Kokios yra penkios imunoglobulinų klasės?

Imunoglobulinai, dar vadinami antikūnais, yra glikoproteino molekulės, kurios sudaro svarbią molekulės dalį imuninė sistema, kuri yra labiau atsakinga už kovą su infekcinėmis ligomis ir svetimomis „invazijomis“ apskritai. Antikūnai dažnai sutrumpintai vadinami „Ig“, randami žmonių ir kitų stuburinių gyvūnų kraujyje ir kituose kūno skysčiuose. Jie padeda nustatyti ir sunaikinti svetimas medžiagas, tokias kaip mikrobai (pvz., Bakterijos, pirmuonių parazitai ir virusai).

Imunoglobulinai skirstomi į penkias kategorijas: IgA, IgD, IgE, IgG ir IgM. Žmogaus kūne reikšmingas kiekis randamas tik IgA, IgG ir IgM, tačiau visi jie yra svarbūs arba potencialiai svarbūs žmogaus imuninio atsako veiksniai.

Imunoglobulinus gamina B-limfocitai, kurie yra leukocitų (baltųjų kraujo kūnelių) klasė. Tai simetriškos Y formos molekulės, susidedančios iš dviejų ilgesnių sunkių (H) grandinių ir dviejų trumpesnių lengvų (L) grandinių. Schemiškai Y „kamienas“ apima dvi L grandines, kurios išsiskiria maždaug per pusę nuo imunoglobulino molekulės apačios iki viršaus ir išsiskiria maždaug 90 laipsnių kampu. Dvi L grandinės eina išilgai Y „rankų“ arba H grandinių dalių virš padalijimo taško. Taigi, tiek stiebas (dvi H grandinės), tiek abi „rankos“ (viena H grandinė, viena L grandinė) susideda iš dviejų lygiagrečių grandinių. L grandinės yra dviejų tipų - kapa ir lambda. Šios grandinės visos sąveikauja arba disulfido (S-S), arba vandenilio ryšiais.

Imunoglobulinus taip pat galima suskirstyti į pastovias (C) ir kintamas (V) dalis. C dalys nukreipia tiesioginę veiklą, kurioje dalyvauja visi arba dauguma imunoglobulinų, o V sritys jungiasi prie specifinių - antigenai (t. y. baltymai, signalizuojantys apie tam tikros bakterijos, viruso ar kitos svetimos molekulės buvimą arba subjektas). Antikūnų „rankos“ formaliai vadinamos Fab regionais, kur „Fab“ reiškia „antigeną surišančią fragmentą“; V dalis apima tik pirmąsias 110 Fab regiono aminorūgščių, o ne visą dalyką, nes Fab dalys arčiausiai Y šakos taško esančios rankos yra gana pastovios tarp skirtingų antikūnų ir laikomos C dalimi regione.

Pagal analogiją, apsvarstykite tipišką automobilio raktą, kurio raktas yra dalis, kuri yra bendra daugeliui raktų, neatsižvelgiant į konkrečią transporto priemonę yra suprojektuotas veikti (pvz., dalis, kurią laikote rankoje, kai ją naudojate) ir dalis, skirta tik transporto priemonei klausimas. Rankenos dalį galima palyginti su antikūno C komponentu, o specializuotą - su V komponentu.

C komponento dalis, esanti po Y atšaka, vadinama Fc sritimi, gali būti laikoma antikūnų operacijos smegenimis. Nesvarbu, ką V regionas yra skirtas tam tikro tipo antikūnams atlikti, C regionas kontroliuoja savo funkcijų vykdymą. IgG ir IgM C regionas aktyvina komplemento kelią, kuris yra nespecifinio „pirmosios gynybos linijos“ imuninės sistemos rinkinys. atsakai, susiję su uždegimu, fagocitoze (kai specializuotos ląstelės fiziškai sugeria svetimkūnius) ir ląstelių degradacija. IgG C sritis jungiasi su šiais fagocitais, taip pat su „natūralių žudikų“ (NK) ląstelėmis; IgE C sritis jungiasi prie putliųjų ląstelių, bazofilų ir eozinofilų.

Kalbant apie V srities duomenis, ši labai kintanti imunoglobulino molekulės juosta pati yra padalinta į hipervariabilius ir karkasinius regionus. Hipervarijuotos priežasties įvairovė, kaip tikriausiai rodo jūsų intuicija, yra atsakinga už nuostabų antigenų, kuriuos imunoglobulinai gali atpažinti, klavišą užrakto stiliumi.

