מהן חמש הסוגים של אימונוגלובולינים?

אימונוגלובולינים, הנקראים גם נוגדנים, הם מולקולות גליקופרוטאין המהוות חלק חשוב מערכת החיסון, שאחראית להילחם במחלות זיהומיות ו"פלישות "זרות יותר בדרך כלל. לעתים קרובות בקיצור "Ig", נוגדנים נמצאים בדם ובנוזלי גוף אחרים של בני אדם ובעלי חוליות אחרים. הם עוזרים בזיהוי והשמדת חומרים זרים כגון חיידקים (למשל, חיידקים, טפילים פרוטוזואניים ווירוסים).

אימונוגלובולינים מסווגים לחמש קטגוריות: IgA, IgD, IgE, IgG ו- IgM. רק IgA, IgG ו- IgM נמצאים בכמויות משמעותיות בגוף האדם, אך כולם תורמים חשובים או פוטנציאליים חשובים לתגובת החיסון האנושית.

אימונוגלובולינים מיוצרים על ידי לימפוציטים מסוג B, שהם סוג של לויקוציטים (תאי דם לבנים). מדובר במולקולות סימטריות בצורת Y המורכבות משתי שרשראות כבדות (H) ארוכות יותר ושתי שרשראות אור (L) קצרות יותר. מבחינה סכמטית, "הגזע" של ה- Y כולל את שתי שרשראות ה- L, המתפצלות בערך במחצית התחתונה לחלק העליון של מולקולת האימונוגלובולין ומתפצלות בזווית של בערך 90 מעלות. שתי שרשראות ה- L עוברות לאורך החלק החיצוני של "זרועות" ה- Y, ​​או את החלקים של שרשראות ה- H שמעל נקודת הפיצול. לפיכך, גם הגזע (שתי שרשראות H) ושתי ה"זרועות "(שרשרת H אחת, שרשרת L אחת) מורכבות משתי שרשראות מקבילות. שרשראות ה- L מגיעות בשני סוגים, קאפה ולמבה. שרשראות אלה פועלות זו בזו באמצעות קשרים דו-סולפידיים (S-S) או קשרי מימן.

ניתן להפריד אימונוגלובולינים לחלקים קבועים (C) ומשתנים (V). ה- C מנות פעילויות ישירות בהן משתתפות כל האימונוגלובולינים או רובם, ואילו אזורי ה- V נקשרים לספציפיים אנטיגנים (כלומר, חלבונים המסמנים נוכחות של חיידק מסוים, וירוס או מולקולה זרה אחרת או יֵשׁוּת). "זרועות" הנוגדנים נקראות באופן רשמי אזורי Fab, כאשר "Fab" פירושו "קטע מחייב אנטיגן"; חלק ה- V של זה כולל רק את 110 חומצות האמינו הראשונות של אזור Fab, לא את כל העניין, כמו החלקים של ה- Fab הזרועות הקרובות לנקודת הענף של ה- Y קבועות למדי בין נוגדנים שונים ונחשבות לחלק מה- C אזור.

בדרך של אנלוגיה, שקול מפתח רכב טיפוסי, שיש בו חלק המשותף לרוב המפתחות ללא קשר לרכב הספציפי שהמפתח מיועד לתפעול (למשל החלק שאתה מחזיק ביד בעת השימוש בו) וחלק שהוא ספציפי רק לרכב שב שְׁאֵלָה. ניתן לדמות את חלק הידית למרכיב C של נוגדן ואת החלק המיוחד למרכיב V.

החלק של רכיב C שמתחת לענף Y, הנקרא אזור Fc, עשוי להיות המחשבה כמוח של פעולת הנוגדן. לא משנה מה נועד V אזור לעשות בסוג נתון של נוגדן, אזור C שולט בביצוע תפקידיו. אזור ה- C של IgG ו- IgM הוא זה שמפעיל את מסלול ההשלמה, שהם מערכת חסין "קו הגנה ראשון" לא ספציפי. תגובות המעורבות בדלקת, פגוציטוזיס (בה תאים מיוחדים בולעים גופים זרים פיזית) והשפלה של תאים. אזור C של IgG נקשר לפאגוציטים אלה כמו גם לתאי "רוצח טבעי" (NK); אזור C של IgE נקשר לתאי תורן, בזופילים ואאוזינופילים.

באשר לפרטים של אזור V, רצועה זו המשתנה מאוד של מולקולת האימונוגלובולין מחולקת בעצמה לאזורים משתנים וריבוניים. גיוון בסיבה ההיפר-משתנה, כפי שמציע כנראה האינטואיציה שלך, אחראי על מגוון האנטיגנים המדהים שאימונוגלובולינים מסוגלים לזהות, בסגנון מפתח-נעילה.

