důležitým přispěvatelem k imunitní odpovědi člověka.

Imunoglobuliny jsou produkovány B-lymfocyty, které jsou třídou leukocytů (bílých krvinek). Jsou to symetrické molekuly ve tvaru Y skládající se ze dvou delších těžkých (H) řetězců a dvou kratších lehkých (L) řetězců. Schématicky „kmen“ Y zahrnuje dva L řetězce, které se rozpadají přibližně v polovině zdola nahoru molekuly imunoglobulinu a rozcházejí se zhruba v úhlu 90 stupňů. Dva řetězce L probíhají po vnějších stranách „ramen“ Y nebo po částech řetězců H nad bodem rozdělení. Tedy jak kmen (dva H řetězce), tak obě „paže“ (jeden H řetězec, jeden L řetězec) sestávají ze dvou paralelních řetězců. Řetězy L se dodávají ve dvou typech, kappa a lambda. Všechny tyto řetězce vzájemně interagují buď disulfidovými (S-S) vazbami nebo vodíkovými vazbami.

Imunoglobuliny lze také rozdělit na konstantní (C) a variabilní (V) část. C části řídí přímé aktivity, kterých se účastní všechny nebo většina imunoglobulinů, zatímco oblasti V se vážou na specifické antigeny (tj. proteiny, které signalizují přítomnost konkrétní bakterie, viru nebo jiné cizí molekuly nebo subjekt). „Ramena“ protilátek se formálně nazývají Fab oblasti, kde „Fab“ znamená „fragment vázající antigen“; část V tohoto obsahuje pouze prvních 110 aminokyselin oblasti Fab, ne celou věc, protože části Fab ramena nejblíže k bodu rozvětvení Y jsou poměrně konstantní mezi různými protilátkami a jsou považována za součást C kraj.

Analogicky zvažte typický klíč od auta, který má část společnou pro většinu klíčů bez ohledu na konkrétní vozidlo. je určen k ovládání (např. část, kterou při používání držíte v ruce) a část specifickou pouze pro vozidlo v otázka. Rukojeťová část může být přirovnána k C složce protilátky a specializovaná část k V složce.

Část C komponenty pod větví Y, nazývaná Fc oblast, může být považována za mozek operace protilátky. Bez ohledu na to, k čemu je oblast V navržena pro daný typ protilátky, oblast C řídí provádění jejích funkcí. C oblast IgG a IgM je to, co aktivuje dráhu komplementu, což je soubor nespecifické „první linie obrany“ imunní reakce zahrnující zánět, fagocytózu (ve které specializované buňky fyzicky pohlcují cizí tělesa) a degradaci buněk. C oblast IgG se váže na tyto fagocyty i na buňky „natural killer“ (NK); oblast C IgE se váže na žírné buňky, bazofily a eozinofily.

Pokud jde o údaje o oblasti V, je tento vysoce variabilní proužek molekuly imunoglobulinu sám rozdělen na hypervariabilní a rámcovou oblast. Diverzita z hypervariabilního důvodu, jak pravděpodobně naznačuje vaše intuice, je zodpovědná za úžasnou škálu antigenů, které jsou imunoglobuliny schopny rozpoznat ve stylu klíč-v-zámku.

IgA tvoří asi 15 procent protilátek v lidském systému, což z něj činí druhý nejběžnější typ imunoglobulinu. Pouze asi 6 procent se však nachází v krevním séru. V séru se nachází ve své monomerní formě - tj. Jako jediná molekula ve tvaru Y, jak je popsáno výše. Ve své sekreci z však existuje jako dimer, nebo dva z Y monomerů spojených dohromady. Ve skutečnosti je dimerní forma častější, protože IgA je vidět v široké škále biologických sekrecí, včetně mléka, slin, slz a hlenu. Má tendenci být nespecifická, pokud jde o typy zahraničních přítomností, na které se zaměřuje. Jeho přítomnost na sliznicích z něj dělá důležitého strážce na fyzicky zranitelných místech nebo na místech, kde by mikroby mohly snadno najít cestu hlouběji do těla.

IgA má poločas rozpadu pět dní. Sekreční forma jako celkem čtyři místa, na která se váží antigeny, dvě na Y monomer. Tato místa se správně nazývají vazebná místa pro epitop, protože epitop je specifickou částí jakéhokoli útočníka, který spouští imunitní reakci. Protože se nachází ve sliznicích, které jsou vystaveny vysokým hladinám trávicích enzymů, má IgA sekreční složku, která zabraňuje jeho degradaci těmito enzymy.

IgD tvoří přibližně 0,2 procent sérových protilátek, nebo přibližně 1 z 500. Je to monomer a má dvě vazebná místa pro epitop.

IgD se nalézá připojený k povrchu B-lymfocytů jako receptor B-buněk (také nazývaný sIg), kde se předpokládá, že kontroluje aktivaci a potlačení B-lymfocytů v reakci na signály z imumoglobulinů, které cirkulují v krvi plazma. IgD může být faktorem v aktivní eliminaci B-lymfocytů generováním samovolně reagujících autoprotilátek. I když se zdá zvědavé, že protilátky někdy zaútočí na buňky, které je tvoří, někdy může tato eliminace kontrolovat nadměrně horlivá nebo nesprávně nasměrovaná imunitní odpověď nebo vyndejte B-buňky z bazénu, pokud jsou poškozené a již syntetizují užitečné produkty.

