IMMUNOGLOBULINER: STRUKTUR, TYPER OG FUNKTIONER - ANATOMI OG FYSIOLOGI

De immunoglobuliner er molekyler produceret B-celler og plasmaceller, der bistår forsvaret af organismen. De består af en glycoprotein-biomolekyle, der hører til immunsystemet. De er et af de mest rigelige proteiner i blodserum efter albumin.

Antistof er et andet navn på immunoglobuliner, og de betragtes som globuliner på grund af deres opførsel i elektroforese af blodserumet, der indeholder dem. Immunoglobulinmolekylet kan være enkelt eller komplekst, afhængigt af om det præsenteres som en monomer eller er polymeriseret.

Den fælles struktur af immunoglobuliner svarer til bogstavet "Y". Der er fem typer immunoglobuliner, der præsenterer morfologiske, funktionelle og lokaliseringsforskelle i kroppen. De strukturelle forskelle mellem antistoffer er ikke i form, men i sammensætning; hver type har et specifikt mål.

Immunresponset, der fremmes af immunoglobuliner, er meget specifikt og en meget kompleks mekanisme. Stimuleringen til dets sekretion med celler aktiveres i nærværelse af fremmede stoffer i kroppen, såsom bakterier. Immunglobulins rolle er at binde til det fremmede element og eliminere det.

Immunoglobuliner eller antistoffer kan være til stede både i blodet og på den membranøse overflade af organer. Disse biomolekyler repræsenterer vigtige elementer i menneskets legems forsvarssystem.

Struktur

Strukturen af antistoffer indeholder aminosyrer og kulhydrater, oligosacchariderne. Den fremherskende tilstedeværelse af aminosyrer, deres mængde og distribution er det, der bestemmer strukturen af immunoglobulinet.

Som alle proteiner har immunoglobuliner primære, sekundære, tertiære og kvartære strukturer, hvilket bestemmer deres typiske udseende.

Med hensyn til antallet af aminosyrer, de præsenterer, har immunglobuliner to typer kæde: tung kæde og let kæde. I overensstemmelse med aminosyresekvensen i dens struktur har hver af kæderne et variabelt område og et konstant område.

Tunge kæder

De tunge kæder af immunoglobuliner svarer til polypeptidenheder, der består af sekvenser af 440 aminosyrer.

Hvert immunoglobulin har 2 tunge kæder, og hver af disse har igen en variabel region og en konstant region. Den konstante region har 330 aminosyrer og de variable 110 sekventerede aminosyrer.

Strukturen af den tunge kæde er forskellig for hver immunoglobulin. Der er i alt 5 typer tung kæde, der bestemmer typerne af immunglobulin.

Tunge kædetyper identificeres ved de græske bogstaver henholdsvis γ, μ, α, δ for immunoglobuliner IgG, IgM, IgA, IgE og IgD.

Det konstante område af de tunge kæder ε og μ dannes af fire domæner, medens dem, der svarer til α, γ, δ, har tre. Så hver konstant region vil være forskellig for hver type immunoglobulin, men fælles for immunoglobuliner af samme type.

Den variable region af den tunge kæde består af et enkelt immunoglobulin-domæne. Denne region har en sekvens på 110 aminosyrer og vil være forskellige afhængigt af antistoffets specificitet for et antigen.

I strukturen af tunge kæder kan der observeres en vinkling eller bøjning - kaldet et hængsel - som repræsenterer det fleksible område af kæden.

Lette kæder

Immunoglobulin-lette kæder er polypeptider, der består af ca. 220 aminosyrer. Der er to typer af let kæde hos mennesker: kappa (κ) og lambda (λ), sidstnævnte med fire undertyper. De konstante og variable domæner har sekvenser på 110 aminosyrer hver.

Et antistof kan have to κ (κκ) lette kæder eller et par λ (λλ) kæder, men det er ikke muligt for det at besidde en af hver type på samme tid.

Fc- og Fab-segmenter

Da hvert immunoglobulin har en form, der ligner en "Y", kan den opdeles i to segmenter. Det "nedre" segment, basen, kaldes den krystalliserbare fraktion eller Fc; mens armene på «Y» danner Fab, eller fraktion, der binder til antigenet. Hver af disse strukturelle sektioner af immunglobulin udfører en anden funktion.

Segment Fc

Fc-segmentet besidder to eller tre konstante domæner af de immunglobulin tunge kæder.

Fc kan binde til proteiner eller en specifik receptor på basofiler, eosinophiler eller mastceller, hvorved der induceres den specifikke immunrespons, der vil eliminere antigenet. Fc svarer til carboxylenden af immunoglobulin.

Fab segment

Fab-fraktionen eller segmentet af et antistof indeholder de variable domæner ved dens ender ud over de konstante domæner af de tunge og lette kæder.

Det konstante domæne af den tunge kæde fortsættes med domænerne i Fc-segmentet, der danner hængslet. Svarer til den aminoterminale ende af immunoglobulin.

Vigtigheden af Fab-segmentet er, at det tillader binding til antigener, fremmede og potentielt skadelige stoffer.

De variable domæner af hvert immunoglobulin garanterer dets specificitet for et givet antigen; denne egenskab tillader endda dens anvendelse til diagnose af inflammatoriske og infektionssygdomme.

typer

Af Alejandro Porto, via Wikimedia Commons

De hidtil kendte immunoglobuliner har en specifik tung kæde, der er konstant for hver af disse og adskiller sig fra de andre.

Der er fem sorter af tunge kæder, der bestemmer fem typer immunoglobuliner, hvis funktioner er forskellige.