IgA מהווה כ -15% מהנוגדנים במערכת האנושית, מה שהופך אותו לסוג השני של אימונוגלובולין בשכיחותו. רק בסביבות הדם נמצא כשישה אחוזים. בסרום הוא נמצא בצורתו המונומרית - כלומר כמולקולה יחידה בצורת Y כמתואר לעיל. בהפרשתו, לעומת זאת, הוא קיים כדימר, או שניים מהמונומרים Y המקושרים זה לזה. למעשה, הצורה הדימרית שכיחה יותר, מכיוון ש- IgA נראה במגוון רחב של הפרשות ביולוגיות, כולל חלב, רוק, דמעות וריר. זה נוטה להיות לא ספציפי מבחינת סוגי הנוכחות הזרה שהוא מכוון אליו. נוכחותה על קרומי הריר הופכת אותה לשומרת שער חשובה במקומות פגיעים פיזית, או לנקודות בהן חיידקים עשויים למצוא דרכים עמוקות יותר בגוף.

ל- IgA מחצית חיים של חמישה ימים. צורת ההפרשה היא בסך הכל ארבעה אתרים שבהם נקשר אנטיגנים, שניים לכל מונומר Y. אלה נקראים כראוי אתרי קשירת אפיטופים, מכיוון שהאפיטופ הוא החלק הספציפי של כל פולש שמפעיל תגובה חיסונית. מכיוון שהוא נמצא בריריות שנחשפות לרמות גבוהות של אנזימי עיכול, ל- IgA יש מרכיב מופרש המונע את פירוקו על ידי אנזימים אלה.

IgD מהווה כ -0.2 אחוז מנוגדני הסרום, או כ -1 מתוך 500. זהו מונומר ויש לו שני אתרים המחייבים אפיטופים.

IgD נמצא מחובר לפני השטח של לימפוציטים B כקולטן לתאי B (נקרא גם sIg), שם הוא האמין כי לשלוט על הפעלת דיכוי B ודיכוי בתגובה לאותות מאימומוגלובולינים שמסתובבים בדם פְּלַסמָה. IgD עשוי להיות גורם בחיסול פעיל של לימפוציטים מסוג B על ידי יצירת נוגדנים אוטומטיים בתגובה עצמית. למרות שזה נראה סקרן שנוגדנים יתקפו אי פעם את התאים שיוצרים אותם, לפעמים חיסול זה עשוי לשלוט על תגובה חיסונית יתר על המידה או מופנית באופן שגוי, או להוציא תאי B מהבריכה כשהם פגומים וכבר אינם מסנתזים מועילים מוצרים.

בנוסף לתפקידו כקולטן בפועל של תא התא, IgD נמצא במידה פחותה בדם ובנוזל הלימפה. כמו כן, אנשים מסוימים חושבים להגיב עם הופטנים מסוימים (יחידות משנה אנטיגניות) על פניצילין, וזו ככל הנראה הסיבה שאנשים מסוימים אלרגיים לאנטיביוטיקה זו; זה יכול גם להגיב עם חלבוני דם רגילים ולא מזיקים באותו אופן, ובכך להשפיע על תגובה אוטואימונית.

IgE הוא הנדיר ביותר מבין חמש הסוגים של אימונוגלובולינים, המהווה רק כ- 0.002 אחוזים מהנוגדנים בסרום, או כ -1 / 50,000 מכלל האימונוגלובולינים במחזור. עם זאת, הוא ממלא תפקיד חיוני בתגובה החיסונית.

כמו IgD, גם IgE הוא מונומר ויש לו שני אתרי קשירה אנטיגניים, אחד על כל "זרוע". יש לו מחצית חיים קצרה של יומיים. הוא קשור לתאי תורן ובזופילים, שמסתובבים בדם. ככזה, הוא מתווך של תגובות אלרגיות. כאשר אנטיגן נקשר לחלק Fab של מולקולת IgE הקשור לתא תורן, הדבר גורם לתא התורן לשחרר היסטמין לזרם הדם. IgE לוקח גם חלק בפירוק, או השפלה כימית, של טפילים מזן פרוטוזואני (חשוב על אמבות ופולשים חד תאיים או רב תאיים אחרים). IgE מיוצר גם בתגובה לנוכחותם של בעלי חיים (תולעים טפיליות) ופרוקי רגליים מסוימים.

לעיתים, ל- IgE יש תפקיד עקיף בתגובת החיסון על ידי גלוון מרכיבים חיסוניים אחרים לפעולה. IgE יכול להגן על משטחי הרירית על ידי התחלת דלקת. אתה עשוי לחשוב שדלקת קשורה למשהו לא רצוי, מכיוון שהיא נוטה לגרום לכאב ונפיחות. אך דלקת, בין יתרונותיה החיסוניים האחרים, מאפשרת ל- IgG, שהם חלבונים ממסלולי ההשלמה, ולתאי דם לבנים להיכנס לרקמות כדי להתעמת עם פולשים.

