Kojih je pet klasa imunoglobulina?

Imunoglobulini, koji se nazivaju i antitijela, molekule su glikoproteina koji čine važan dio imunološki sustav, koji je odgovoran za veću borbu protiv zaraznih bolesti i stranih "invazija" općenito. Često skraćeno "Ig", antitijela se nalaze u krvi i drugim tjelesnim tekućinama ljudi i ostalih kralježnjaka. Pomažu u prepoznavanju i uništavanju stranih tvari kao što su mikrobi (npr. Bakterije, paraziti praživotinja i virusi).

Imunoglobulini su klasificirani u pet kategorija: IgA, IgD, IgE, IgG i IgM. Samo se IgA, IgG i IgM nalaze u značajnim količinama u ljudskom tijelu, ali svi su važni ili potencijalno važni doprinos ljudskom imunološkom odgovoru.

Imunoglobuline proizvode B-limfociti, koji su klasa leukocita (bijelih krvnih stanica). Oni su simetrične molekule u obliku slova Y koje se sastoje od dva duža teška (H) lanca i dva kraća lagana (L) lanca. Shematski, "stabljika" Y uključuje dva L lanca, koji se razdvajaju otprilike na pola puta od dna do vrha molekule imunoglobulina i razilaze se pod uglom od približno 90 stupnjeva. Dva L lanca idu duž vanjske strane "krakova" Y ili dijelova H lanaca iznad točke razdvajanja. Dakle, i stabljika (dva H lanca) i oba "kraka" (jedan H lanac, jedan L lanac) sastoje se od dva paralelna lanca. L lanci dolaze u dvije vrste, kappa i lambda. Svi ti lanci međusobno komuniciraju bilo disulfidnim (S-S) vezama ili vodikovim vezama.

Imunoglobulini se također mogu razdvojiti na konstantni (C) i promjenljivi (V) dio. C dijelovi usmjeravaju aktivnosti u kojima sudjeluju svi ili većina imunoglobulina, dok se V područja vežu za određene antigeni (tj. proteini koji signaliziraju prisutnost određene bakterije, virusa ili druge strane molekule ili entitet). "Ruke" antitijela formalno se nazivaju Fab regije, gdje "Fab" znači "fragment koji veže antigen"; V dio ovoga uključuje samo prvih 110 aminokiselina iz Fab regije, a ne cijelu stvar, kao dijelovi Fab krakovi najbliži točki grane Y prilično su konstantni između različitih antitijela i smatraju se dijelom C regija.

Analogno, uzmimo u obzir tipični ključ automobila, koji ima dio koji je zajednički većini ključeva, bez obzira na određeno vozilo u kojem se nalazi ključ dizajniran je za rad (npr. dio koji držite u ruci kada ga koristite) i dio koji je specifičan samo za vozilo u pitanje. Dio ručke može se usporediti s C komponentom antitijela, a specijalizirani dio s V komponentom.

Dio komponente C ispod grane Y, nazvan Fc regija, može se smatrati mozgom operacije antitijela. Bez obzira na to za što je V regija dizajnirana da radi u određenoj vrsti antitijela, C regija kontrolira izvršavanje svojih funkcija. C regija IgG i IgM je ono što aktivira put komplementa, koji su skup nespecifičnih imunoloških "prve linije obrane" reakcije uključene u upalu, fagocitozu (u kojoj specijalizirane stanice fizički gutaju strana tijela) i degradaciju stanica. C regija IgG veže se na te fagocite, kao i na stanice "prirodnih ubojica" (NK); C regija IgE veže se na mastocite, bazofile i eozinofile.

Što se tiče pojedinosti o V regiji, ova vrlo promjenjiva traka molekule imunoglobulina sama je podijeljena na hipervarijabilna i okvirna područja. Raznolikost hipervarijabilnog razloga, kao što vaša intuicija vjerojatno sugerira, odgovorna je za nevjerojatan raspon antigena koje imunoglobulini mogu prepoznati, u ključu.

