Quais são as cinco classes de imunoglobulinas?

As imunoglobulinas, também chamadas de anticorpos, são moléculas de glicoproteína que constituem uma parte importante do sistema imunológico, que é responsável por combater doenças infecciosas e "invasões" estrangeiras mais geralmente. Freqüentemente abreviado como "Ig", os anticorpos são encontrados no sangue e outros fluidos corporais de humanos e outros animais vertebrados. Eles ajudam a identificar e destruir substâncias estranhas, como micróbios (por exemplo, bactérias, parasitas protozoários e vírus).

As imunoglobulinas são classificadas em cinco categorias: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Apenas IgA, IgG e IgM são encontrados em quantidades significativas no corpo humano, mas todos são contribuintes importantes ou potencialmente importantes para a resposta imunológica humana.

As imunoglobulinas são produzidas pelos linfócitos B, que são uma classe de leucócitos (glóbulos brancos). Eles são moléculas simétricas em forma de Y que consistem em duas cadeias pesadas mais longas (H) e duas cadeias leves (L) mais curtas. Esquematicamente, a "haste" do Y inclui as duas cadeias L, que se separam cerca da metade da parte inferior para o topo da molécula de imunoglobulina e divergem em um ângulo de aproximadamente 90 graus. As duas cadeias L correm ao longo das partes externas dos "braços" do Y, ou as porções das cadeias H acima do ponto de divisão. Assim, tanto a haste (duas cadeias H) quanto os dois "braços" (uma cadeia H, uma cadeia L) consistem em duas cadeias paralelas. As cadeias L vêm em dois tipos, kappa e lambda. Todas essas cadeias interagem umas com as outras por meio de ligações dissulfeto (S-S) ou ligações de hidrogênio.

As imunoglobulinas também podem ser separadas em porções constantes (C) e variáveis ​​(V). As porções C dirigem atividades nas quais todas ou a maioria das imunoglobulinas participam, enquanto as áreas V se ligam a antígenos (ou seja, proteínas que sinalizam a presença de uma determinada bactéria, vírus ou outra molécula estranha ou entidade). Os "braços" de anticorpos são formalmente chamados de regiões Fab, onde "Fab" significa "fragmento de ligação ao antígeno"; a porção V deste inclui apenas os primeiros 110 aminoácidos da região Fab, não a coisa inteira, como as porções do Fab os braços mais próximos do ponto de ramificação do Y são razoavelmente constantes entre os diferentes anticorpos e são considerados parte do C região.

Por analogia, considere uma chave de carro típica, que tem uma parte que é comum à maioria das chaves, independentemente do veículo específico da chave é projetado para operar (por exemplo, a parte que você segura em sua mão ao usá-la) e uma parte que é específica apenas para o veículo em pergunta. A porção de alça pode ser comparada ao componente C de um anticorpo e a porção especializada ao componente V.

A parte do componente C abaixo do ramo do Y, chamada de região Fc, pode ser considerada o cérebro da operação do anticorpo. Não importa o que a região V é projetada para fazer em um determinado tipo de anticorpo, a região C controla a execução de suas funções. A região C de IgG e IgM é o que ativa a via do complemento, que é um conjunto de "primeira linha de defesa" não específica respostas envolvidas em inflamação, fagocitose (em que células especializadas engolfam fisicamente corpos estranhos) e degradação celular. A região C da IgG liga-se a esses fagócitos, bem como às células "natural killer" (NK); a região C da IgE liga-se aos mastócitos, basófilos e eosinófilos.

Quanto às particularidades da região V, esta faixa altamente variável da molécula de imunoglobulina é ela própria dividida em regiões hipervariáveis ​​e de estrutura. A diversidade na razão hipervariável, como provavelmente sugere sua intuição, é responsável pela incrível variedade de antígenos que as imunoglobulinas são capazes de reconhecer, no estilo chave na fechadura.

