อิมมูโนโกลบูลินห้าคลาสคืออะไร?

อิมมูโนโกลบูลินหรือที่เรียกว่าแอนติบอดีเป็นโมเลกุลของไกลโคโปรตีนที่ประกอบขึ้นเป็นส่วนสำคัญของ ระบบภูมิคุ้มกันซึ่งมีหน้าที่ในการต่อสู้กับโรคติดเชื้อและ "การบุกรุก" จากต่างประเทศมากขึ้น โดยทั่วไป มักเรียกสั้น ๆ ว่า "Ig" ซึ่งพบแอนติบอดีในเลือดและของเหลวในร่างกายของมนุษย์และสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ ช่วยระบุและทำลายสิ่งแปลกปลอม เช่น จุลินทรีย์ (เช่น แบคทีเรีย ปรสิตโปรโตซัว และไวรัส)

อิมมูโนโกลบูลินแบ่งออกเป็น 5 ประเภท ได้แก่ IgA, IgD, IgE, IgG และ IgM มีเพียง IgA, IgG และ IgM เท่านั้นที่พบในร่างกายมนุษย์ในปริมาณมาก แต่ทั้งหมดล้วนมีส่วนสำคัญหรือมีส่วนสำคัญต่อการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของมนุษย์

อิมมูโนโกลบูลินผลิตโดย B-lymphocytes ซึ่งเป็นกลุ่มของเม็ดเลือดขาว (เซลล์เม็ดเลือดขาว) พวกมันคือโมเลกุลรูปตัว Y ที่สมมาตรซึ่งประกอบด้วยสายหนัก (H) ที่ยาวกว่าสองสายและสายเบา (L) ที่สั้นกว่าสองสาย ตามแผนผังแล้ว "ก้าน" ของ Y รวมถึงสาย L สองสาย ซึ่งแยกจากด้านล่างถึงด้านบนของโมเลกุลอิมมูโนโกลบุลินประมาณครึ่งทางและแยกจากกันที่มุมประมาณ 90 องศา โซ่ L สองเส้นวิ่งไปตามด้านนอกของ "แขน" ของ Y หรือส่วนของโซ่ H เหนือจุดแยก ดังนั้น ทั้งก้าน (โซ่ H สองสาย) และ "แขน" ทั้งสอง (สาย H หนึ่งสาย โซ่ L หนึ่งสาย) ประกอบด้วยสายโซ่คู่ขนานสองสาย โซ่ L มาในสองประเภท คัปปาและแลมบ์ดา โซ่เหล่านี้ล้วนมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันผ่านพันธะซัลไฟด์ (S-S) หรือพันธะไฮโดรเจน

อิมมูโนโกลบูลินยังสามารถแยกออกเป็นส่วนคงที่ (C) และส่วนแปรผัน (V) ส่วน C กำหนดกิจกรรมโดยตรงที่อิมมูโนโกลบูลินทั้งหมดหรือส่วนใหญ่มีส่วนร่วม ในขณะที่บริเวณ V ผูกกับเฉพาะ แอนติเจน (เช่น โปรตีนที่ส่งสัญญาณการมีอยู่ของแบคทีเรีย ไวรัส หรือโมเลกุลแปลกปลอมอื่นๆ หรือ นิติบุคคล) "แขน" ของแอนติบอดีถูกเรียกอย่างเป็นทางการว่าบริเวณ Fab โดยที่ "Fab" หมายถึง "ชิ้นส่วนซึ่งจับแอนติเจน"; ส่วน V ของสิ่งนี้รวมเฉพาะกรดอะมิโน 110 ตัวแรกของบริเวณ Fab ไม่ใช่สิ่งทั้งหมดในฐานะส่วนของ Fab แขนที่อยู่ใกล้กับจุดแตกแขนงของ Y ค่อนข้างคงที่ระหว่างแอนติบอดีที่ต่างกันและถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของ C ภูมิภาค.