IgA čini oko 15 posto antitijela u ljudskom sustavu, što ga čini drugom najčešćom vrstom imunoglobulina. Međutim, samo se oko 6 posto nalazi u krvnom serumu. U serumu se nalazi u svom monomernom obliku - to jest, kao pojedinačna molekula u Y obliku kako je gore opisano. U svojoj sekreciji iz, međutim, postoji kao dimer ili dva Y monomera povezana zajedno. Zapravo, dimerični oblik je češći, jer se IgA vidi u širokom spektru bioloških izlučevina, uključujući mlijeko, slinu, suze i sluz. Sklon je nespecifičnosti u pogledu vrsta stranih prisutnosti koje cilja. Njegova prisutnost na sluznicama čini ga važnim vratarom na fizički osjetljivim mjestima ili mjestima na kojima mikrobi mogu lako pronaći put dublje u tijelo.

Poluživot IgA je pet dana. Sekretorni oblik kao ukupno četiri mjesta na koja se mogu vezati antigeni, dva po Y monomeru. To se pravilno nazivaju mjesta koja vežu epitop, jer je epitop specifični dio svakog napadača koji pokreće imunološku reakciju. Budući da se nalazi u sluznicama koje su izložene visokim razinama probavnih enzima, IgA ima sekretornu komponentu koja sprječava njegovu razgradnju tim enzimima.

IgD čini približno 0,2 posto serumskih protutijela, ili otprilike 1 na 500. Monomer je i ima dva mjesta za vezanje epitopa.

Nađeno je da je IgD povezan s površinom B-limfocita kao receptor za B-stanice (koji se naziva i sIg), gdje se vjeruje da kontrolirati aktivaciju i suzbijanje B-limfocita kao odgovor na signale imunoglobulina koji cirkuliraju u krvi plazma. IgD može biti faktor aktivne eliminacije B-limfocita stvaranjem samoreaktivnih auto-antitijela. Iako se čini znatiželjno da bi antitijela ikad napala stanice koje ih stvaraju, ponekad ovo uklanjanje može kontrolirati pretjerani ili pogrešno usmjereni imunološki odgovor ili izvadite B-stanice iz bazena kada su oštećene i više ne sintetiziraju korisno proizvoda.

Uz ulogu de facto receptora stanične površine, IgD se u manjoj mjeri nalazi u krvi i limfnoj tekućini. Također se smatra da neki ljudi reagiraju s određenim haptenima (antigenim podjedinicama) na penicilinu, što je vjerojatno razlog zašto su neki ljudi alergični na ovaj antibiotik; može na isti način reagirati s običnim, bezopasnim proteinima krvi, čime se postiže autoimuni odgovor.

IgE je najrjeđi od pet klasa imunoglobulina, čineći samo oko 0,002 posto serumskih protutijela ili oko 1/50 000 od svih cirkulirajućih imunoglobulina. Ipak, igra vitalnu ulogu u imunološkom odgovoru.

Poput IgD, IgE je monomer i ima dva antigena mjesta vezanja, po jedno na svakoj "ruci". Ima kratki poluživot od dva dana. Vezan je za mastocite i bazofile, koji cirkuliraju u krvi. Kao takav, posrednik je alergijskih reakcija. Kad se antigen veže za Fab dio molekule IgE vezan za mastocit, to uzrokuje da mastociti oslobađaju histamin u krvotok. IgE također sudjeluje u lizi ili kemijskoj razgradnji parazita protozojske sorte (pomislite na amebe i druge jednoćelijske ili višećelijske uljeze). IgE se također stvara kao odgovor na prisutnost helminta (parazitskih crva) i određenih člankonožaca.

Ponekad IgE također ima neizravnu ulogu u imunološkom odgovoru galvaniziranjem ostalih imunoloških komponenata u akciju. IgE može zaštititi površine sluznice inicirajući upalu. Možda mislite da upala podrazumijeva nešto nepoželjno, jer obično uzrokuje bol i oticanje. No, upala, među mnogim drugim imunološkim prednostima, omogućava IgG, koji su proteini iz putova komplementa, i bijelim krvnim stanicama da uđu u tkiva kako bi se suprotstavili napadačima.