IgA é responsável por cerca de 15 por cento dos anticorpos no sistema humano, tornando-se o segundo tipo mais comum de imunoglobulina. No entanto, apenas cerca de 6 por cento é encontrado no soro do sangue. No soro, é encontrado em sua forma monomérica - ou seja, como uma única molécula em forma de Y, conforme descrito acima. Em sua secreção de, entretanto, ele existe como um dímero, ou dois dos monômeros Y ligados entre si. Na verdade, a forma dimérica é mais comum, pois a IgA é observada em uma ampla variedade de secreções biológicas, incluindo leite, saliva, lágrimas e muco. Tende a ser inespecífico em termos dos tipos de presenças estrangeiras que visa. Sua presença nas membranas mucosas o torna um importante guardião em locais fisicamente vulneráveis, ou nos locais em que os micróbios podem facilmente encontrar caminhos mais profundos no corpo.

IgA tem meia-vida de cinco dias. A forma secretora tem um total de quatro locais nos quais se ligam os antígenos, dois por Y monômero. Esses são apropriadamente chamados de sítios de ligação ao epítopo, pois o epítopo é a parte específica de qualquer invasor que desencadeia uma reação imunológica. Por ser encontrada nas membranas mucosas que são expostas a altos níveis de enzimas digestivas, a IgA tem um componente secretor que a impede de ser degradada por essas enzimas.

IgD constitui aproximadamente 0,2 por cento dos anticorpos séricos, ou cerca de 1 em 500. É um monômero e tem dois locais de ligação ao epítopo.

IgD é encontrado ligado à superfície dos linfócitos B como um receptor de células B (também chamado de sIg), onde se acredita que controlar a ativação e supressão de linfócitos B em resposta a sinais de imumoglobulinas que estão circulando no sangue plasma. IgD pode ser um fator na eliminação ativa de linfócitos B pela geração de autoanticorpos autorreativos. Embora pareça curioso que os anticorpos venham a atacar as células que os formam, às vezes essa eliminação pode controlar um resposta imunológica com excesso de zelo ou mal direcionada, ou tirar células B do pool quando elas estão danificadas e não são mais úteis para sintetizar produtos.

Além de seu papel como receptor de fato da superfície celular, a IgD é encontrada em menor extensão no sangue e no fluido linfático. Algumas pessoas também podem reagir com certos haptenos (subunidades antigênicas) à penicilina, o que é provavelmente o motivo pelo qual algumas pessoas são alérgicas a esse antibiótico; também pode reagir com proteínas sanguíneas comuns e inofensivas da mesma maneira, efetuando uma resposta auto-imune.

IgE é a mais rara das cinco classes de imunoglobulinas, respondendo por apenas cerca de 0,002 por cento dos anticorpos séricos, ou cerca de 1/50.000 de todas as imunoglobulinas circulantes. No entanto, ele desempenha um papel vital na resposta imunológica.

Como o IgD, o IgE é um monômero e tem dois sítios de ligação antigênica, um em cada "braço". Sua meia-vida curta é de dois dias. Está ligado aos mastócitos e basófilos, que circulam no sangue. Como tal, é um mediador de reações alérgicas. Quando um antígeno se liga à porção Fab de uma molécula de IgE ligada a um mastócito, isso faz com que o mastócito libere histamina na corrente sanguínea. IgE também participa da lise, ou degradação química, de parasitas da variedade de protozoários (pense em amebas e outros invasores unicelulares ou multicelulares). A IgE também é produzida em resposta à presença de helmintos (vermes parasitas) e certos artrópodes.

Às vezes, a IgE também desempenha um papel indireto na resposta imune ao galvanizar a ação de outros componentes imunes. A IgE pode proteger as superfícies da mucosa ao iniciar a inflamação. Você pode pensar que inflamação conota algo indesejável, pois tende a causar dor e inchaço. Mas a inflamação, entre muitos outros benefícios imunológicos, permite que as IgG, que são proteínas das vias do complemento, e os glóbulos brancos entrem nos tecidos para enfrentar os invasores.

