Imunoglobulinele, cunoscute și sub denumirea de anticorpi, sunt molecule de glicoproteine care reprezintă o parte importantă a sistemului imunitar, responsabil de lupta împotriva agenților patogeni pătrunși în organism. Adesea abreviate cu literele „Ig”, imunoglobulinele se găsesc în sânge și în alte fluide ale corpului omului și al altor animale vertebrate. Ele ajută la identificarea și distrugerea corpurilor străine, cum sunt microbii (bacteriile, virusurile, protozoarele parazite etc.).
Imunoglobulinele sunt clasificate în cinci categorii: IgA, IgD, IgE, IgG și IgM. Doar IgA, IgG și IgM se întâlnesc în cantități semnificative în corpul uman, dar toate sunt importante în cadrul răspunsului imunitar uman.
Proprietăți generale ale imunglobulinelor
Imunoglobulinele sunt produse de către limfocitele B, care sunt un tip de leucocite (globule albe). Ele sunt molecule simetrice de forma literei „Y” și sunt alcătuite din două lanțuri grele (H) și două lanțuri ușoare (L). „Tulpina” moleculei include cele două lanțuri grele, care se despart aproximativ la jumătatea moleculei și diverg la un unghi de aproximativ 90 de grade, formând cele două „brațe”. Lanțurile ușoare se desfășoară de-a lungul părților exterioare ale brațelor. Astfel, atât „tulpina” (cele două lanțuri H), cât și cele două „brațe” (un lanț H și un lanț L) constau din două lanțuri paralele. Lanțurile ușoare sunt de două tipuri: kappa și lambda. Toate aceste lanțuri interacționează între ele fie prin legături disulfurice (S-S), fie prin legături de hidrogen.
Imunoglobulinele prezintă domenii constante (C) și domenii variabile (V). Domeniile C direcționează activitățile la care participă toate sau majoritatea imunoglobulinelor, în timp ce domeniile V se leagă de antigeni specifici (adică proteine care semnalizează prezența unei anumite bacterii, virus sau corp străin). „Brațele” anticorpilor sunt denumite regiuni „Fab” – fragment de legare la antigen („antigen-binding fragment”); domeniile V ale acestora includ doar primii 110 aminoacizi ai regiunii Fab, deoarece porțiunea regiunii Fab mai apropiată de bifurcație este aproximativ constantă la diferiți anticorpi și face parte din domeniul C.
Funcțiile domeniilor C și V ale imunoglobulinelor
Porțiunea domeniului C situată imediat sub bifurcație, denumită regiune Fc, poate fi considerată creierul anticorpului. Indiferent de rolul îndeplinit de domeniul V al unui anticorp, domeniul C controlează execuția funcțiilor sale. Domeniul C al IgG și IgM este cel care activează sistemul complement, care reprezintă un set de răspunsuri imune nespecifice (prima linie de apărare) implicate în inflamație, fagocitoză și degradarea celulelor. Domeniul C al IgG se leagă de fagocite și de celulele NK („natural killer”); domeniul C al IgE se leagă de mastocite, bazofile și eozinofile.
În ceea ce privește domeniul variabil (V), acesta este împărțit în regiuni-cadru și regiuni hipervariabile. Diversitatea regiunilor hipervariabile este responsabile pentru gama uimitoare de antigeni pe care imunoglobulinele sunt capabile să-i recunoască.
Imunoglobulina A (IgA)
IgA reprezintă doar aproximativ 15% dintre anticorpii din organismul uman, fiind a doua cea mai des întâlnită clasă de imunoglobuline. Totuși, doar 6% din IgA se întâlnește în serul sanguin. În ser, această imunoglobulină se găsește în forma sa monomerică – adică o singură moleculă în forma literei „Y”, după cum a fost descris mai sus.
În forma sa secretată, IgA este sub formă de dimer, adică doi monomeri în formă de Y legați între ei. De fapt, forma dimerică este mai frecventă, deoarece IgA este întâlnită într-o mare varietate de secreții biologice, inclusiv în lapte, salivă, lacrimi și mucus.
Imunoglobulina A tinde să fie mai nespecifică în ceea ce privește tipurile de prezențe străine pe care le vizează. Prezența sa pe membranele mucoase o face un factor de protecție important în locurile în care microbii ar putea găsi cu ușurință o poartă de intrare în organism.
IgA are o perioadă de înjumătățire de cinci zile. Forma sa sercretată prezintă un total de patru situsuri de legare antigenilor, câte două pentru fiecare monomer Y. Aceste situsuri se numesc situsuri de legare a epitopului, deoarece epitopul este partea specifică a unui antigen care declanșează o reacție imunitară. Deoarece se găsește în membrane mucoase expuse la un nivel ridicate de enzime digestive, IgA prezintă o componentă care previne degradarea sa de către enzime.
Imunoglobulina D (IgD)
IgD reprezintă aproximativ 0,2% din anticorpii serici. Ea este un monomer și prezintă două situsuri de legare a epitopului.
IgD se întâlnește atașată de suprafața limfocitelor B ca receptor (denumit și sIg), poziție din care controlează activarea și suprimarea limfocitelor B ca răspuns la semnalele transmise de imunoglobulinele care circulă în fluxul sanguin. IgD ar putea juca un rol în eliminarea activă a limfocitelor B, prin generarea de anticorpi auto-reactivi. Deși ar putea părea curios ca anticorpii să atace celulele care îi produc, uneori acest fenomen ar putea controla un răspuns imun excesiv sau direcționat greșit și ar putea îndepărta din circulație limfocitele B vătămate.
