Apa Lima Kelas Imunoglobulin?

Imunoglobulin, juga disebut antibodi, adalah molekul glikoprotein yang membentuk bagian penting dari sistem kekebalan tubuh, yang bertanggung jawab untuk melawan penyakit menular dan "invasi" asing lainnya umumnya. Sering disingkat sebagai "Ig," antibodi ditemukan dalam darah dan cairan tubuh lainnya dari manusia dan hewan vertebrata lainnya. Mereka membantu mengidentifikasi dan menghancurkan zat asing seperti mikroba (misalnya, bakteri, parasit protozoa dan virus).

Imunoglobulin diklasifikasikan menjadi lima kategori: IgA, IgD, IgE, IgG dan IgM. Hanya IgA, IgG dan IgM yang ditemukan dalam jumlah yang signifikan dalam tubuh manusia, tetapi semuanya merupakan kontributor penting atau berpotensi penting terhadap respon imun manusia.

Imunoglobulin diproduksi oleh limfosit B, yang merupakan kelas leukosit (sel darah putih). Mereka adalah molekul berbentuk Y simetris yang terdiri dari dua rantai berat (H) yang lebih panjang dan dua rantai ringan (L) yang lebih pendek. Secara skematis, "batang" Y mencakup dua rantai L, yang terbelah sekitar setengah dari bagian bawah ke atas molekul imunoglobulin dan menyimpang pada sudut kira-kira 90 derajat. Kedua rantai L berjalan di sepanjang bagian luar "lengan" dari Y, atau bagian dari rantai H di atas titik split. Jadi, baik batang (dua rantai H) dan kedua "lengan" (satu rantai H, satu rantai L) terdiri dari dua rantai paralel. Rantai L datang dalam dua jenis, kappa dan lambda. Semua rantai ini berinteraksi satu sama lain melalui ikatan disulfida (S-S) atau ikatan hidrogen.

Imunoglobulin juga dapat dipisahkan menjadi bagian konstan (C) dan variabel (V). Bagian C mengarahkan aktivitas di mana semua atau sebagian besar imunoglobulin berpartisipasi, sedangkan area V mengikat ke spesifik antigen (yaitu, protein yang menandakan adanya bakteri tertentu, virus atau molekul asing lainnya atau) kesatuan). "Lengan" antibodi secara resmi disebut daerah Fab, di mana "Fab" berarti "fragmen pengikat antigen"; bagian V ini hanya mencakup 110 asam amino pertama dari wilayah Fab, bukan semuanya, sebagai bagian dari Fab lengan yang paling dekat dengan titik cabang Y cukup konstan antara antibodi yang berbeda dan dianggap sebagai bagian dari C wilayah.

Sebagai analogi, perhatikan kunci mobil biasa, yang memiliki porsi yang sama dengan sebagian besar kunci terlepas dari kendaraan tertentu kuncinya. dirancang untuk beroperasi (misalnya, bagian yang Anda pegang di tangan saat menggunakannya) dan bagian yang khusus hanya untuk kendaraan di pertanyaan. Bagian pegangan dapat disamakan dengan komponen C dari antibodi dan bagian khusus dengan komponen V.

Bagian dari komponen C di bawah cabang Y, yang disebut wilayah Fc, dapat dianggap sebagai otak dari operasi antibodi. Tidak peduli apa yang dirancang untuk dilakukan oleh wilayah V dalam jenis antibodi tertentu, wilayah C mengontrol eksekusi fungsinya. Wilayah C dari IgG dan IgM adalah yang mengaktifkan jalur komplemen, yang merupakan satu set kekebalan "garis pertahanan pertama" nonspesifik. respons yang terlibat dalam peradangan, fagositosis (di mana sel-sel khusus secara fisik menelan benda asing) dan degradasi sel. Wilayah C IgG mengikat fagosit ini serta sel "pembunuh alami" (NK); wilayah C IgE mengikat sel mast, basofil dan eosinofil.

Adapun rincian wilayah V, strip molekul imunoglobulin yang sangat bervariasi ini sendiri dibagi menjadi wilayah hipervariabel dan kerangka. Keanekaragaman dalam alasan hipervariabel, seperti yang mungkin disarankan oleh intuisi Anda, bertanggung jawab atas rentang antigen menakjubkan yang mampu dikenali oleh imunoglobulin, dengan gaya kunci-dalam-kunci.

