Vsebina
- Splošne lastnosti imunoglobulinov
- Funkcije regij s stalnim in spremenljivim imunoglobulinom
- IgA
- IgD
- IgE
- IgG
- IgM
- Opomba o raznolikosti protiteles
Imunoglobulini, imenovani tudi protitelesa, so molekule glikoproteina, ki sestavljajo pomemben del imunskega sistema, ki je na splošno odgovoren za boj proti nalezljivim boleznim in tujim "invazijam". Protitelesa, pogosto skrajšana kot "Ig", najdemo v krvi in drugih telesnih tekočinah ljudi in drugih vretenčarjev. Pomagajo prepoznati in uničiti tuje snovi, kot so mikrobi (npr. Bakterije, protozojski paraziti in virusi).
Imunoglobulini so razvrščeni v pet kategorij: IgA, IgD, IgE, IgG in IgM. V človeškem telesu najdemo le IgA, IgG in IgM, vendar so vsi pomembni ali potencialno pomembni dejavniki človeškega imunskega odziva.
Splošne lastnosti imunoglobulinov
Imunoglobuline proizvajajo B-limfociti, ki so razred levkocitov (belih krvnih celic). So simetrične molekule v obliki črke Y, sestavljene iz dveh daljših težkih (H) verig in dveh krajših lahkih (L) verig. Shematično je, da "steblo" Y vključuje dve L verigi, ki se razdelita približno na polovici od dna do vrha imunoglobulinske molekule in se pod približno 90-stopinjskim kotom razhajata. Dve verigi L potekata vzdolž zunanjih robov Y ali delov verig H nad točko razcepa. Tako sta steblo (dve H verigi) kot obe "roki" (ena H veriga, ena L veriga) sestavljeni iz dveh vzporednih verig. Verige L so na voljo v dveh vrstah, kappa in lambda. Vse verige delujejo med seboj prek disulfidnih (S-S) vezi ali vodikovih vezi.
Imunoglobuline lahko ločimo tudi na konstantne (C) in spremenljive (V) dele. Odseki C usmerjajo aktivnosti, pri katerih sodelujejo vsi ali večina imunoglobulinov, medtem ko se V območja vežejo na specifične antigene (tj. Na beljakovine, ki signalizirajo prisotnost določene bakterije, virusa ali druge tuje molekule ali entitete). "Ročice" protiteles se uradno imenujejo Fab regije, kjer "Fab" pomeni "fragment, ki veže antigen"; V del tega vključuje samo prvih 110 aminokislin regije Fab, ne pa celotne stvari, saj so deli Fab-ove roke, ki so najbližje mestu odcepa Y, dokaj konstantni med različnimi protitelesi in veljajo za del C regija.
Po analogiji razmislite o tipičnem avtomobilskem ključu, ki ima del, ki je skupen večini tipk, ne glede na vozilo, s katerim je ključ zasnovan (npr. Del, ki ga držite v roki, ko ga uporabljate) in del, ki je specifičen samo za zadevno vozilo. Del ročaja lahko primerjamo s C komponento protitelesa, specializirani del pa z V komponento.
Funkcije regij s stalnim in spremenljivim imunoglobulinom
Del C komponente pod vejo Y, ki se imenuje območje Fc, bi lahko mislil na možgane operacije protiteles. Ne glede na to, kaj je V območje zasnovano za določeno vrsto protiteles, območje C nadzira izvajanje njegovih funkcij. Področje C IgG in IgM je tisto, kar aktivira komplementarno pot, ki sta skupek nespecifičnih imunskih odzivov "prve obrambne linije", ki sodelujejo pri vnetju, fagocitozi (v kateri specializirane celice fizično pogoltnejo tuja telesa) in razgradnji celic. C-območje IgG se veže na te fagocite in tudi na celice "naravnih ubijalcev" (NK); C-območje IgE se veže na mastocite, bazofilce in eozinofile.
Kar zadeva podatke o regiji V, je ta zelo variabilni trak molekule imunoglobulina sam razdeljen na hipervarijabilno in okvirno regijo. Raznolikost hipervarijabilnega razloga, kot verjetno nakazuje vaša intuicija, je odgovorna za neverjetno paleto antigenov, ki jih imunoglobulini lahko prepoznajo, in sicer ključ v ključavnici.