โดยการเปรียบเทียบให้พิจารณากุญแจรถทั่วไปซึ่งมีส่วนที่เป็นกุญแจทั่วไปโดยไม่คำนึงถึงกุญแจรถโดยเฉพาะ ออกแบบมาเพื่อใช้งาน (เช่น ส่วนที่คุณถือไว้ในมือขณะใช้งาน) และส่วนที่เฉพาะเจาะจงสำหรับรถยนต์ใน คำถาม. ส่วนที่จับสามารถเปรียบได้กับส่วนประกอบ C ของแอนติบอดีและส่วนพิเศษกับส่วนประกอบ V

ส่วนขององค์ประกอบ C ใต้กิ่งก้านของ Y ที่เรียกว่าบริเวณ Fc อาจคิดว่าเป็นสมองของการทำงานของแอนติบอดี ไม่ว่าขอบเขต V จะถูกออกแบบให้ทำสิ่งใดในแอนติบอดีประเภทหนึ่ง ภูมิภาค C จะควบคุมการทำงานของมัน ภูมิภาค C ของ IgG และ IgM เป็นสิ่งที่กระตุ้นเส้นทางเสริม ซึ่งเป็นชุดของภูมิคุ้มกัน "แนวป้องกันแรก" ที่ไม่เฉพาะเจาะจง การตอบสนองที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบ ฟาโกไซโตซิส (ซึ่งเซลล์เฉพาะทางดูดกลืนสิ่งแปลกปลอมทางร่างกาย) และการเสื่อมสภาพของเซลล์ บริเวณ C ของ IgG จับกับฟาโกไซต์เหล่านี้เช่นเดียวกับเซลล์ "นักฆ่าตามธรรมชาติ" (NK) บริเวณ C ของ IgE จับกับแมสต์เซลล์ เบสโซฟิล และอีโอซิโนฟิล

สำหรับรายละเอียดเฉพาะของบริเวณ V แถบที่แปรผันได้สูงของโมเลกุลอิมมูโนโกลบูลินนั้นถูกแบ่งออกเป็นบริเวณที่แปรผันได้สูงและเฟรมเวิร์ก ความหลากหลายในเหตุผลที่แปรผันได้สูง ตามที่สัญชาตญาณของคุณอาจแนะนำ มีส่วนรับผิดชอบต่อแอนติเจนอันน่าทึ่งที่อิมมูโนโกลบูลินสามารถจดจำได้

IgA คิดเป็นประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ของแอนติบอดีในระบบของมนุษย์ ทำให้เป็นอิมมูโนโกลบูลินชนิดที่พบได้บ่อยเป็นอันดับสอง มีเพียงประมาณ 6 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่พบในซีรั่มในเลือด ในซีรัม พบในรูปแบบโมโนเมอร์ นั่นคือเป็นโมเลกุลเดี่ยวที่มีรูปร่าง Y ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น อย่างไรก็ตามในสารคัดหลั่งจาก มันมีอยู่ในรูปของไดเมอร์ หรือโมโนเมอร์ Y สองตัวที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกัน ในความเป็นจริง รูปแบบ dimeric นั้นพบได้บ่อยกว่า เนื่องจาก IgA พบได้ในสารคัดหลั่งทางชีวภาพที่หลากหลาย รวมถึงนม น้ำลาย น้ำตา และเมือก มีแนวโน้มที่จะไม่เฉพาะเจาะจงในแง่ของประเภทของการปรากฏตัวในต่างประเทศที่เป็นเป้าหมาย การปรากฏตัวของมันบนเยื่อเมือกทำให้เป็นผู้เฝ้าประตูที่สำคัญในบริเวณที่มีความเสี่ยงทางร่างกายหรือจุดที่จุลินทรีย์อาจค้นหาทางลึกเข้าไปในร่างกายได้ง่าย