Kromě své role de facto buněčného povrchového receptoru se IgD nachází v menší míře v krvi a lymfatické tekutině. U některých lidí se také předpokládá, že reagují s určitými hapteny (antigenními podjednotkami) na penicilin, což je pravděpodobné, proč jsou někteří lidé na toto antibiotikum alergičtí; může také reagovat s běžnými, neškodnými krevními bílkovinami stejným způsobem, čímž ovlivňuje autoimunitní odpověď.

IgE je nejvzácnější z pěti tříd imunoglobulinů, představuje pouze asi 0,002 procenta sérových protilátek nebo asi 1/50 000. všech cirkulujících imunoglobulinů. Přesto hraje zásadní roli v imunitní odpovědi.

Stejně jako IgD je IgE monomer a má dvě antigenní vazebná místa, jedno na každém „rameni“. Má krátký poločas rozpadu dva dny. Je vázán na žírné buňky a bazofily, které cirkulují v krvi. Jako takový je prostředníkem alergických reakcí. Když se antigen váže na Fab část molekuly IgE navázané na žírnou buňku, způsobuje to, že žírná buňka uvolňuje histamin do krevního řečiště. IgE se také podílí na lýze nebo chemické degradaci parazitů odrůdy prvoků (myslím améby a další jednobuněčné nebo mnohobuněčné útočníky). IgE se také vyrábí v reakci na přítomnost helmintů (parazitických červů) a určitých členovců.

Někdy IgE také hraje nepřímou roli v imunitní odpovědi galvanizací dalších imunitních složek k akci. IgE může chránit povrch sliznic iniciováním zánětu. Možná si myslíte, že zánět implikuje něco nežádoucího, protože má tendenci způsobovat bolest a otoky. Ale zánět, mezi mnoha dalšími imunitními výhodami, umožňuje IgG, což jsou proteiny z drah komplementu, a bílé krvinky vstoupit do tkání, aby mohly čelit útočníkům.

IgG je dominantní protilátka v lidském těle, což představuje neuvěřitelných 85 procent všech imunoglobulinů. Část toho je způsobena jeho dlouhým, i když proměnlivým poločasem sedmi až 23 dnů, v závislosti na příslušné podtřídě IgG.

Jako tři z pěti typů imunoglobulinů existuje IgG jako monomer. Nachází se hlavně v krvi a lymfě. Má jedinečnou schopnost procházet placentou u těhotných žen, což mu umožňuje chránit nenarozený plod a novorozence. Mezi jeho hlavní činnosti patří zesílení fagocytózy v makrofágech (specializované „pojídačské“ buňky) a neutrofilech (jiný typ bílých krvinek); neutralizující toxiny; a deaktivace virů a ničení bakterií. To dává IgG širokou paletu funkcí vhodných pro protilátku, která je v systému tak rozšířená. Je to obvykle druhá protilátka na scéně, když je přítomen vetřelec, těsně za IgM. Jeho přítomnost je výrazně zvýšena v anamnestické odpovědi těla. „Anamnestic“ znamená „nezapomenout“ a IgM reaguje na vetřelce, se kterým se setkal dříve, s okamžitým nárůstem počtu. Nakonec se Fc část IgG může vázat na NK buňky, aby uvedla do pohybu proces zvaný na buňkách zprostředkovanou cytotoxicitou závislou na protilátkách nebo ADCC, který může zabíjet nebo omezovat účinky napadajících mikrobů.

IgM je kolos imunoglobulinů. Existuje jako pentametr nebo skupina pěti vázaných monomerů IgM. IgM má krátký poločas (asi pět dní) a tvoří přibližně 13 až 15 procent sérových protilátek. Důležité je, že je to také první obranná linie mezi jeho čtyřmi sourozenci protilátek, což je první imunoglobulin vyrobený během typické imunologické odpovědi.

Protože IgM je pentamer, má 10 vazebných míst pro epitop, což z něj činí divokého protivníka. Jeho pět Fc částí, stejně jako u většiny ostatních imunoglobulinů, může aktivovat dráhu komplementu a proteinu a jako „první respondér“ je v tomto ohledu nejúčinnějším typem protilátky. IgM aglutinuje napadající materiál a nutí jednotlivé kousky slepit se pro snazší vyčištění z těla. Rovněž podporuje lýzu a fagocytózu mikroorganismů se zvláštní afinitou k vypuzujícím bakteriím.

Monomerní formy IgM existují a nacházejí se hlavně na povrchu B-lymfocytů jako receptory nebo sIg (jako u IgD). Je zajímavé, že tělo již produkovalo hladiny IgM pro dospělé ve věku devíti měsíců.

Díky velmi vysoké variabilitě hypervariabilní části Fab komponenty každé z pěti imunoglobuliny, lze v pěti formálních formách vytvořit astronomické množství jedinečných protilátek třídy. To je umocněno skutečností, že řetězce L a H také přicházejí v řadě izotypů nebo řetězců, které jsou povrchově stejné v uspořádání, ale obsahují různé aminokyseliny. Ve skutečnosti existuje 45 různých genů L řetězce „kappa“, 34 genů L řetězce „lambda“ a 90 genů H řetězce celkem 177, což zase poskytuje více než tři miliony jedinečných kombinací genů.

To dává smysl z hlediska evoluce a přežití. Imunitní systém musí být nejen připraven čelit útočníkům, o kterých již „ví“, ale také musí být připraven na optimální reakci útočníkům, které nikdy neviděl, nebo mají zcela novou povahu, jako jsou chřipkové viry, které se samy vyvinuly mutace. Interakce mezi hostitelem a útočníkem v průběhu času a napříč mikrobiálními a obratlovcovými druhy není ve skutečnosti nic jiného než pokračující, nekonečný „závod ve zbrojení“.