IgA
IgA predstavlja približno 15 odstotkov protiteles v človeškem sistemu, zaradi česar je druga najpogostejša vrsta imunoglobulina. V krvnem serumu pa najdemo le približno 6 odstotkov. V serumu ga najdemo v monomerni obliki - to je kot ena sama molekula v obliki Y, kot je opisano zgoraj. Vendar v svoji sekretorni obliki obstaja kot dimer ali dva od Y monomerov, povezanih skupaj. Pravzaprav je dmerna oblika pogostejša, saj je IgA opazen v najrazličnejših bioloških izločkih, vključno z mlekom, slinami, solzami in sluzi. Običajno je nespecifičen glede na vrste tujih prisotnosti, na katere cilja. Njegova prisotnost na sluznicah je pomemben čuvaj vrat na fizično ranljivih lokacijah ali mestih, na katerih bi mikrobi zlahka našli poti globlje v telo.
Razpolovni čas IgA je pet dni. Sekretorna oblika je skupno štiri mesta na katerih se vežejo antigeni, dva na Y monomer. To pravilno imenujemo mesta, ki vežejo epitope, saj je epitop specifični del vsakega napadalca, ki sproži imunsko reakcijo. Ker ga najdemo v sluznicah, ki so izpostavljene visokim nivojem prebavnih encimov, ima IgA sekretorno komponento, ki preprečuje razgradnjo teh encimov.
IgD
IgD je najredkejši izmed petih razredov imunoglobulinov, ki predstavlja približno 0,2 odstotka protiteles v serumu ali približno 1 na 500. Je monomer in ima dve mesti vezave na epitope.
IgD najdemo pritrjen na površino B-limfocitov kot B-celični receptor (imenovan tudi sIg), kjer naj bi nadzorovali aktivacijo in zatiranje B-limfocitov kot odgovor na signale imunoglobulinov, ki krožijo v krvni plazmi. IgD je lahko dejavnik pri aktivnem izločanju B-limfocitov z ustvarjanjem avtoaktivnih protiteles. Čeprav se zdi radovedno, da bi protitelesa kdaj napadla celice, ki jih tvorijo, včasih lahko ta odprava nadzira prekomerno ali napačno usmerjen imunski odziv ali vzame B-celice iz bazena, ko so poškodovane in ne sintetizirajo več koristnih izdelkov.
Poleg svoje vloge kot dejanskega celično površinskega receptorja se IgD v manjši meri nahaja v krvi in limfni tekočini. Nekateri ljudje tudi mislijo, da reagirajo z določenimi hapteni (antigenimi podenotami) na penicilin, zato so verjetno nekateri ljudje alergični na ta antibiotik; lahko reagira tudi z navadnimi, neškodljivimi krvnimi beljakovinami na enak način, kar povzroči avtoimunski odziv.
IgE
IgE predstavlja le približno 0,002 odstotka protiteles v serumu ali približno 1 / 50,000th vseh obtočenih imunoglobulinov. Kljub temu ima ključno vlogo pri imunskem odzivu.
Tako kot IgD je tudi IgE monomer in ima dve antigenski vezni mesti, po eno na vsaki "roki". Kratek razpolovni čas je dva dni. Vezana je na mastocite in bazofilce, ki krožijo v krvi. Kot tak je posrednik alergijskih reakcij. Ko se antigen veže na Fab del molekule IgE, vezan na mastocitovo celico, to povzroči, da mastocita sprosti histamin v krvni obtok. IgE sodeluje tudi pri lizi ali kemični razgradnji parazitov protozojske sorte (pomislite na amebe in druge enocelične ali večcelične napadalce). IgE se naredi tudi kot odziv na prisotnost helmintov (parazitskih črvov) in nekaterih členonožcev.
Včasih ima IgE tudi posredno vlogo pri imunskem odzivu s pocinkanjem drugih imunskih komponent v delovanje. IgE lahko zaščiti površine sluznice tako, da sproži vnetje. Morda mislite, da vnetje pomeni nekaj nezaželenega, saj ponavadi povzroča bolečino in oteklino. Toda vnetje, med drugimi drugimi imunskimi koristmi, omogoča IgG, beljakovine iz komplementnih poti, in bela krvna celica, da vstopijo v tkiva in se spopadejo z vsiljivci.
