Kādas ir piecas imūnglobulīnu klases?

Imūnglobulīni, saukti arī par antivielām, ir glikoproteīnu molekulas, kas veido svarīgu imūnsistēma, kas vairāk atbild par cīņu pret infekcijas slimībām un ārvalstu "iebrukumiem" vispārīgi. Antivielas, kuras bieži saīsina kā "Ig", ir atrodamas cilvēku un citu mugurkaulnieku dzīvnieku asinīs un citos ķermeņa šķidrumos. Tie palīdz identificēt un iznīcināt svešas vielas, piemēram, mikrobus (piemēram, baktērijas, vienšūņu parazītus un vīrusus).

Imūnglobulīni tiek klasificēti piecās kategorijās: IgA, IgD, IgE, IgG un IgM. Cilvēka organismā ievērojamā daudzumā ir sastopami tikai IgA, IgG un IgM, bet visi ir svarīgi vai potenciāli svarīgi cilvēka imūnās atbildes veicinātāji.

Imūnglobulīnus ražo B-limfocīti, kas ir leikocītu (balto asins šūnu) klase. Tās ir simetriskas Y formas molekulas, kas sastāv no divām garākām smagām (H) ķēdēm un divām īsākām gaismas (L) ķēdēm. Shematiski Y "kāts" ietver divas L ķēdes, kas sadalās aptuveni pusceļā no imūnglobulīna molekulas apakšas uz augšu un atšķiras aptuveni 90 grādu leņķī. Divas L ķēdes iet gar Y "ieroču" ārpusi vai H ķēdes daļām virs sadalījuma punkta. Tādējādi gan kāts (divas H ķēdes), gan abas "rokas" (viena H ķēde, viena L ķēde) sastāv no divām paralēlām ķēdēm. L ķēdes ir divu veidu, kappa un lambda. Šīs ķēdes visas mijiedarbojas savstarpēji, izmantojot vai nu disulfīda (S-S), vai ūdeņraža saites.

Imūnglobulīnus var arī sadalīt nemainīgās (C) un mainīgās (V) daļās. C daļas ir tiešas darbības, kurās piedalās visi vai lielākā daļa imūnglobulīnu, savukārt V zonas saistās ar specifiskām - antigēni (t.i., olbaltumvielas, kas signalizē par konkrētas baktērijas, vīrusa vai citas svešas molekulas vai vienība). Antivielu "rokas" formāli sauc par Fab reģioniem, kur "Fab" nozīmē "antigēnu saistošs fragments"; V daļa no tā ietver tikai pirmās Fab reģiona 110 pirmās aminoskābes, nevis visu lietu, jo Fab daļas rokas, kas atrodas vistuvāk Y atzarojuma punktam, starp dažādām antivielām ir diezgan nemainīgas un tiek uzskatītas par C daļu novads.

Pēc analoģijas apsveriet tipisku automašīnas atslēgu, kuras atslēga ir daļa, kas ir kopīga lielākajai daļai atslēgu neatkarīgi no konkrētā transportlīdzekļa ir paredzēts darbam (piemēram, detaļa, kuru jūs turat rokā, kad to lietojat) un daļa, kas raksturīga tikai transportlīdzeklim jautājums. Roktura daļu var pielīdzināt antivielas C komponentam un specializēto daļu V komponentam.

C komponenta daļu zem Y atzara, ko sauc par Fc reģionu, var uzskatīt par antivielu darbības smadzenēm. Neatkarīgi no tā, kā V reģions ir paredzēts veikt noteikta veida antivielām, C reģions kontrolē tā funkciju izpildi. IgG un IgM C reģions aktivizē komplementa ceļu, kas ir nespecifiska "pirmās aizsardzības līnijas" imūnkomplekts atbildes reakcijas, kas saistītas ar iekaisumu, fagocitozi (kurā specializētās šūnas fiziski apņem svešķermeņus) un šūnu noārdīšanos. IgG C reģions saistās ar šiem fagocītiem, kā arī ar "dabisko killer" (NK) šūnām; IgE C reģions saistās ar tuklajām šūnām, bazofiliem un eozinofiliem.

Kas attiecas uz V reģiona datiem, šī ļoti mainīgā imūnglobulīna molekulas josla pati ir sadalīta hipervariabilos un karkasa reģionos. Hipervariabla iemesla daudzveidība, kā to droši vien liek domāt jūsu intuīcija, ir atbildīga par apbrīnojamo antigēnu klāstu, ko imūnglobulīni spēj atpazīt, atslēga slēdzenē.