IgG é o anticorpo dominante no corpo humano, respondendo por impressionantes 85 por cento de todas as imunoglobulinas. Parte disso se deve à sua meia-vida longa, embora variável, de sete a 23 dias, dependendo da subclasse de IgG em questão.

Como três dos cinco tipos de imunoglobulina, a IgG existe como um monômero. Pode ser encontrada principalmente no sangue e na linfa. Ele tem a capacidade única de atravessar a placenta em mulheres grávidas, permitindo proteger o feto e o bebê recém-nascido. Suas principais atividades incluem o aumento da fagocitose em macrófagos (células "comedoras" especializadas) e neutrófilos (outro tipo de glóbulo branco); toxinas neutralizantes; e inativar vírus e matar bactérias. Isso dá ao IgG uma ampla paleta de funções, adequada para um anticorpo que é tão prevalente no sistema. Geralmente é o segundo anticorpo na cena quando um invasor está presente, logo atrás de IgM. Sua presença é amplamente aumentada na resposta anamnéstica do corpo. "Anamnestic" significa "não esquecer", e IgM responde a um invasor que encontrou antes com um aumento imediato em seu número. Finalmente, a porção Fc da IgG pode se ligar às células NK para iniciar um processo denominado citotoxicidade mediada por células dependente de anticorpos, ou ADCC, que pode matar ou limitar os efeitos dos micróbios invasores.

IgM é o colosso das imunoglobulinas. Ele existe como um pentâmetro, ou um grupo de cinco monômeros de IgM ligados. IgM tem meia-vida curta (cerca de cinco dias) e constitui aproximadamente 13 a 15 por cento dos anticorpos séricos. É importante ressaltar que também é a primeira linha de defesa entre seus quatro irmãos de anticorpos, sendo a primeira imunoglobulina produzida durante uma resposta imunológica típica.

Como o IgM é um pentâmero, ele possui 10 locais de ligação ao epítopo, o que o torna um adversário feroz. Suas cinco porções Fc, como as da maioria das outras imunoglobulinas, podem ativar a via da proteína do complemento e, como um "primeiro respondedor", é o tipo de anticorpo mais eficiente a esse respeito. O IgM aglutina o material invasor, obrigando as peças individuais a se unirem para uma limpeza mais fácil do corpo. Também promove a lise e a fagocitose de microrganismos, com uma afinidade particular para bactérias exterminadoras.

As formas monoméricas de IgM existem e são encontradas principalmente na superfície dos linfócitos B como receptores ou sIg (como com IgD). Curiosamente, o corpo já produziu níveis adultos de IgM aos nove meses de idade.

Graças à variabilidade muito alta da porção hipervariável do componente Fab de cada um dos cinco imunoglobulinas, um número astronômico de anticorpos únicos, podem ser criados entre os cinco Aulas. Isso é aumentado pelo fato de que as cadeias L e H também vêm em uma série de isotipos, ou cadeias que são superficialmente do mesmo arranjo, mas contêm aminoácidos diferentes. Na verdade, existem 45 genes de cadeia L "kappa" diferentes, 34 genes de cadeia L "lambda" e 90 genes de cadeia H para um total de 177, por sua vez produzindo mais de três milhões de combinações únicas de genes.

Isso faz sentido do ponto de vista da evolução e sobrevivência. Não apenas o sistema imunológico deve estar preparado para enfrentar invasores que já "conhece", mas também deve estar preparado para criar uma resposta ótima a invasores que nunca viu ou, por falar nisso, que são totalmente novos por natureza, como os vírus da gripe que evoluíram por meio de mutações. A interação hospedeiro-invasor ao longo do tempo e entre as espécies microbianas e vertebradas não é nada mais do que uma contínua e interminável "corrida armamentista".