Mi az immunglobulinok öt osztálya?

Az immunglobulinok, más néven antitestek, a glikoprotein molekulák, amelyek a immunrendszer, amely a fertőző betegségek és az idegen "inváziók" elleni küzdelemért felelős általában. Az antitestek gyakran "Ig" rövidítéssel megtalálhatók az emberek és más gerinces állatok vérében és más testnedveiben. Segítenek azonosítani és elpusztítani az idegen anyagokat, például a mikrobákat (pl. Baktériumok, protozoon paraziták és vírusok).

Az immunglobulinokat öt kategóriába sorolják: IgA, IgD, IgE, IgG és IgM. Csak az IgA, az IgG és az IgM található jelentős mennyiségben az emberi testben, de mindegyik fontos vagy potenciálisan fontos közreműködő az emberi immunválaszban.

Az immunglobulinokat a B-limfociták termelik, amelyek a leukociták (fehérvérsejtek) osztályába tartoznak. Szimmetrikus Y alakú molekulák, amelyek két hosszabb nehéz (H) láncból és két rövidebb könnyű (L) láncból állnak. Vázlatosan az Y "szára" magában foglalja a két L-láncot, amelyek az immunglobulin-molekula aljától a tetejéig körülbelül félúton hasadnak szét és nagyjából 90 fokos szögben térnek el. A két L-lánc az Y "karjának" külsején, vagy a H-lánc hasítási pont fölötti részein halad. Így mind a szár (két H lánc), mind a "kar" (egy H lánc, egy L lánc) két párhuzamos láncból áll. Az L láncok kétféle típusban kaphatók: kappa és lambda. Ezek a láncok diszulfid- (S-S) vagy hidrogénkötéseken keresztül lépnek kölcsönhatásba egymással.

Az immunglobulinokat állandó (C) és változó (V) részekre is fel lehet osztani. A C részek olyan tevékenységeket irányítanak, amelyekben az összes vagy a legtöbb immunglobulin részt vesz, míg a V területek specifikushoz kötődnek - antigének (azaz olyan fehérjék, amelyek jelzik egy adott baktérium, vírus vagy más idegen molekula vagy entitás). Az antitestek "karjait" hivatalosan Fab régióknak nevezik, ahol a "Fab" jelentése "antigénkötő fragmens"; ennek V része csak a Fab régió első 110 aminosavat tartalmazza, az egészet nem, mivel a Fab részei az Y elágazási pontjához legközelebb eső karok meglehetősen állandóak a különböző antitestek között, és a C részének tekinthetők vidék.

Vizsgáljuk meg analógia útján egy tipikus autókulcsot, amelynek egy része van, amely a legtöbb kulcsra jellemző, függetlenül az adott járműtől. úgy van kialakítva, hogy működjön (például az a rész, amelyet használat közben a kezében tart), és egy része, amely csak a járműre jellemző. kérdés. A fogantyú része hasonlítható az antitest C komponenséhez, a speciális rész pedig a V komponenshez.

A C komponensnek az Y elágazása alatti része, az úgynevezett Fc régió az antitestművelet agyának tekinthető. Nem számít, hogy a V régió mit tervez egy adott antitesttípusra, a C régió ellenőrzi funkcióinak végrehajtását. Az IgG és az IgM C régiója aktiválja a komplement pályát, amely egy nem specifikus "első védelmi vonal" immunkészlet. a gyulladásban, a fagocitózisban (amelyben a speciális sejtek fizikailag elnyelik az idegen testeket) és a sejtek lebomlásában szerepet játszó válaszok. Az IgG C régiója kötődik ezekhez a fagocitákhoz, valamint a "természetes gyilkos" (NK) sejtekhez; az IgE C régiója kötődik a hízósejtekhez, a bazofilekhez és az eozinofilekhez.

Ami a V régió adatait illeti, az immunglobulin molekula ezen erősen változó csíkja maga hipervariábilis és vázrégiókra oszlik. A hipervariábilis ok sokfélesége, amint valószínűleg az intuíciója sugallja, felelős az antigének csodálatos tartományáért, amelyet az immunglobulinok képesek felismerni, kulcs-a-retesz stílusban.