IgA menyumbang sekitar 15 persen dari antibodi dalam sistem manusia, menjadikannya jenis imunoglobulin kedua yang paling umum. Namun, hanya sekitar 6 persen yang ditemukan dalam serum darah. Dalam serum, ditemukan dalam bentuk monomernya – yaitu, sebagai molekul tunggal dalam bentuk Y seperti dijelaskan di atas. Namun, dalam sekresinya, ia ada sebagai dimer, atau dua monomer Y yang dihubungkan bersama. Faktanya, bentuk dimer lebih umum, karena IgA terlihat dalam berbagai sekresi biologis, termasuk susu, air liur, air mata, dan lendir. Ini cenderung tidak spesifik dalam hal jenis kehadiran asing yang ditargetkan. Kehadirannya pada selaput lendir membuatnya menjadi penjaga gerbang penting di lokasi yang rentan secara fisik, atau tempat di mana mikroba dapat dengan mudah menemukan jalan lebih dalam ke dalam tubuh.

IgA memiliki waktu paruh lima hari. Bentuk sekretori sebagai total empat situs di mana untuk mengikat antigen, dua per monomer Y. Ini benar disebut situs pengikatan epitop, karena epitop adalah bagian spesifik dari setiap penyerbu yang memicu reaksi kekebalan. Karena ditemukan di selaput lendir yang terkena enzim pencernaan tingkat tinggi, IgA memiliki komponen sekretori yang mencegahnya didegradasi oleh enzim ini.

IgD membentuk sekitar 0,2 persen dari antibodi serum, atau sekitar 1 dari 500. Ini adalah monomer dan memiliki dua situs pengikatan epitop.

IgD ditemukan melekat pada permukaan limfosit B sebagai reseptor sel B (juga disebut sIg), di mana ia diyakini mengontrol aktivasi dan supresi limfosit B sebagai respons terhadap sinyal dari imunoglobulin yang bersirkulasi dalam darah plasma. IgD mungkin menjadi faktor dalam eliminasi aktif limfosit B dengan menghasilkan auto-antibodi yang reaktif sendiri. Meskipun tampaknya aneh bahwa antibodi akan menyerang sel yang membuatnya, terkadang eliminasi ini dapat mengontrol dan respon imun yang terlalu bersemangat atau salah arah, atau mengeluarkan sel-B dari kumpulan ketika mereka rusak dan tidak lagi mensintesis membantu produk.

Selain perannya sebagai reseptor permukaan sel de facto, IgD ditemukan pada tingkat yang lebih rendah dalam darah dan cairan limfatik. Juga diperkirakan pada beberapa orang untuk bereaksi dengan haptens tertentu (subunit antigen) pada penisilin, yang mungkin menyebabkan beberapa orang alergi terhadap antibiotik ini; itu juga dapat bereaksi dengan protein darah biasa yang tidak berbahaya dengan cara yang sama, sehingga mempengaruhi respons autoimun.

IgE adalah yang paling langka dari lima kelas imunoglobulin, terhitung hanya sekitar 0,002 persen dari antibodi serum, atau sekitar 1/50.000 dari semua imunoglobulin yang bersirkulasi. Namun demikian, ia memainkan peran penting dalam respon imun.

Seperti IgD, IgE adalah monomer dan memiliki dua situs pengikatan antigenik, satu di setiap "lengan". Ini memiliki waktu paruh pendek dua hari. Ini terikat pada sel mast dan basofil, yang bersirkulasi dalam darah. Dengan demikian, ini adalah mediator reaksi alergi. Ketika antigen mengikat bagian Fab dari molekul IgE yang terikat pada sel mast, ini menyebabkan sel mast melepaskan histamin ke dalam aliran darah. IgE juga mengambil bagian dalam lisis, atau degradasi kimia, parasit dari berbagai protozoa (pikirkan amuba dan penyerbu uniseluler atau multiseluler lainnya). IgE juga dibuat sebagai respons terhadap keberadaan cacing (cacing parasit) dan artropoda tertentu.

Kadang-kadang, IgE juga memainkan peran tidak langsung dalam respon imun dengan menggembleng komponen imun lainnya ke dalam tindakan. IgE dapat melindungi permukaan mukosa dengan memulai peradangan. Anda mungkin berpikir bahwa peradangan berkonotasi sesuatu yang tidak diinginkan, karena cenderung menyebabkan rasa sakit dan bengkak. Tetapi peradangan, di antara banyak manfaat kekebalan lainnya, memungkinkan IgG, yang merupakan protein dari jalur komplemen, dan sel darah putih memasuki jaringan untuk menghadapi penyerang.