IgA veido apmēram 15 procentus antivielu cilvēka sistēmā, padarot to par otro visizplatītāko imūnglobulīna veidu. Asins serumā tomēr ir tikai aptuveni 6 procenti. Serumā tas ir atrodams monomēra formā - tas ir, kā viena molekula Y formā, kā aprakstīts iepriekš. Sekrēcijā no tā tas tomēr pastāv kā dimērs vai divi no Y monomēriem, kas savienoti kopā. Faktiski dimēra forma ir biežāk sastopama, jo IgA ir redzams visdažādākajās bioloģiskajās sekrēcijās, ieskaitot pienu, siekalas, asaras un gļotas. Tā mēdz būt nespecifiska attiecībā uz ārvalstu klātbūtnes veidiem, uz kuriem tā vērsta. Tā klātbūtne uz gļotu membrānām padara to par nozīmīgu vārtsargu fiziski neaizsargātās vietās vai vietās, kur mikrobi var viegli atrast ceļu dziļāk ķermenī.

IgA pusperiods ir piecas dienas. Sekrēcija veido kopumā četras vietas, kur saistīt antigēnus, divas uz Y monomēru. Tās pareizi sauc par epitopu saistošām vietām, jo ​​epitops ir jebkura iebrucēja specifiskā daļa, kas izraisa imūno reakciju. Tā kā IgA ir atrodams gļotādās, kas pakļautas augstam gremošanas enzīmu līmenim, IgA ir sekrēcijas sastāvdaļa, kas neļauj to noārdīt šiem fermentiem.

IgD veido aptuveni 0,2 procentus no seruma antivielām jeb apmēram 1 no 500. Tas ir monomērs, un tam ir divas epitopu saistošās vietas.

IgD ir atrasts piesaistīts B-limfocītu virsmai kā B-šūnu receptors (saukts arī par sIg), kur, domājams, kontrolēt B-limfocītu aktivāciju un nomākšanu, reaģējot uz asinīs cirkulējošiem imūnglobulīniem plazma. IgD var būt faktors B-limfocītu aktīvajā eliminācijā, radot pašreaktīvas autoantivielas. Lai gan šķiet interesanti, ka antivielas kādreiz uzbruktu šūnām, kas tās veido, dažreiz šī eliminācija var kontrolēt pārmērīga vai nepareiza imūnā atbilde vai izņemiet B šūnas no baseina, kad tās ir bojātas un vairs nesintezē noderīgas produktiem.

Papildus faktiskajai šūnas virsmas receptora lomai IgD mazākā mērā tiek konstatēts asinīs un limfātiskajā šķidrumā. Dažiem cilvēkiem tiek domāts arī reaģēt ar noteiktām penicilīna haptenām (antigēnu apakšvienībām), iespējams, dažiem cilvēkiem ir alerģija pret šo antibiotiku; tas tāpat var reaģēt ar parastiem, nekaitīgiem asins proteīniem, tādējādi izraisot autoimūno reakciju.

IgE ir retākais no piecām imūnglobulīnu grupām, kas veido tikai aptuveni 0,002 procentus no seruma antivielu jeb aptuveni 1/50 000. daļu no visiem cirkulējošajiem imūnglobulīniem. Neskatoties uz to, tam ir būtiska loma imūnreakcijā.

Tāpat kā IgD, arī IgE ir monomērs, un tam ir divas antigēnu saistīšanās vietas, pa vienai uz katras "rokas". Tam ir īss divu dienu pussabrukšanas periods. Tas ir saistīts ar tukšajām šūnām un bazofiliem, kas cirkulē asinīs. Kā tāds tas ir alerģisku reakciju starpnieks. Kad antigēns saistās ar IgE molekulas Fab daļu, kas saistīta ar tuklo šūnu, tas izraisa mastocītu histamīna izdalīšanos asinīs. IgE piedalās arī vienšūņu šķirnes parazītu (domājiet par amēbām un citiem vienšūnu vai daudzšūnu iebrucējiem) lizēšanā vai ķīmiskā noārdīšanā. IgE tiek ražots arī, reaģējot uz helmintu (parazītisko tārpu) un noteiktu posmkāju klātbūtni.

Dažreiz IgE spēlē arī netiešu lomu imūnreakcijā, aktivizējot citus imūnkomponentus darbībā. IgE var aizsargāt gļotādas virsmas, ierosinot iekaisumu. Jūs domājat, ka iekaisums nozīmē kaut ko nevēlamu, jo tas mēdz izraisīt sāpes un pietūkumu. Bet iekaisums, starp daudziem citiem tā imunitātes ieguvumiem, ļauj IgG, kas ir olbaltumvielas no komplementa ceļiem, un balto asins šūnu iekļūt audos, lai stātos pretī iebrucējiem.

