IMMUNOGLOBULIN M (IGM): STRUKTUR, FUNKTIONER OG VÆRDIER - BIOLOGI - 2025

Den immunoglobulin M eller IgM er et antistof produceret af B-celler eller lymfocytter i immunsystemet af mange dyr. Det kan findes bundet til plasmamembranen i disse celler, eller det kan udskilles som et kompleks i blodbanen og lymfen, så den deltager aktivt i processerne med humoral eller adaptiv immunitet.

Som de andre immunoglobuliner (IgG, IgA, IgD og IgE) har immunoglobulin M en sådan struktur, der gør det i stand til at binde næsten enhver type antigen, herunder proteiner, glycoproteiner, polysaccharider og andre kulhydrater, nukleinsyrer, lipider, blandt andre.

Skema med immunoglobulin M, en pentamer. Forfatter: Artur Jan Fijałkowski, wikimedia commons

IgM er et af de første antistoffer produceret i løbet af en bakteriel infektion og under neonatal udvikling.

Det var den første, der blev oprenset med betydelig homogenitet, og da det er et poly-reaktivt antistof, dvs. at det har evnen til at binde to eller flere antigener samtidig, selvom de er forskellige i naturen, er det meget vigtigt at bekæmpe forskellige patologier.

Som "naturlige antistoffer", det vil sige dem, der produceres uden forsætlig forudgående immunisering, kan disse immunglobuliner ikke kun binde til bakterielle antigener, men også til vira, protozoer, metazoan-parasitter og svampe såvel som visse komponenter i blodplasma.

Struktur af IgM

Analogt med det, der er beskrevet for immunoglobulin G, et af de mest rigelige antistoffer i blodplasma, og de andre immunoglobuliner, har monomererne af immunoglobulin M en struktur, der kan beskrives som i form af en "Y", skønt dette Antistof findes normalt i plasma som en pentamer.

Hver af de 5 underenheder i dette pentameriske glycoprotein består af fire kæder: to identiske 55 kDa “µ” tunge kæder og to identiske 25 kDa lette kæder, der, når de er knyttet til den opløselige pentamerform, vejer ca. 970 kDa.

Lette kæder binder kun til en del af tunge kæder gennem dannelsen af ​​disulfidbroer mellem cysteinrester.

Når disse molekyler hydrolyseres enzymatisk resulterer denne reaktion i to fragmenter, hvoraf det ene er "homogent", kendt som den konstante region eller Fc, og den anden kendt som den variable region eller Fab2 (også kaldet den hypervariable region), der er i stand til at binde til et antigen.

Aminosyresekvensen i den tunge kæde af immunglobulin M, især den i den konstante region, er det, der definerer dens identitet såvel som den for de andre isotyper af antistoffer, der er defineret i dyr, der tilsammen udgør superfamilien immunglobuliner.

Den tertiære struktur af det tunge og lette kæde af dette antistof består af ß-foldede ark, der er forbundet til hinanden gennem løkker af forskellig længde, der kan stabiliseres ved disulfidbroer.

I den pentameriske form interagerer hver monomer af IgM med en polypeptidkæde, der kaldes J-kæde, på 15 kDa, og det muliggør dannelse af strukturen dannet af de 5 monomerer.

Da hver monomer har evnen til at binde to identiske antigene molekyler, kan en IgM-pentamer binde 10 antigener samtidig.

Funktioner

Immunoglobulin M deltager i den indledende respons mod bakterielle antigener, så det er normalt det første antistof, der udskilles af aktiverede B-celler under immunresponsen.

Da dens opløselige struktur er i stand til at binde til et stort antal antigenmolekyler, har den evnen til at aggregere eller agglutinere antigene partikler, der hører til celler, såsom røde blodlegemer, bakterier, protozoer og andre.

Dette antistof er meget vigtigt til den tidlige neutralisering af bakterietoksiner og er også effektivt til at formidle aktiviteten af ​​komplementsystemet og fremme den hurtige "opsonisering" af antigene partikler.

Grafisk repræsentation af immunoglobulin M bundet til antigene epitoper af invaderende bakterier (Kilde: SA1590 via Wikimedia Commons)

Dens monomere form findes generelt bundet til plasmamembranen af ​​"naive" B-lymfocytter, som det er tilfældet med immunoglobulin D, og ​​det er blevet bestemt, at en stor del af B-cellerepertoiret af nyfødte svarer til lymfocytter med IgM i deres membran..

Det er også værd at fremhæve det faktum, at det er det første immunoglobulin, der er produceret af ”naive” B-celler i fostre under graviditet, efter de første antigene stimuleringer.