IgA sudaro apie 15 procentų antikūnų žmogaus sistemoje, todėl tai yra antra pagal paplitimą imunoglobulino rūšis. Tačiau kraujo serume randama tik apie 6 proc. Serume jis randamas monomerine forma, tai yra kaip viena Y formos molekulė, kaip aprašyta aukščiau. Tačiau savo sekretoriuje jis egzistuoja kaip dimeris arba du sujungiami Y monomerai. Tiesą sakant, dimerinė forma yra dažnesnė, nes IgA pastebima įvairiausiose biologinėse sekrecijose, įskaitant pieną, seiles, ašaras ir gleives. Jis paprastai būna nespecifinis pagal tai, kokio tipo užsienio atstovams jis skirtas. Dėl jo buvimo ant gleivių jis tampa svarbiu vartų sargu fiziškai pažeidžiamose vietose arba vietose, kur mikrobai gali lengvai rasti gilesnį kūną.

IgA pusinės eliminacijos laikas yra penkios dienos. Sekrecijos forma sudaro keturias vietas, kuriose surišami antigenai, po du Y monomerui. Tai tinkamai vadinamos epitopą rišančiomis vietomis, nes epitopas yra specifinė bet kurio įsibrovėlio dalis, sukelianti imuninę reakciją. Kadangi IgA yra gleivinėse, kurios yra veikiamos didelio virškinimo fermentų kiekio, IgA turi sekrecinį komponentą, kuris neleidžia jo suardyti šiems fermentams.

IgD sudaro apie 0,2 proc. Antikūnų serume arba maždaug 1 iš 500. Tai yra monomeras ir turi dvi epitopus rišančias vietas.

IgD randamas prijungtas prie B-limfocitų paviršiaus kaip B ląstelių receptorius (dar vadinamas sIg), kur, kaip manoma, jis kontroliuoti B-limfocitų aktyvavimą ir slopinimą reaguojant į kraujyje cirkuliuojančių imunoglobulinų signalus plazma. IgD gali būti aktyvaus B-limfocitų šalinimo veiksnys, generuojant savaime reaguojančius auto antikūnus. Nors atrodo įdomu, kad antikūnai kada nors užsipuls jas gaminančiose ląstelėse, kartais šis pašalinimas gali kontroliuoti pernelyg uolus ar neteisingai nukreiptas imuninis atsakas arba paimkite B ląsteles iš baseino, kai jos yra pažeistos ir nebe sintetinamos Produktai.

Be faktinio ląstelės paviršiaus receptoriaus vaidmens, IgD kiek mažiau randama kraujyje ir limfos skysčiuose. Taip pat manoma, kad kai kurie žmonės reaguoja su tam tikrais penicilino haptenais (antigeniniais subvienetais), todėl tikėtina, kad kai kurie žmonės yra alergiški šiam antibiotikui; jis taip pat gali reaguoti su paprastais, nekenksmingais kraujo baltymais, taip sukeldamas autoimuninį atsaką.

IgE yra rečiausias iš penkių imunoglobulinų klasių, sudarantis tik apie 0,002 proc. Antikūnų serume arba maždaug 1/50 000-tą visų cirkuliuojančių imunoglobulinų. Nepaisant to, jis vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį imuniniame atsake.

Kaip ir IgD, taip ir IgE yra monomeras ir turi dvi antigenines jungimosi vietas, po vieną ant kiekvienos „rankos“. Jo pusinės eliminacijos laikas yra trumpas - dvi dienos. Jis jungiasi prie putliųjų ląstelių ir bazofilų, kurie cirkuliuoja kraujyje. Tai yra alerginių reakcijų tarpininkas. Kai antigenas susijungia su IgE molekulės Fab dalimi, susijungusia su putliąja ląstele, tai sukelia putliųjų ląstelių histamino išsiskyrimą į kraują. IgE taip pat dalyvauja pirmuonių veislės parazitų (manau, kad amebos ir kiti vienaląsčiai ar daugialąsčiai įsibrovėliai) lizėje arba cheminiame skaidyme. IgE taip pat gaminamas reaguojant į helmintų (parazitinių kirminų) ir tam tikrų nariuotakojų buvimą.

Kartais IgE taip pat vaidina netiesioginį vaidmenį imuniniame atsake, sukeldamas kitus imuninius komponentus. IgE gali apsaugoti gleivinės paviršius inicijuodamas uždegimą. Galite manyti, kad uždegimas reiškia kažką nepageidaujamo, nes jis gali sukelti skausmą ir patinimą. Tačiau uždegimas, be daugelio kitų jo imuninės naudos, leidžia IgG, kuris yra baltymai iš komplemento kelių, ir baltųjų kraujo kūnelių patekti į audinius, kad galėtų susidurti su įsibrovėliais.