Az IgA az antitestek körülbelül 15 százalékát teszi ki az emberi rendszerben, így ez az immunglobulin második leggyakoribb típusa. A vérszérumban azonban csak körülbelül 6 százalék található. A szérumban monomer formájában található meg - azaz egyetlen molekulaként Y alakban, a fentiek szerint. Szekréciójában azonban dimerként vagy kettő Y-monomerként kapcsolódik össze. Valójában a dimer forma gyakoribb, mivel az IgA sokféle biológiai váladékban látható, beleértve a tejet, a nyálat, a könnyeket és a nyákot. Általában nem specifikus a célzott külföldi jelenlét típusait tekintve. A nyálkahártyákon való jelenléte miatt fontos kapuőr a fizikailag sérülékeny helyeken, vagy azokban a foltokban, ahol a mikrobák könnyen megtalálhatják a test mélyebb részeit.

Az IgA felezési ideje öt nap. A szekréció összesen négy helyet alkot, ahol az antigének megköthetők, kettő Y monomerenként. Ezeket megfelelően nevezzük epitópkötő helyeknek, mivel az epitóp minden behatoló specifikus része, amely immunreakciót vált ki. Mivel az emésztőenzimek magas szintjének kitett nyálkahártyákban található, az IgA szekréciós komponenssel rendelkezik, amely megakadályozza, hogy ezek az enzimek lebontják.

Az IgD a szérum antitestek körülbelül 0,2% -át, vagyis körülbelül 1 az 500-at teszi ki. Ez egy monomer, és két epitópkötő helye van.

Az IgD a B-limfociták felszínén B-sejt-receptorként (más néven sIg-ként) kapcsolódik, ahol úgy gondolják, hogy szabályozza a B-limfocita aktiválódását és szuppresszióját a vérben keringő immunglobulinok jeleire reagálva vérplazma. Az IgD tényező lehet a B-limfociták aktív eliminációjában azáltal, hogy önreaktív autoantitesteket generál. Bár furcsának tűnik, hogy az antitestek valaha is megtámadnák az őket előállító sejteket, néha ez az elimináció kontrollálhatja a sejteket túlbuzgó vagy rosszul irányított immunválasz, vagy vigye ki a B-sejteket a medencéből, ha azok megsérültek, és már nem segítenek szintetizálni Termékek.

A tényleges sejtfelszíni receptor szerepe mellett az IgD kisebb mértékben található meg a vérben és a nyirokfolyadékban. Néhány emberben azt is gondolják, hogy reagálnak bizonyos hapténekkel (antigén alegységekkel) a penicillinre, ezért valószínű, hogy egyesek allergiásak erre az antibiotikumra; a közönséges, ártalmatlan vérfehérjékkel is ugyanígy reagálhat, ezáltal autoimmun választ válthat ki.

Az IgE az öt immunglobulin-osztály közül a legritkább, csupán a szérum antitest körülbelül 0,002% -át teszi ki, vagyis az összes keringő immunglobulin körülbelül 1/50 000-át. Ennek ellenére létfontosságú szerepet játszik az immunválaszban.

Az IgD-hez hasonlóan az IgE is monomer, és két antigénkötő helye van, mindegyik "karon" egy. Rövid felezési ideje, két nap. Hízósejtekhez és bazofilekhez kötődik, amelyek a vérben keringenek. Mint ilyen, az allergiás reakciók közvetítője. Amikor egy antigén kötődik a hízósejthez kötött IgE-molekula Fab-részéhez, ez azt eredményezi, hogy a hízósejt hisztamint bocsát ki a véráramba. Az IgE részt vesz a protozoon fajta parazitáinak lízisében vagy kémiai lebontásában is (gondoljunk csak az amőbákra és más egysejtű vagy többsejtű betolakodókra). Az IgE a helminták (parazita férgek) és egyes ízeltlábúak jelenlétére is reagál.

Időnként az IgE közvetett szerepet játszik az immunválaszban is azáltal, hogy más immunkomponenseket működésbe léptet. Az IgE a gyulladás megindításával védi a nyálkahártya felületét. Gondolhatja, hogy a gyulladás valami nemkívánatos dolgot jelent, mivel általában fájdalmat és duzzanatot okoz. De a gyulladás számos egyéb immunelőnye mellett lehetővé teszi az IgG-nek, amelyek a komplement útvonalak fehérjéi, és a fehérvérsejteknek a szövetekbe jutását, hogy szembeszálljanak a betolakodókkal.