Immunoglobulin G (IgG)

Immunoglobulin G er den mest forskellige sort. Det har en gammatung kæde og forekommer i unimolekylær eller monomer form.

IgG er det mest udbredte både i blodserum og i vævsområde. Minimale ændringer i aminosyresekvensen i dens tunge kæde bestemmer dens opdeling i undertyper: 1, 2, 3 og 4.

Immunoglobulin G har en sekvens på 330 aminosyrer i dens Fc-segment og en molekylvægt på 150.000, hvoraf 105.000 svarer til dens tunge kæde.

Immunoglobulin M (IgM)

Immunoglobulin M er en pentamer, hvis tunge kæde er μ. Dets molekylvægt er høj, ca. 900.000.

Aminosyresekvensen for dens tunge kæde er 440 i dens Fc-fraktion. Det findes overvejende i blodserum, hvilket repræsenterer 10 til 12% immunoglobuliner. IgM har kun en undertype.

Immunoglobulin A (IgA)

Det svarer til den tunge kædetype a og repræsenterer 15% af de samlede immunoglobuliner. IgA findes både i blod og sekretioner, selv i modermælk, i form af en monomer eller dimer. Molekylvægten af dette immunglobulin er 320.000, og det har to undertyper: IgA1 og IgA2.

Immunoglobulin E (IgE)

Immunoglobulin E består af den tunge kæde af ε-typen og er meget knap i serum, ca. 0,002%.

IgE har en molekylvægt på 200.000 og er til stede som en monomer primært i serum, næseslim og spyt. Det er også almindeligt at finde dette immunglobulin i basofiler og mastceller.

Immunoglobulin D (IgD)

Den tunge kædesortiment 5 svarer til immunglobulin D, der repræsenterer 0,2% af den samlede immunoglobulin. IgD har en molekylvægt på 180.000 og er struktureret som en monomer.

Det er relateret til B-lymfocytter, der er knyttet til deres overflade. Imidlertid er IgDs rolle uklar.

Ændring af type

Immunoglobuliner kan gennemgå en strukturel type ændring på grund af behovet for at forsvare sig mod et antigen.

Denne ændring skyldes B-lymfocyters rolle i fremstilling af antistoffer gennem egenskaben af adaptiv immunitet. Den strukturelle ændring er i den konstante region af den tunge kæde uden at ændre den variable region.

En ændring af type eller klasse kan forårsage, at en IgM ændres til IgG eller IgE, og dette forekommer som en respons induceret af interferon gamma eller interleukiner IL-4 og IL-5.

Funktioner

Den rolle, som immunglobuliner spiller i immunsystemet, er af vital betydning for kroppens forsvar.

Immunoglobuliner er en del af det humorale immunsystem; det vil sige, de er stoffer, der udskilles af celler til beskyttelse mod patogener eller skadelige stoffer.

De giver et effektivt forsvarsmiddel, effektivt, specifikt og systematiseret, idet de er af stor værdi som en del af immunsystemet. De har generelle og specifikke funktioner inden for immunitet:

Generelle funktioner

Antistoffer eller immunoglobuliner udfører både uafhængige funktioner og aktiverer cellemedieret effektor og sekretorisk respons.

Antigen-antistofbinding

Immunoglobuliner har funktionen af at binde antigene midler specifikt og selektivt.

Dannelsen af antigen-antistofkomplekset er hovedfunktionen af et immunoglobulin, og det er derfor immunresponset, der kan stoppe antigenets virkning. Hvert antistof kan binde to eller flere antigener på samme tid.

Effektorfunktioner

Det meste af tiden tjener antigen-antistofkomplekset som initiator til at aktivere specifikke cellulære responser eller til at indlede en sekvens af begivenheder, der bestemmer eliminering af antigenet. De to mest almindelige effektorresponser er cellebinding og komplementaktivering.

Cellebinding afhænger af tilstedeværelsen af specifikke receptorer for Fc-segmentet af immunoglobulinet, når det først er bundet til antigenet.

Celler, såsom mastceller, eosinofiler, basofiler, lymfocytter og fagocytter, har disse receptorer og tilvejebringer mekanismerne til eliminering af antigen.

Aktiveringen af komplementskaskaden er en kompleks mekanisme, der involverer begyndelsen af en sekvens, så slutresultatet er sekretion af giftige stoffer, der eliminerer antigener.

Specifikke funktioner

Først udvikler hver type immunoglobulin en specifik forsvarsfunktion:

Immunoglobulin G

- Immunoglobulin G leverer det meste af forsvaret mod antigene midler, herunder bakterier og vira.

- IgG aktiverer mekanismer såsom komplement og fagocytose.

- Konstitutionen af IgG, der er specifik for et antigen, er holdbar.

- Det eneste antistof, som moderen kan overføre til sine børn under graviditeten, er IgG.

Immunoglobulin M

- IgM er antistoffet med en hurtig reaktion på skadelige og infektionsmidler, da det giver øjeblikkelig handling, indtil det erstattes af IgG.

- Dette antistof aktiverer cellulære responser inkorporeret i lymfocytmembranen og humorale responser såsom komplement.

- Det er det første immunoglobulin, der er syntetiseret af mennesker.

Immunoglobulin A

- Det fungerer som en forsvarsbarriere mod patogener ved at være placeret på slimhindens overflader.

- Det er til stede i åndedrætsslimhinder, fordøjelsessystem, urinvej og også i sekreter såsom spyt, næseslim og tårer.

- Selvom dens komplementaktivering er lav, kan det være forbundet med lysozymer for at dræbe bakterier.

- Tilstedeværelsen af immunoglobulin D i både modermælk og colostrum giver en nyfødt mulighed for at erhverve det under amning.