IgA มีครึ่งชีวิตห้าวัน สารคัดหลั่งก่อตัวเป็นตำแหน่งทั้งหมดสี่ตำแหน่งที่จะจับแอนติเจน สองแห่งต่อ Y โมโนเมอร์ สิ่งเหล่านี้เรียกว่าไซต์ที่มีผลผูกพันกับเอพิโทปอย่างถูกต้องเนื่องจากอีพิโทปเป็นส่วนเฉพาะของผู้บุกรุกที่กระตุ้นปฏิกิริยาภูมิคุ้มกัน เนื่องจากพบในเยื่อเมือกที่มีเอนไซม์ย่อยอาหารในระดับสูง IgA มีส่วนประกอบของสารคัดหลั่งที่ป้องกันไม่ให้เอนไซม์เหล่านี้ย่อยสลาย

IgD ประกอบด้วยแอนติบอดีในซีรัมประมาณ 0.2 เปอร์เซ็นต์หรือประมาณ 1 ใน 500 เป็นโมโนเมอร์และมีจุดจับอีพิโทปสองจุด

IgD ติดอยู่กับพื้นผิวของ B-lymphocytes เป็นตัวรับ B-cell (เรียกอีกอย่างว่า sIg) ซึ่งเชื่อกันว่า ควบคุมการกระตุ้นและการปราบปรามของ B-lymphocyte เพื่อตอบสนองต่อสัญญาณจากอิมมูโมโกลบูลินที่ไหลเวียนอยู่ในเลือด พลาสม่า IgD อาจเป็นปัจจัยในการกำจัด B-lymphocytes โดยการสร้าง auto-antibodies ที่ทำปฏิกิริยาได้เอง แม้ว่าจะดูน่าแปลกที่แอนติบอดีจะโจมตีเซลล์ที่สร้างพวกมัน แต่บางครั้งการกำจัดนี้อาจควบคุมและ การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่มากเกินไปหรือผิดทิศทาง หรือนำบีเซลล์ออกจากสระเมื่อเซลล์ได้รับความเสียหายและไม่มีประโยชน์ในการสังเคราะห์อีกต่อไป สินค้า.

นอกเหนือจากบทบาทในการเป็นตัวรับเซลล์ผิวโดยพฤตินัยแล้ว IgD ยังพบในเลือดและน้ำเหลืองในระดับที่น้อยกว่า บางคนยังคิดว่าจะทำปฏิกิริยากับแฮพเทน (หน่วยย่อยแอนติเจน) บางอย่างในเพนิซิลลิน ซึ่งน่าจะเป็นสาเหตุที่ทำให้บางคนแพ้ยาปฏิชีวนะนี้ นอกจากนี้ยังอาจทำปฏิกิริยากับโปรตีนในเลือดธรรมดาที่ไม่เป็นอันตรายในลักษณะเดียวกัน ซึ่งส่งผลต่อการตอบสนองของภูมิต้านทานผิดปกติ

IgE เป็นอิมมูโนโกลบูลินที่หาได้ยากที่สุดในห้ากลุ่ม โดยคิดเป็นเพียงร้อยละ 0.002 ของแอนติบอดีในซีรัม หรือประมาณ 1/50,000 ของอิมมูโนโกลบูลินที่ไหลเวียนทั้งหมด อย่างไรก็ตาม มันมีบทบาทสำคัญในการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน

เช่นเดียวกับ IgD IgE เป็นโมโนเมอร์และมีตำแหน่งจับแอนติเจนสองตำแหน่ง หนึ่งตำแหน่งบน "แขน" แต่ละตัว มีครึ่งชีวิตสั้นสองวัน มันถูกผูกไว้กับแมสต์เซลล์และเบสโซฟิลซึ่งไหลเวียนอยู่ในเลือด จึงเป็นสื่อกลางของปฏิกิริยาการแพ้ เมื่อแอนติเจนจับกับส่วน Fab ของโมเลกุล IgE ที่จับกับแมสต์เซลล์ สิ่งนี้ทำให้แมสต์เซลล์ปล่อยฮีสตามีนเข้าสู่กระแสเลือด IgE ยังมีส่วนร่วมในการสลายหรือการย่อยสลายทางเคมีของปรสิตในสายพันธุ์โปรโตซัว (คิดว่าอะมีบาและผู้รุกรานเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์) IgE ยังถูกสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการปรากฏตัวของหนอนพยาธิ (พยาธิตัวตืด) และสัตว์ขาปล้องบางชนิด