Skønt i lav koncentration er der fundet immunoglobulin M i sekretionerne fra pattedyr, et faktum, der antyder, at det også deltager i den immunologiske beskyttelse af kroppens slimhinde.

Høje (signifikante) IgM-værdier

En person anses for at have høje immunoglobulinværdier, når studier viser værdier over det normale interval.

Høj plasma-immunglobulin M-værdier kan være tegn på nylig eksponering for et antigen såvel som et tidligt stadium af viral hepatitis og andre patologiske tilstande, såsom:

- mononukleose

- rheumatoid arthritis, - Waldenstroms makroglobulinæmi, - nefrotisk syndrom (nyreskade)

- udvikling af infektioner forårsaget af parasitære midler

En anden grund til, at der kan opnås høje niveauer af IgM i serum, er eksistensen af ​​"Hyper IgM" -syndromer (HIGM). Patienter med dette syndrom er mere modtagelige for tilbagevendende infektioner og endda forskellige typer kræft, da det medfører et drastisk fald i IgG-niveauer.

Lave værdier (betydning)

Eksistensen af ​​nogle signifikante patologier, såsom multiple myelomer, nogle typer leukæmier og visse arvelige immunologiske sygdomme er korreleret med lave niveauer af immunoglobulin M i serum.

Patienter med Wiskott-Aldrich X-bundet mangelsyndrom kan have lave niveauer af IgM, men en lille stigning i niveauerne af de andre fire immunoglobuliner kan kompensere for tilstanden.

Lave niveauer af IgM kan indikere mere alvorlige tilstande, såsom en immunoglobulinmangel, som kan have alvorlige sundhedsmæssige implikationer, især under udsættelse for nye antigener eller i løbet af visse sygdomme.

Disse mangler kan have mange årsager, fra fejl i antigengenkendelsessystemer til defekter i produktionen af ​​antistoffer af B-lymfocytter.

Niveauer så lave som 40 mg / dL er rapporteret for de patienter med selektiv IgM-mangel, som består af en "sjælden" form af dysgammaglobulinæmi.

Normale værdier

Det normale interval for plasma-immunglobulin M-koncentration er meget varierende og afhænger blandt andet af alder. I henhold til de forskellige aldersgrupper er dette antistof i en koncentration af:

- 26-122 mg / dL mellem 0 og 5 måneder

- 32-132 mg / dL mellem 5 og 9 måneder

- 40-143 mg / dL mellem 9 og 15 måneder

- 46-152 mg / dL mellem 15 og 24 måneder

- 37-184 mg / dL mellem 2 og 4 år

- 27-224 mg / dL mellem 4 og 7 år

- 35-251 mg / dL mellem 7 og 10 år

- 41-255 mg / dL mellem 10 og 13 år gammel

- 45-244 mg / dL mellem 13 og 16 år gammel

- 49-201 mg / dL mellem 16 og 18 år gammel

- 37-286 mg / dL hos voksne over 18 år, selvom nogle tekster indikerer, at området er mellem 45 og 150 mg / dL, mellem 45 og 250 mg / dL eller mellem 60 og 360 mg / dL

Det er vigtigt at nævne, at disse koncentrationsværdier af IgM er mere eller mindre 10 gange lavere end for andre vigtige immunglobuliner, såsom IgG, for eksempel.

Referencer

1. Skuespiller, JK (2019). Indledende immunologi, 2.: Grundlæggende koncepter til tværfaglige applikationer. Academic Press.
2. Bengten, E., Wilson, M., Miller, N., Clem, LW, Pilström, L., & Warr, GW (2000). Immunoglobulin-isotyper: struktur, funktion og genetik. I oprindelse og udvikling af hvirveldyrets immunsystem (s. 189-219). Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Burrell, CJ, Howard, CR, & Murphy, FA (2016). Fenner og White's Medical Virology. Academic Press.
4. Casali, P. (1998). IgM. Elsevier.
5. Hu, F., Zhang, L., Zheng, J., Zhao, L., Huang, J., Shao, W.,… & Qiu, X. (2012). Spontan produktion af immunoglobulin M i humane epitelcancerceller. PloS one, 7 (12).
6. Kruetzmann, S., Rosado, MM, Weber, H., Germing, U., Tournilhac, O., Peter, HH,… & Quinti, I. (2003). Human immunoglobulin M-hukommelse B-celler, der kontrollerer Streptococcus pneumoniae-infektioner, genereres i milten. Journal of experimentel medicin, 197 (7), 939-945.
7. Petar, P., Dubois, D., Rabin, BS, & Shurin, MR (2005). Immunoglobulin titere og immunoglobulin undertyper. I måling af immunitet (s. 158-171). Academic Press.
8. Sullivan, KE, & Stiehm, ER (red.). (2014). Stiehm's immunmangler. Academic Press.