Az IgG a domináns antitest az emberi testben, amely az összes immunglobulin hatalmas 85% -át teszi ki. Ennek része a hosszú, bár változó felezési ideje hét-23 nap, a szóban forgó IgG-alosztálytól függően.

Az immunglobulin öt típusából háromhoz hasonlóan az IgG is monomerként létezik. Főleg a vérben és a nyirokban található meg. A terhes nők egyedülálló képessége a placenta keresztezése, lehetővé téve a magzat és az újszülött védelmét. Fő tevékenységei közé tartozik a fagocitózis fokozása a makrofágokban (speciális "evő" sejtek) és a neutrofilekben (a fehérvérsejtek egy másik típusa); a toxinok semlegesítése; valamint a vírusok inaktiválása és a baktériumok elpusztítása. Ez az IgG-nek számos funkciópalettát ad, amely megfelel egy olyan antitestnek, amely annyira elterjedt a rendszerben. Általában ez a második antitest a helyszínen, amikor egy betolakodó van jelen, szorosan az IgM mögött. Jelenléte jelentősen megnő a test anamnéziás reakciójában. Az "Anamnesztikus" jelentése: "nem felejtés", az IgM pedig egy olyan támadóra válaszol, akivel korábban találkozott, számának azonnali megugrásával. Végül az IgG Fc része kötődhet az NK sejtekhez, hogy elindítsa az antitestfüggő sejt-közvetített citotoxicitásnak vagy ADCC-nek nevezett folyamatot, amely képes elpusztítani vagy korlátozni a behatoló mikrobák hatásait.

Az IgM az immunglobulinok kolosszusa. Pentaméterként vagy öt megkötött IgM monomer csoportjaként létezik. Az IgM felezési ideje rövid (kb. Öt nap), és a szérum antitestek hozzávetőlegesen 13–15% -át teszi ki. Fontos, hogy ez az első védelmi vonal a négy antitest testvér között is, ez az első immunglobulin, amelyet tipikus immunológiai válasz során állítanak elő.

Mivel az IgM pentamer, 10 epitópkötő helye van, ami heves ellenféllé teszi. Öt Fc része, hasonlóan a legtöbb immunglobulinhoz, aktiválhatja a komplement-fehérje útvonalat, és "első válaszként" a leghatékonyabb antitesttípus ebben a tekintetben. Az IgM agglutinálja a behatoló anyagot, és arra kényszeríti az egyes darabokat, hogy összetapadjanak, hogy könnyebben kitisztuljanak a testből. Emellett elősegíti a mikroorganizmusok lízisét és fagocitózisát, különös affinitással a baktériumok kiszorítására.

Az IgM monomer formái léteznek, és főleg a B-limfociták felületén találhatók receptorokként vagy sIg-ként (mint az IgD esetében). Érdekes módon a szervezet kilenc hónapos korára már felnőtt IgM-szintet termelt.

Mind az öt Fab-összetevő hipervariábilis részének nagyon nagy variálhatóságának köszönhetően immunglobulinok, csillagászati ​​számú egyedi antitest hozható létre az öt formálisban osztályok. Ezt növeli az a tény, hogy az L és H láncok számos izotípusban vagy láncban is megtalálhatók, amelyek elrendezésükben felületesen azonosak, de különböző aminosavakat tartalmaznak. Valójában 45 különböző "kappa" L-lánc-gén, 34 "lambda" L-lánc-gén és 90 H-lánc-gén létezik, összesen 177, ami viszont több mint hárommillió egyedi génkombinációt eredményez.

Ennek az evolúció és a túlélés szempontjából van értelme. Az immunrendszernek nemcsak arra kell felkészülnie, hogy szembeszálljon a betolakodókkal, amelyekről már "tud", hanem arra is, hogy optimális választ hozzanak létre olyan betolakodóknak, akiket még soha nem látott, vagy ami azt illeti, vadonatúj természetűek, például az influenza vírusok, amelyek önmaguk révén fejlődtek ki mutációk. A gazda-betolakodó interakció az idő múlásával, valamint a mikrobiális és gerinces fajok között valójában nem más, mint egy folyamatos, véget nem érő "fegyverkezési verseny".