Hvad er de fem klasser af immunglobuliner?

Immunglobuliner, også kaldet antistoffer, er glycoproteinmolekyler, der udgør en vigtig del af immunsystem, som er mere ansvarlig for at bekæmpe smitsom sygdom og udenlandske "invasioner" generelt. Ofte forkortet som "Ig", antistoffer findes i blod og andre kropsvæsker hos mennesker og andre hvirveldyr. De hjælper med at identificere og ødelægge fremmede stoffer såsom mikrober (fx bakterier, protozoiske parasitter og vira).

Immunglobuliner er klassificeret i fem kategorier: IgA, IgD, IgE, IgG og IgM. Kun IgA, IgG og IgM findes i betydelige mængder i den menneskelige krop, men alle er vigtige eller potentielt vigtige bidragydere til det humane immunrespons.

Immunoglobuliner produceres af B-lymfocytter, som er en klasse leukocytter (hvide blodlegemer). De er symmetriske Y-formede molekyler, der består af to længere tunge (H) kæder og to kortere lette (L) kæder. Skematisk inkluderer "stammen" af Y de to L-kæder, der splittes fra hinanden ca. halvvejs fra bunden til toppen af ​​immunoglobulinmolekylet og divergerer i en omtrent 90 graders vinkel. De to L-kæder løber langs ydersiden af ​​"armene" på Y, eller delene af H-kæderne over splitpunktet. Således består både stammen (to H-kæder) og begge "arme" (en H-kæde, en L-kæde) af to parallelle kæder. L-kæderne findes i to typer, kappa og lambda. Disse kæder interagerer alle med hinanden via enten disulfid (S-S) bindinger eller hydrogenbindinger.

Immunglobuliner kan også adskilles i konstante (C) og variable (V) dele. C deler direkte aktiviteter, hvor alle eller de fleste immunglobuliner deltager, mens V-områderne binder til specifikke antigener (dvs. proteiner, der signalerer tilstedeværelsen af ​​en bestemt bakterie, virus eller andet fremmed molekyle eller enhed). Antistoffernes "arme" kaldes formelt Fab-regioner, hvor "Fab" betyder "antigenbindende fragment"; V-delen af ​​dette inkluderer kun de første 110 aminosyrer i Fab-regionen, ikke det hele, som delene af Fab arme, der er tættest på Y's forgreningspunkt, er ret konstante mellem forskellige antistoffer og betragtes som en del af C område.

Som en analogi, overvej en typisk bilnøgle, der har en del, der er fælles for de fleste nøgler uanset det specifikke køretøj, nøglen er designet til at betjene (f.eks. den del, du holder i din hånd, når du bruger den) og en del, der kun er specifik for køretøjet i spørgsmål. Håndtagsdelen kan sammenlignes med C-komponenten i et antistof og den specialiserede del med V-komponenten.

Den del af C-komponenten under grenen af ​​Y, kaldet Fc-regionen, kan tænkes som hjernen i antistofoperationen. Uanset hvad V-regionen er designet til at gøre i en given type antistof, kontrollerer C-regionen udførelsen af ​​dens funktioner. C-regionen i IgG og IgM er det, der aktiverer komplementvejen, som er et sæt uspecifikt "første forsvarslinje" -immun respons involveret i betændelse, fagocytose (hvor specialiserede celler fysisk opslæmmer fremmedlegemer) og cellenedbrydning. C-regionen i IgG binder til disse fagocytter såvel som til "naturlige dræber" -celler; C-regionen i IgE binder til mastceller, basofiler og eosinofiler.

Hvad angår oplysninger om V-regionen, er denne stærkt variable strimmel af immunoglobulinmolekylet i sig selv opdelt i hypervariabler og rammeregioner. Mangfoldighed i hypervariabel årsag er, som din intuition sandsynligvis antyder, ansvarlig for det fantastiske udvalg af antigener, som immunglobuliner er i stand til at genkende, key-in-lock-stil.