IgG ir dominējošā antiviela cilvēka ķermenī, kas veido milzīgus 85 procentus no visiem imūnglobulīniem. Daļa no tā ir saistīta ar tā ilgo, lai arī mainīgo pussabrukšanas periodu no septiņām līdz 23 dienām, atkarībā no attiecīgās IgG apakšklases.

Tāpat kā trīs no pieciem imūnglobulīna veidiem, arī IgG pastāv kā monomērs. Tas galvenokārt atrodas asinīs un limfā. Tam ir unikāla spēja šķērsot placentu grūtniecēm, ļaujot tam aizsargāt nedzimušo augli un jaundzimušo bērnu. Tās galvenās darbības ietver fagocitozes veicināšanu makrofāgos (specializētās "ēdāju" šūnās) un neitrofilos (cita veida balto asins šūnu); neitralizējoši toksīni; un vīrusu inaktivācija un baktēriju iznīcināšana. Tas nodrošina IgG plašu funkciju paleti, kas piemērota antivielai, kas ir tik izplatīta sistēmā. Parasti tā ir otrā antiviela uz skatuves, kad ir iebrucējs, kas seko cieši aiz IgM. Tā klātbūtne ir ievērojami palielināta ķermeņa anamnēzes reakcijā. "Anamnestisks" tulkojumā nozīmē "neaizmirstot", un IgM iebrucējam, ar kuru tas ir saskāries iepriekš, reaģē ar tūlītēju skaita pieaugumu. Visbeidzot, IgG Fc daļa var saistīties ar NK šūnām, lai aktivizētu procesu, ko sauc par antivielu atkarīgu šūnu starpniecības citotoksicitāti vai ADCC, kas var nogalināt vai ierobežot iebrucošo mikrobu iedarbību.

IgM ir imūnglobulīnu koloss. Tas pastāv kā pentametrs vai piecu saistītu IgM monomēru grupa. IgM ir īss pusperiods (apmēram piecas dienas), un tas veido apmēram 13 līdz 15 procentus no antivielu līmeņa serumā. Svarīgi ir tas, ka tā ir arī pirmā aizsardzības līnija starp četriem antivielu brāļiem un māsām, kas ir pirmais imūnglobulīns, kas iegūts tipiskas imunoloģiskas reakcijas laikā.

Tā kā IgM ir pentamērs, tam ir 10 epitopu saistošās vietas, padarot to par sīvu pretinieku. Tās piecas Fc daļas, tāpat kā lielākā daļa citu imūnglobulīnu, var aktivizēt komplementa-olbaltumvielu ceļu, un kā "pirmais atbildētājs" šajā ziņā ir visefektīvākais antivielu veids. IgM aglutinē iebrūkošo materiālu, liekot atsevišķiem gabaliņiem salipt kopā, lai vieglāk notīrītu no ķermeņa. Tas arī veicina mikroorganismu lizēšanu un fagocitozi, ar īpašu afinitāti pret baktēriju izstumšanu.

IgM monomērās formas pastāv, un tās galvenokārt atrodas uz B-limfocītu virsmas kā receptori vai sIg (kā ar IgD). Interesanti, ka līdz deviņu mēnešu vecumam organisms jau ir ražojis IgM līmeni pieaugušajiem.

Pateicoties katras piecas Fab komponentes hipervariējamās daļas ļoti augstajai mainībai imūnglobulīni, piecās formālajās var izveidot astronomisku skaitu unikālu antivielu klases. To papildina fakts, ka L un H ķēdes ir arī vairākos izotipos vai ķēdēs, kuru izkārtojums virspusēji ir vienāds, bet satur dažādas aminoskābes. Faktiski ir 45 dažādi "kappa" L ķēdes gēni, 34 "lambda" L ķēdes gēni un 90 H ķēdes gēni kopā 177, savukārt iegūstot vairāk nekā trīs miljonus unikālu gēnu kombināciju.

Tam ir jēga no evolūcijas un izdzīvošanas viedokļa. Imūnsistēmai jābūt ne tikai gatavai stāties pretī iebrucējiem, par kuriem tā jau ir "zināma", bet arī jābūt gatavai radīt optimālu reakciju iebrucējiem, kurus tā nekad nav redzējusi, vai, kas attiecas uz šo lietu, ir pavisam jauni, piemēram, gripas vīrusi, kas paši ir attīstījušies mutācijas. Saimnieka un iebrucēja mijiedarbība laika gaitā un starp mikrobu un mugurkaulnieku sugām patiesībā ir nekas cits kā notiekoša, nebeidzama "ieroču sacensība".