IgG
IgG je prevladujoče protitelo v človeškem telesu, saj predstavlja kar 85 odstotkov vseh imunoglobulinov. Del tega je zaradi njegove dolge, čeprav spremenljive razpolovne dobe od sedem do 23 dni, odvisno od zadevnega podrazreda IgG.
Kot tri od petih vrst imunoglobulina tudi IgG obstaja kot monomer. Najdemo ga predvsem v krvi in limfi. Ima edinstveno sposobnost križanja posteljice pri nosečnicah, kar omogoča zaščito nerojenega ploda in novorojenčka. Njegove glavne dejavnosti vključujejo izboljšanje fagocitoze v makrofagih (specializirane "jedilne" celice) in nevtrofilcev (druga vrsta belih krvnih celic); nevtraliziranje toksinov; in inaktiviranje virusov in ubijanje bakterij. To daje IgG široko paleto funkcij, ki ustreza protitelesu, ki je tako razširjeno v sistemu. Običajno je drugo protitelo na prizorišču, ko je prisoten napadalec, po tesnem za IgM. Njegova anamnestična reakcija je močno povečana. "Anamnestic" pomeni "ne pozabimo", IgM pa se odzove na napadalca, s katerim se je srečal že prej, s takojšnjim skokom v svojih številkah. Končno se lahko Fc del IgG veže na NK celice, da sproži postopek, imenovan citotoksičnost, ki je odvisna od protiteles, ali ADCC, ki lahko uniči ali omeji učinke invazivnih mikrobov.
IgM
IgM je kolonija imunoglobulinov. Obstaja kot pentameter ali skupina petih vezanih monomerov IgM. IgM ima kratek razpolovni čas (približno pet dni) in tvori približno 13 do 15 odstotkov serumskih protiteles. Pomembno je, da je tudi prva obrambna linija med štirimi brati in sestrami protiteles, saj je prvi imunoglobulin, narejen med značilnim imunološkim odzivom.
Ker je IgM pentamer, ima 10 mest, ki vežejo epitope, zaradi česar je močan nasprotnik. Njegovih pet Fc odsekov, kot tisti pri večini drugih imunoglobulinov, lahko aktivira protein komplementa komplementa in kot "prvi odzivnik" je v tem pogledu najučinkovitejša vrsta protiteles. IgM aglutinira vdor materiala in prisili posamezne kose, da se lažje odstranijo iz telesa. Spodbuja tudi lizo in fagocitozo mikroorganizmov, s posebno naklonjenostjo odstranjevanju bakterij.
Monomerne oblike IgM obstajajo in jih najdemo predvsem na površini B-limfocitov kot receptorje ali sIg (kot pri IgD). Zanimivo je, da je telo že pri devetih mesecih proizvedlo ravni IgM pri odraslih.
Opomba o raznolikosti protiteles
Zahvaljujoč zelo veliki variabilnosti hipervarijabilnega dela komponente Fab vsakega od petih imunoglobulinov je mogoče ustvariti astronomsko število edinstvenih protiteles v petih formalnih razredih. To povečuje dejstvo, da verige L in H vključujejo tudi številne izotipe ali verige, ki so površinsko enake, vendar vsebujejo različne aminokisline. V resnici obstaja 45 različnih genov "kappa" L verige, 34 "lambda" L verižnih genov in 90 H verižnih genov za skupno 177, kar posledično prinese več kot tri milijone edinstvenih kombinacij genov.
To je smiselno z vidika evolucije in preživetja. Ne le da mora biti imunski sistem pripravljen soočiti se z vsiljivci, o katerem že "ve", ampak mora biti tudi pripravljen, da ustvari optimalen odziv na napadalce, ki jih še ni videl, ali, kar je v tem primeru povsem novo naravo, kot virusi gripe, ki so se sami razvili z mutacijami. Medsebojno delovanje gostitelja in napadalca med mikrobnimi in vretenčarjskimi vrstami v resnici ni več kot le trajna, trajna "tekma z orožjem".