IgG je dominantno antitijelo u ljudskom tijelu, čineći nevjerojatnih 85 posto svih imunoglobulina. Dio je toga i zbog njegovog dugog, premda varijabilnog, poluvijeka od sedam do 23 dana, ovisno o dotičnoj podrazredu IgG.

Poput tri od pet vrsta imunoglobulina, IgG postoji kao monomer. Nalazi se uglavnom u krvi i limfi. Ima jedinstvenu sposobnost prelaska posteljice u trudnica, što joj omogućava da zaštiti nerođeni fetus i novorođenu bebu. Njegove glavne aktivnosti uključuju jačanje fagocitoze u makrofazima (specijalizirane stanice "izjelice") i neutrofilima (druga vrsta bijelih krvnih stanica); neutraliziranje toksina; i deaktiviranje virusa i ubijanje bakterija. To daje IgG široku paletu funkcija, prilagođenih antitijelima koja su toliko raširena u sustavu. To je obično drugo antitijelo na sceni kada je prisutan napadač, prateći ga neposredno iza IgM. Njegova je prisutnost znatno povećana u anamnestičkom odgovoru tijela. "Anamnestic" u prijevodu znači "ne zaboraviti", a IgM reagira na napadača s kojim se već susreo trenutnim skokom u svom broju. Konačno, Fc dio IgG može se vezati za NK stanice kako bi pokrenuo proces koji se naziva citotoksičnost posredstvom stanica ovisna o antitijelima ili ADCC, a koji može ubiti ili ograničiti učinke napada na mikrobe.

IgM je kolos imunoglobulina. Postoji kao pentametar ili kao skupina od pet vezanih IgM monomera. IgM ima kratko poluvrijeme (oko pet dana) i čini približno 13 do 15 posto serumskih antitijela. Važno je da je to i prva obrambena linija među svoja četiri brata i sestre protutijela, jer je prvi imunoglobulin stvoren tijekom tipičnog imunološkog odgovora.

Budući da je IgM pentamer, ima 10 mjesta za vezivanje epitopa, što ga čini žestokim protivnikom. Njegovih pet dijelova Fc, poput onih kod većine ostalih imunoglobulina, mogu aktivirati put komplementarnog proteina i kao "prvi reagirajući" najučinkovitija je vrsta antitijela u tom pogledu. IgM aglutinira upadajući materijal, prisiljavajući pojedine dijelove da se slijepe radi lakšeg uklanjanja iz tijela. Također potiče lizu i fagocitozu mikroorganizama, s posebnim afinitetom za istiskivanje bakterija.

Monomerni oblici IgM postoje i nalaze se uglavnom na površini B-limfocita kao receptori ili sIg (kao kod IgD). Zanimljivo je da je tijelo već proizvodilo razinu IgM za odrasle u dobi od devet mjeseci.

Zahvaljujući vrlo visokoj varijabilnosti hipervarijabilnog dijela Fab komponente svakog od pet imunoglobulini, astronomski broj jedinstvenih antitijela može se stvoriti u svih pet formalnih razreda. To se pojačava činjenicom da lanci L i H također dolaze u brojnim izotipovima ili lancima koji su površinski jednaki u rasporedu, ali sadrže različite aminokiseline. Zapravo postoji 45 različitih gena "kapa" L lanca, 34 gena "lambda" L lanca i 90 gena H lanca, ukupno 177, što zauzvrat daje preko tri milijuna jedinstvenih kombinacija gena.

To ima smisla sa stajališta evolucije i preživljavanja. Imunološki sustav ne samo da mora biti spreman suočiti se s napadačima za koje već „zna“, već mora biti spreman i stvoriti optimalan odgovor napadačima koje nikada nije vidio ili, što se toga tiče, potpuno su nove prirode, poput virusa gripe koji su se sami razvili mutacije. Interakcija domaćin-napadač tijekom vremena i među mikrobnim i kralježnjačkim vrstama zapravo nije ništa više od trajne, beskrajne "utrke u naoružanju".