IgG הוא הנוגדן הדומיננטי בגוף האדם, ומהווה עצום של 85 אחוזים מכלל אימונוגלובולינים. חלק מזה נובע מחצי החיים הארוך, אם כי המשתנה, בין שבעה ל -23 יום, תלוי בתת-סוג ה- IgG המדובר.

כמו שלושה מתוך חמשת סוגי האימונוגלובולינים, IgG קיים כמונומר. זה נמצא בעיקר בדם ובלימפה. יש לו את היכולת הייחודית לחצות את השליה אצל נשים בהריון, ומאפשר לה להגן על העובר שטרם נולד ועל התינוק שזה עתה נולד. פעילויותיה העיקריות כוללות שיפור הפגוציטוזיס במקרופאגים (תאי "אוכלים" מיוחדים) ובנויטרופילים (סוג אחר של כדוריות דם לבנות); נטרול רעלים; והשבתת נגיפים והריגת חיידקים. זה נותן ל- IgG פלטה רחבה של פונקציות, המתאימות לנוגדן השכיח כל כך במערכת. זה בדרך כלל הנוגדן השני במקום בו נמצא פולש, שעוקב מקרוב אחרי IgM. נוכחותו מוגברת במידה ניכרת בתגובה הלא-חמורתית של הגוף. "Anamnestic" מתרגם ל"לא לשכוח ", ו- IgM מגיב לפולש שנתקל בו בעבר עם עלייה מיידית במספרו. לבסוף, חלק ה- Fc ב- IgG יכול להיקשר לתאי NK כדי להניע תהליך הנקרא ציטוטוקסיות בתיווך תאים הנוגעת לנוגדנים, או ADCC, אשר יכול להרוג או להגביל את ההשפעות של חיידקים פולשים.

IgM הוא הקולוסוס של אימונוגלובולינים. זה קיים כחומש, או כקבוצה של חמישה מונומרים IgM קשורים. ל- IgM יש מחצית חיים קצרה (כחמישה ימים) והיא מהווה כ- 13 עד 15 אחוז מהנוגדנים בסרום. חשוב לציין כי זהו גם קו ההגנה הראשון בקרב ארבעת אחיו הנוגדנים, והוא האימונוגלובולין הראשון שנעשה במהלך תגובה אימונולוגית אופיינית.

מכיוון ש- IgM הוא מחומש, יש לו 10 אתרים המחייבים אפיטופים, מה שהופך אותו ליריב עז. חמשת מנות ה- Fc שלה, כמו אלה של רוב האימונוגלובולינים האחרים, יכולות להפעיל את מסלול החלבון המשלים, וכ"מגיב ראשון "הוא הסוג היעיל ביותר של נוגדן בעניין זה. IgM מצטבר חומרים פולשים, ומשכנע חתיכות בודדות להידבק יחד לצורך ניקוי קל יותר מהגוף. זה גם מקדם תמוגה ופאגוציטוזה של מיקרואורגניזמים, עם זיקה מסוימת להדחת חיידקים.

צורות מונומריות של IgM קיימות ונמצאות בעיקר על פני השטח של לימפוציטים מסוג B כקולטנים או כ- SIg (כמו ב- IgD). מעניין שהגוף כבר ייצר רמות IgM למבוגרים עד גיל תשעה חודשים.

בזכות השונות הגבוהה מאוד של החלק ההיפר-משתנה של רכיב ה- Fab של כל אחד מהחמישה אימונוגלובולינים, ניתן ליצור מספר אסטרונומי של נוגדנים ייחודיים על פני חמשת הפורמלים שיעורים. זה מתוגבר על ידי העובדה שרשתות L ו- H מגיעות גם במספר איזוטיפים, או שרשראות זהות באופן שטחי בהסדרן אך מכילות חומצות אמינו שונות. למעשה, ישנם 45 גנים שונים של שרשרת L "קאפה", 34 גנים של שרשרת L "למבה" ו- 90 גנים של שרשרת H בסך כולל של 177, בתורם מניבים למעלה משלושה מיליון שילובים ייחודיים של גנים.

זה הגיוני מנקודת מבט של אבולוציה והישרדות. לא רק שמערכת החיסון חייבת להיות מוכנה להתעמת עם פולשים שהיא כבר "יודעת" עליה, אלא גם להיות מוכנה ליצור תגובה אופטימלית לפולשים שמעולם לא ראתה או, לצורך העניין, שהם חדשים לגמרי באופיים, כמו נגיפי שפעת שהתפתחו בעצמם באמצעות מוטציות. האינטראקציה בין המארח לפולש לאורך זמן ובין מינים מיקרוביאליים וחולייתנים היא לא יותר מאשר "מירוץ חימוש" מתמשך.