IgA tegner sig for ca. 15 procent af antistofferne i det menneskelige system, hvilket gør det til den næst mest almindelige type immunglobulin. Kun omkring 6 procent findes dog i blodserumet. I serum findes det i sin monomere form - det vil sige som et enkelt molekyle i en Y-form som beskrevet ovenfor. I sit sekretariat fra eksisterer det imidlertid som en dimer eller to af Y-monomererne bundet sammen. Faktisk er den dimere form mere almindelig, da IgA ses i en lang række biologiske sekreter, herunder mælk, spyt, tårer og slim. Det har tendens til at være uspecifikt med hensyn til de typer udenlandske tilstedeværelser, det er målrettet mod. Dens tilstedeværelse på slimhinder gør det til en vigtig portholder på fysisk sårbare steder eller på de steder, hvor mikrober let kan finde veje dybere ind i kroppen.

IgA har en halveringstid på fem dage. Den sekretoriske form er i alt fire steder, hvor antigener skal bindes, to pr. Y-monomer. Disse kaldes korrekt epitopbindende steder, da epitopen er den specifikke del af enhver indtrængende, der udløser en immunreaktion. Fordi det findes i slimhinder, der udsættes for høje niveauer af fordøjelsesenzymer, har IgA en sekretorisk komponent, der forhindrer det i at blive nedbrudt af disse enzymer.

IgD udgør ca. 0,2 procent af serumantistofferne eller ca. 1 ud af 500. Det er en monomer og har to epitopbindende steder.

IgD findes fastgjort til overfladen af ​​B-lymfocytter som en B-celle-receptor (også kaldet sIg), hvor det menes at kontrollere B-lymfocytaktivering og undertrykkelse som reaktion på signaler fra immumoglobuliner, der cirkulerer i blod plasma. IgD kan være en faktor i den aktive eliminering af B-lymfocytter ved at generere selvreaktive auto-antistoffer. Selvom det virker nysgerrig, at antistoffer nogensinde ville angribe cellerne, der fremstiller dem, kan denne eliminering undertiden kontrollere en overivrig eller vildledt immunrespons, eller tag B-celler ud af puljen, når de er beskadigede og ikke længere syntetiserer nyttige Produkter.

Ud over sin rolle som en de facto celleoverfladereceptor findes IgD i mindre grad i blod og lymfevæske. Det menes også hos nogle mennesker at reagere med visse haptens (antigene underenheder) på penicillin, hvilket sandsynligvis er, hvorfor nogle mennesker er allergiske over for dette antibiotikum; det kan også reagere med almindelige, harmløse blodproteiner på samme måde og derved påvirke en autoimmun reaktion.

IgE er den sjældneste af de fem klasser af immunglobuliner og tegner sig kun for ca. 0,002 procent af serumantistoffet eller ca. 1/50000 af alle cirkulerende immunglobuliner. Ikke desto mindre spiller det en vital rolle i immunresponset.

Ligesom IgD er IgE en monomer og har to antigene bindingssteder, et på hver "arm". Det har en kort halveringstid på to dage. Det er bundet til mastceller og basofiler, der cirkulerer i blod. Som sådan er det en formidler af allergiske reaktioner. Når et antigen binder til Fab-delen af ​​et IgE-molekyle bundet til en mastcelle, får dette mastcellen til at frigive histamin i blodbanen. IgE deltager også i lysis eller kemisk nedbrydning af parasitter af den protozoiske sort (tænk amøber og andre encellede eller flercellede angribere). IgE fremstilles også som reaktion på tilstedeværelsen af ​​helminter (parasitære orme) og visse leddyr.

Til tider spiller IgE også en indirekte rolle i immunresponset ved at galvanisere andre immunkomponenter til handling. IgE kan beskytte slimhindeflader ved at starte betændelse. Du tror måske, at betændelse betegner noget uønsket, da det har tendens til at forårsage smerte og hævelse. Men betændelse, blandt mange andre immunfordele, gør det muligt for IgG, som er proteiner fra komplementveje, og hvide blodlegemer at komme ind i væv for at konfrontere angribere.