În afară de rolul său de receptor situat la suprafața celulelor, IgD mai este întâlnită în sânge și în lichidul limfatic, dar la un nivel mai redus. De asemenea, se crede că, la unii oameni, această imunoglobulină reacționează cu anumite haptene (subunități antigenice) ale penicilinei, motiv pentru care unele persoane sunt alergice la acest antibiotic.
Imunoglobulina E (IgE)
IgE este cea mai rară dintre cele cinci clase de imunoglobuline, reprezentând doar 0,002% din totalul anticorpilor serici. Cu toate acestea, ea joacă un rol esențial în răspunsul imun.
La fel ca IgD, imunoglobulina E este un monomer și prezintă două situsuri de legare a antigenului, fiecare pe câte un „braț” al moleculei. Perioada sa de înjumătățire este de două zile. IgE este legată de mastocitele și de eozinofilele din fluxul sanguin.
Ca atare, imunoglobulina E este un mediator al reacțiilor alergice. Atunci când un receptor se leagă de porțiunea Fab a moleculei de IgE legată de un mastocit, mastocitul eliberează histamină în fluxul sanguin.
IgE ia parte, de asemenea, și la procesul de liză (degradare chimică) a paraziților de tipul protozoarelor, precum și la răspunsul față de prezența helminților (viermi paraziți) și a anumitor artropode.
Uneori, IgE joacă un rol indirect în răspunsul imunitar, prin antrenarea altor componente ale sistemului imun. IgE poate proteja mucoasele prin inițierea fenomenelor inflamatorii. La prima vedere, am putea crede că inflamarea denotă ceva nedorit, deoarece tinde să provoace durere și umflare. De fapt, inflamația, printre multe alte beneficii imunitare pe care el are, permite IgG și globulelor albe să pătrundă în țesuturi pentru a se confrunta cu invadatorii.
Imunoglobulina G (IgG)
IgG este anticorpul dominant din corpul uman, reprezentând 85% dintre toate imunoglobulinele. Aceasta se datorează, în parte, perioadei sale de înjumătățire de 23 de zile, dar care variază totuși de la o subclasă la alta.
Imunoglobulina G este un monomer și se întâlnește mai ales în sânge și limfă. Ea are abilitatea unică de a traversa placenta pentru a proteja fătul nenăscut și nou-născutul.
Activitățile sale principale sunt stimularea fagocitozei la nivelul macrofagelor și al neutrofilelor, neutralizarea toxinelor, inactivarea virusurilor și uciderea bacteriilor. Aceasta conferă IgG o paletă largă de funcții.
IgG este, de obicei, al doilea anticorp care ajunge la locul infecției, imediat după IgM. Prezența sa este mult crescută în răspunsul anamnestic al organismului (memoria imunitară). Porțiunea Fc a IgG se poate lega de celulele NK pentru a declanșa un proces denumit citotoxicitatea dependentă de anticorpi mediată celular, care poate omorî sau limita efectele microbilor invadatori.
Imunoglobulina M (IgM)
IgM este colosul imunoglobulinelor. Ea există sub formă de pentamer (un grup de cinci monomeri de IgM legați între ei). IgM are o perioadă de înjumătățire scurtă (de circa cinci zile) și reprezintă circa 13-15% din totalul anticorpilor din serul sanguin.
IgM reprezintă prima linie de apărare a organismului, deoarece este prima imunoglobulină produsă în timpul unui răspuns imunitar tipic.
Deoarece IgM este un pentamer, ea prezintă zece situsuri de legare a epitopului, ceea ce o transformă într-un adversar redutabil. Cele cinci porțiuni Fc ale sale pot activa sistemul complement și reprezintă cel mai eficient tip de anticorp în această privință. IgM aglutinează materialul invadator, obligând celelalte componente ale sistemului imunitar să se unească pentru a lupta împotriva agenților patogeni.
IgM în formă monomerică se întâlnește, în principal, pe suprafața limfocitelor B sub formă de receptori sau sIg (ca în cazul IgD). În mod interesant, la vârsta de nouă luni organismul deja produce niveluri de IgM întâlnite la adult.
Diversitatea anticorpilor
Datorită marii diversități ale domeniilor hipervariabile ale imunoglobulinelor, organismul poate produce un număr astronomic de anticorpi unici. La aceasta se adaugă faptul că lanțurile L și H prezintă mai multe izotipuri (lanțuri care sunt asemănătoare ca aranjament superficial, dar care conțin aminoacizi diferiți. De fapt, există 45 de gene diferite pentru lanțurile L kappa, 34 de gene pentru lanțurile L lambda și 90 de gene pentru lanțurile H, rezultând astfel un total de 177 de gene – adică peste trei milioane de combinații genetice.
Acest lucru are sens din punct de vedere evolutiv și al supraviețuirii. Sistemul imunitar trebuie să fie pregătit să confrunte atât invadatorii pe care îi cunoaște deja, cât și cu cei pe care nu i-a întâlnit niciodată și pentru care trebuie să creeze un răspuns imunitar optim. Un exemplu în acest sens sunt virusurile gripale, care evoluează permanent prin mutații.
Sursa: Sciencing.com