IgG adalah antibodi dominan dalam tubuh manusia, terhitung 85 persen dari semua imunoglobulin. Sebagian dari ini karena waktu paruhnya yang panjang, meskipun bervariasi, yaitu tujuh hingga 23 hari, tergantung pada subkelas IgG yang bersangkutan.

Seperti tiga dari lima jenis imunoglobulin, IgG ada sebagai monomer. Hal ini ditemukan terutama dalam darah dan getah bening. Ini memiliki kemampuan unik untuk melewati plasenta pada wanita hamil, memungkinkannya untuk melindungi janin yang belum lahir dan bayi yang baru lahir. Kegiatan utamanya termasuk meningkatkan fagositosis dalam makrofag (sel "pemakan" khusus) dan neutrofil (jenis lain dari sel darah putih); menetralkan racun; dan menonaktifkan virus dan membunuh bakteri. Ini memberi IgG berbagai fungsi, cocok untuk antibodi yang begitu lazim dalam sistem. Biasanya antibodi kedua di tempat kejadian ketika penyerbu hadir, mengikuti di belakang IgM. Kehadirannya sangat meningkat dalam respon anamnestik tubuh. "Anamnestik" diterjemahkan menjadi "tidak lupa," dan IgM merespons penyerang yang telah ditemui sebelumnya dengan lonjakan langsung dalam jumlah. Akhirnya, bagian Fc dari IgG dapat berikatan dengan sel NK untuk menggerakkan proses yang disebut sitotoksisitas yang dimediasi sel yang bergantung pada antibodi, atau ADCC, yang dapat membunuh atau membatasi efek mikroba yang menyerang.

IgM adalah kolosus dari imunoglobulin. Itu ada sebagai pentameter, atau sekelompok lima monomer IgM terikat. IgM memiliki waktu paruh yang pendek (sekitar lima hari) dan membentuk sekitar 13 hingga 15 persen antibodi serum. Yang penting, ini juga merupakan garis pertahanan pertama di antara empat saudara kandung antibodinya, menjadi imunoglobulin pertama yang dibuat selama respons imunologis yang khas.

Karena IgM adalah pentamer, ia memiliki 10 situs pengikatan epitop, menjadikannya musuh yang sengit. Lima bagian Fc-nya, seperti kebanyakan imunoglobulin lainnya, dapat mengaktifkan jalur protein-komplemen, dan sebagai "penanggap pertama" adalah jenis antibodi yang paling efisien dalam hal ini. IgM mengaglutinasi bahan yang menyerang, memaksa potongan individu untuk saling menempel agar lebih mudah dibersihkan dari tubuh. Ini juga mempromosikan lisis dan fagositosis mikroorganisme, dengan afinitas khusus untuk mengusir bakteri.

Bentuk monomer IgM memang ada dan ditemukan terutama pada permukaan limfosit B sebagai reseptor atau sIg (seperti halnya IgD). Menariknya, tubuh sudah menghasilkan tingkat IgM dewasa pada usia sembilan bulan.

Berkat variabilitas yang sangat tinggi dari bagian hipervariabel dari komponen Fab masing-masing dari lima imunoglobulin, sejumlah besar antibodi unik dapat dibuat di lima formal kelas. Hal ini ditambah dengan fakta bahwa rantai L dan H juga datang dalam sejumlah isotipe, atau rantai yang susunannya sama tetapi mengandung asam amino yang berbeda. Faktanya, ada 45 gen rantai L "kappa" yang berbeda, 34 gen rantai L "lambda" dan 90 gen rantai H dengan total 177, yang pada gilirannya menghasilkan lebih dari tiga juta kombinasi gen yang unik.

Ini masuk akal dari sudut pandang evolusi dan kelangsungan hidup. Sistem kekebalan tidak hanya harus siap untuk menghadapi penyerang yang sudah "diketahui" tentangnya, tetapi juga harus siap untuk menciptakan respons yang optimal. untuk penyerbu yang belum pernah dilihatnya atau, dalam hal ini, yang sifatnya baru, seperti virus influenza yang telah berevolusi sendiri melalui mutasi. Interaksi tuan rumah-penyerbu dari waktu ke waktu dan lintas spesies mikroba dan vertebrata benar-benar tidak lebih dari "perlombaan senjata" yang berkelanjutan dan tak berkesudahan.