IgG er det dominerende antistof i den menneskelige krop og tegner sig for hele 85 procent af alle immunglobuliner. En del af dette er på grund af dens lange, omend variabel halveringstid på syv til 23 dage, afhængigt af den pågældende IgG-underklasse.

Som tre af de fem typer immunglobulin eksisterer IgG som en monomer. Det findes hovedsageligt i blod og lymfe. Det har den unikke evne til at krydse moderkagen hos gravide kvinder, hvilket gør det muligt at beskytte det ufødte foster og det nyfødte barn. Dets hovedaktiviteter inkluderer forbedring af fagocytose i makrofager (specialiserede "æderceller") og neutrofiler (en anden type hvide blodlegemer); neutraliserende toksiner og inaktivering af vira og drab af bakterier. Dette giver IgG en bred palet af funktioner, der passer til et antistof, der er så udbredt i systemet. Det er normalt det andet antistof på scenen, når en indtrænger er til stede og følger tæt bag IgM. Dets tilstedeværelse øges kraftigt i kroppens anamnestiske respons. "Anamnestic" oversættes til "ikke at glemme", og IgM reagerer på en indtrænger, som den har stødt på før med en øjeblikkelig stigning i antallet. Endelig kan Fc-delen af ​​IgG binde til NK-celler for at sætte i gang en proces kaldet antistofafhængig cellemedieret cytotoksicitet eller ADCC, som kan dræbe eller begrænse virkningerne af invaderende mikrober.

IgM er kolossen af ​​immunglobuliner. Det eksisterer som et pentameter eller en gruppe på fem bundne IgM-monomerer. IgM har en kort halveringstid (ca. fem dage) og udgør ca. 13 til 15 procent af serumantistoffer. Det er vigtigt, at det også er den første forsvarslinje blandt dets fire antistofsøskende, idet det er det første immunglobulin, der fremstilles under et typisk immunologisk respons.

Fordi IgM er en pentamer, har den 10 epitopbindende steder, hvilket gør den til en hård modstander. Dens fem Fc-dele, som de fleste andre immunglobuliner, kan aktivere komplement-proteinvejen og er som en "første responder" den mest effektive type antistof i denne henseende. IgM agglutinerer invaderende materiale og tvinger individuelle stykker til at holde sammen for lettere rensning fra kroppen. Det fremmer også lysis og fagocytose af mikroorganismer med en særlig affinitet for at fjerne bakterier.

Monomere former for IgM findes og findes hovedsageligt på overfladen af ​​B-lymfocytter som receptorer eller sIg (som med IgD). Interessant nok har kroppen allerede produceret IgM-niveauer for voksne i en alder af ni måneder.

Takket være den meget høje variation i den hypervariabel del af Fab-komponenten i hver af de fem immunoglobuliner, et astronomisk antal unikke antistoffer kan oprettes på tværs af de fem formelle klasser. Dette forstærkes af det faktum, at L- og H-kæderne også findes i et antal isotyper eller kæder, der er overfladisk ens i arrangementet, men som indeholder forskellige aminosyrer. Faktisk er der 45 forskellige "kappa" L-kædegener, 34 "lambda" L-kædegener og 90 H-kædegener til i alt 177, hvilket igen giver over tre millioner unikke kombinationer af gener.

Dette giver mening ud fra evolution og overlevelsessynspunkt. Ikke kun skal immunsystemet være parat til at konfrontere indtrængere, som det allerede "kender" til, men det skal også være parat til at skabe et optimalt svar til indtrængere, det aldrig har set eller for den sags skyld er helt nye, såsom influenzavirus, der har udviklet sig gennem mutationer. Værtsindtrængerens interaktion over tid og på tværs af mikrobielle og hvirveldyrarter er virkelig ikke mere end et igangværende, uendeligt "våbenløb."