ในบางครั้ง IgE ยังเล่นบทบาททางอ้อมในการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันโดยการชุบสังกะสีส่วนประกอบภูมิคุ้มกันอื่นๆ ไปสู่การปฏิบัติ IgE สามารถปกป้องพื้นผิวเยื่อเมือกโดยเริ่มการอักเสบ คุณอาจคิดว่าการอักเสบหมายถึงสิ่งที่ไม่พึงปรารถนา เนื่องจากมักทำให้เกิดอาการปวดและบวม แต่การอักเสบ ท่ามกลางประโยชน์ทางภูมิคุ้มกันอื่นๆ มากมาย ทำให้ IgG ซึ่งเป็นโปรตีนจากเส้นทางการเติมเต็ม และเซลล์เม็ดเลือดขาวเข้าสู่เนื้อเยื่อเพื่อเผชิญหน้ากับผู้บุกรุก

IgG เป็นแอนติบอดีที่สำคัญในร่างกายมนุษย์ ซึ่งคิดเป็นร้อยละ 85 ของอิมมูโนโกลบูลินทั้งหมด ส่วนหนึ่งเป็นเพราะครึ่งชีวิตที่ยาวนานถึงแม้จะแปรผันได้ 7 ถึง 23 วัน ขึ้นอยู่กับคลาสย่อย IgG ที่เป็นปัญหา

เช่นเดียวกับอิมมูโนโกลบูลินสามในห้าประเภท IgG มีอยู่ในรูปของโมโนเมอร์ พบมากในเลือดและน้ำเหลือง มีคุณสมบัติพิเศษในการข้ามรกในสตรีมีครรภ์ ช่วยปกป้องทารกในครรภ์และทารกแรกเกิด กิจกรรมหลักของมันรวมถึงการเสริมสร้าง phagocytosis ในแมคโครฟาจ (เซลล์ "กิน" เฉพาะ) และนิวโทรฟิล (เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดอื่น); ล้างพิษ; และยับยั้งไวรัสและฆ่าเชื้อแบคทีเรีย สิ่งนี้ทำให้ IgG มีฟังก์ชันที่หลากหลาย ซึ่งเหมาะสมกับแอนติบอดีที่แพร่หลายมากในระบบ โดยปกติแล้วจะเป็นแอนติบอดีตัวที่สองในที่เกิดเหตุเมื่อมีผู้บุกรุก ตามหลัง IgM อย่างใกล้ชิด การปรากฏตัวของมันเพิ่มขึ้นอย่างมากในการตอบสนองต่อความทรงจำของร่างกาย "Anamnestic" แปลว่า "ไม่ลืม" และ IgM ตอบสนองต่อผู้บุกรุกที่เคยเจอมาก่อนด้วยจำนวนที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในที่สุด ส่วน Fc ของ IgG สามารถจับกับเซลล์ NK เพื่อตั้งค่ากระบวนการที่เรียกว่าความเป็นพิษต่อเซลล์ที่อาศัยเซลล์ที่อาศัยแอนติบอดีหรือ ADCC ซึ่งสามารถฆ่าหรือจำกัดผลกระทบของจุลชีพที่บุกรุกได้