IgG yra dominuojantis antikūnas žmogaus organizme, sudarantis milžiniškus 85 procentus visų imunoglobulinų. Dalis to yra dėl ilgo, nors ir kintančio, pusinės eliminacijos periodo nuo septynių iki 23 dienų, atsižvelgiant į nagrinėjamą IgG poklasį.

Kaip ir trys iš penkių imunoglobulino tipų, IgG egzistuoja kaip monomeras. Jo daugiausia yra kraujyje ir limfoje. Ji turi unikalią galimybę nėščioms moterims kirsti placentą, leidžiančią apsaugoti negimusį vaisių ir naujagimį. Pagrindinė jo veikla yra makrofagų (specializuotų „valgytojų“ ląstelių) ir neutrofilų (kitos rūšies baltųjų kraujo kūnelių) fagocitozės stiprinimas; neutralizuoti toksinus; ir inaktyvinant virusus bei naikinant bakterijas. Tai suteikia IgG plačią funkcijų paletę, tinkančią antikūnams, kurie taip paplitę sistemoje. Paprastai tai yra antrasis antikūnas scenoje, kai įsibrovėlis yra šalia IgM. Anamnezės metu organizme labai padidėja jo buvimas. „Anamnestikas“ reiškia „nepamiršti“, o IgM į užpuoliką, su kuriuo buvo susidūręs anksčiau, atsako nedelsdamas. Galiausiai IgG Fc dalis gali prisijungti prie NK ląstelių, kad sukeltų procesą, vadinamą nuo antikūnų priklausomu ląstelių sukeltu citotoksiškumu arba ADCC, kuris gali užmušti arba apriboti įsiveržiančių mikrobų poveikį.

IgM yra imunoglobulinų kolosas. Jis egzistuoja kaip pentametras arba penkių surištų IgM monomerų grupė. IgM pusperiodis yra trumpas (apie penkias dienas) ir sudaro apie 13–15 procentų antikūnų serume. Svarbu tai, kad tai yra ir pirmoji gynybos linija tarp keturių antikūnų brolių ir seserų, tai yra pirmasis imunoglobulinas, pagamintas tipinio imunologinio atsako metu.

Kadangi IgM yra pentameras, jame yra 10 epitopų surišimo vietų, todėl jis yra nuožmus priešininkas. Penkios jo Fc porcijos, kaip ir daugumos kitų imunoglobulinų, gali suaktyvinti komplemento-baltymo kelią ir yra „pirmasis atsakas“ šiuo atžvilgiu efektyviausias antikūnų tipas. IgM agliutinuoja įsiveržiančią medžiagą, priverčdamas atskirus gabalus sulipti, kad būtų lengviau išvalyti iš kūno. Tai taip pat skatina mikroorganizmų lizę ir fagocitozę, ypač būdinga išstumti bakterijas.

Egzistuoja monomerinės IgM formos, kurios daugiausia randamos B-limfocitų paviršiuje kaip receptoriai arba sIg (kaip ir IgD). Įdomu tai, kad iki devynių mėnesių organizme jau susidarė IgM lygis.

Dėka labai didelio kiekvieno iš penkių Fab komponento hipervarijuojamosios dalies kintamumo imunoglobulinai, per penkis oficialius galima sukurti astronominį unikalių antikūnų skaičių klasės. Tai papildo faktas, kad L ir H grandinės taip pat turi daugybę izotipų arba grandinių, kurios yra paviršutiniškai vienodos, tačiau turi skirtingas amino rūgštis. Iš tikrųjų yra 45 skirtingi „kapa“ L grandinės genai, 34 „lambda“ L grandinės genai ir 90 H grandinės genų iš viso 177, savo ruožtu duodami daugiau nei trys milijonai unikalių genų derinių.

Tai prasminga evoliucijos ir išlikimo požiūriu. Imuninė sistema turi būti pasirengusi ne tik susidurti su įsibrovėliais, apie kuriuos ji jau žino, bet ir būti pasirengusi sukurti optimalų atsaką įsibrovėliams, kurių jis niekada nematė, arba šiuo klausimu, kurie yra visiškai nauji, pavyzdžiui, gripo virusai, kurie patys išsivystė per mutacijos. Šeimininko ir įsibrovėlio sąveika bėgant laikui ir tarp mikrobų bei stuburinių gyvūnų rūšių yra tik ne kas kita, kaip nenutrūkstamos „nesibaigiančios ginklų lenktynės“.