IgM เป็นยักษ์ใหญ่ของอิมมูโนโกลบูลิน มันมีอยู่ในเพนทามิเตอร์หรือกลุ่มของโมโนเมอร์ IgM ที่ถูกผูกไว้ห้าตัว IgM มีอายุครึ่งชีวิตสั้น (ประมาณห้าวัน) และคิดเป็นประมาณ 13 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ของแอนติบอดีในซีรัม ที่สำคัญ มันยังเป็นแนวป้องกันแรกในบรรดาพี่น้องแอนติบอดีสี่ตัว ซึ่งเป็นอิมมูโนโกลบูลินตัวแรกที่สร้างขึ้นระหว่างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันโดยทั่วไป

เนื่องจาก IgM เป็นเพนทาเมอร์ จึงมีไซต์ที่มีผลผูกพันกับอีพิโทป 10 แห่ง ทำให้เป็นปฏิปักษ์ที่ดุร้าย ห้าส่วนของ Fc ของมัน เช่นเดียวกับส่วนเหล่านั้นของอิมมูโนโกลบูลินอื่นๆ ส่วนใหญ่ สามารถกระตุ้นวิถีทางคอมพลีเมนต์-โปรตีน และในฐานะ "ผู้ตอบสนองครั้งแรก" จึงเป็นชนิดของแอนติบอดีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในเรื่องนี้ IgM จับวัสดุที่บุกรุกเข้ามา ดึงดูดชิ้นส่วนแต่ละชิ้นให้ติดกันเพื่อให้แยกออกจากร่างกายได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังส่งเสริมการสลายและการสลายฟาโกไซโตซิสของจุลินทรีย์ด้วยความสัมพันธ์เฉพาะในการขับแบคทีเรีย

รูปแบบโมโนเมอร์ของ IgM มีอยู่จริงและส่วนใหญ่พบบนพื้นผิวของ B-lymphocytes เป็นตัวรับหรือ sIg (เช่นเดียวกับ IgD) ที่น่าสนใจคือร่างกายได้ผลิต IgM ในระดับผู้ใหญ่เมื่ออายุเก้าเดือน

ต้องขอบคุณความแปรปรวนที่สูงมากของส่วนที่แปรผันได้สูงของส่วนประกอบ Fab ของส่วนประกอบทั้งห้า อิมมูโนโกลบูลินสามารถสร้างแอนติบอดีจำนวนหนึ่งทางดาราศาสตร์ได้ทั่วทั้งห้ารูปแบบ ชั้นเรียน สิ่งนี้เสริมด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าสายโซ่ L และ H ยังมาในไอโซไทป์จำนวนหนึ่งหรือสายโซ่ที่เรียงตัวกันอย่างผิวเผินเหมือนกัน แต่มีกรดอะมิโนต่างกัน ที่จริงแล้ว มียีน "แคปปา" L ที่แตกต่างกัน 45 ยีน ยีนโซ่ L "แลมบ์ดา" 34 ยีน และยีนลูกโซ่ 90 H รวมเป็น 177 ยีน ซึ่งให้ผลรวมของยีนที่ไม่ซ้ำกันมากกว่าสามล้านชุด

สิ่งนี้สมเหตุสมผลจากมุมมองของวิวัฒนาการและการอยู่รอด ไม่เพียงแต่ระบบภูมิคุ้มกันจะต้องเตรียมพร้อมที่จะเผชิญหน้ากับผู้บุกรุกที่ "รู้" อยู่แล้ว แต่ยังต้องเตรียมพร้อมเพื่อสร้างการตอบสนองที่เหมาะสม แก่ผู้บุกรุกที่ไม่เคยเห็นมาก่อนหรือที่มีลักษณะใหม่เอี่ยม เช่น ไวรัสไข้หวัดใหญ่ที่พัฒนาตนเองผ่าน การกลายพันธุ์ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์กับผู้บุกรุกในช่วงเวลาและข้ามสายพันธุ์ของจุลินทรีย์และสัตว์มีกระดูกสันหลัง จริงๆ แล้วไม่ใช่แค่ "การแข่งขันทางอาวุธ" ที่ต่อเนื่องและไม่มีที่สิ้นสุด