อิมมูโนโกลบูลินห้าชั้นคืออะไร?

เนื้อหา

• คุณสมบัติทั่วไปของอิมมูโนโกลบูลิน
• หน้าที่ของภูมิภาคอิมมูโนโกลบูลินคงที่และผันแปร
• IgA
• IgD
• IgE
• IgG
• IgM
• หมายเหตุเกี่ยวกับความหลากหลายของแอนติบอดี

อิมมูโนโกลบูลินเรียกว่าแอนติบอดีเป็นโมเลกุลไกลโคโปรตีนที่ประกอบขึ้นเป็นส่วนสำคัญของระบบภูมิคุ้มกันซึ่งมีหน้าที่ในการต่อสู้กับโรคติดเชื้อและ "การรุกราน" จากต่างประเทศโดยทั่วไป มักจะเรียกว่าแอนติบอดีที่เรียกว่า "Ig" ในเลือดและของเหลวในร่างกายของมนุษย์และสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ พวกเขาช่วยระบุและทำลายสารแปลกปลอมเช่นจุลินทรีย์ (เช่นแบคทีเรียปรสิตโปรโตซัวและไวรัส)

อิมมูโนโกลบูลินแบ่งออกเป็นห้าประเภท: IgA, IgD, IgE, IgG และ IgM มีเพียง IgA, IgG และ IgM เท่านั้นที่พบในปริมาณที่มีนัยสำคัญในร่างกายมนุษย์ แต่ทั้งหมดนั้นมีความสำคัญหรือมีความสำคัญต่อการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของมนุษย์

คุณสมบัติทั่วไปของอิมมูโนโกลบูลิน

อิมมูโนโกลบูลินผลิตโดย B-lymphocytes ซึ่งเป็นระดับของเม็ดเลือดขาว (เซลล์เม็ดเลือดขาว) พวกเขาเป็นโมเลกุลรูปตัว Y ที่ประกอบด้วยโซ่หนักอีกต่อไป (H) และอีกสองโซ่แสงที่สั้นกว่า (L) แผนผัง "ก้าน" ของ Y รวมถึงโซ่ L สองเส้นซึ่งแยกกันประมาณครึ่งทางจากด้านล่างถึงด้านบนของโมเลกุลอิมมูโนโกลบูลินและแยกออกจากกันที่มุม 90 องศา โซ่ L สองเส้นวิ่งไปตามด้านนอกของ "แขน" ของ Y หรือส่วนของโซ่ H เหนือจุดแยก ดังนั้นทั้งก้าน (โซ่สอง H) และ "แขน" (โซ่ H หนึ่งห่วงโซ่ L หนึ่ง) ประกอบด้วยโซ่คู่ขนานสองเส้น โซ่ L มีสองประเภทคือคัปปาและแลมบ์ดา โซ่เหล่านี้ล้วนมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันผ่านพันธะไดซัลไฟด์ (S-S) หรือพันธะไฮโดรเจน

อิมมูโนโกลบูลินยังสามารถแยกออกเป็นส่วนคงที่ (C) และตัวแปร (V) ส่วน C จะกำกับกิจกรรมที่อิมมูโนโกลบูลินทั้งหมดหรือส่วนใหญ่มีส่วนร่วมในขณะที่พื้นที่วีผูกกับแอนติเจนเฉพาะ (เช่นโปรตีนที่ส่งสัญญาณการมีอยู่ของแบคทีเรียไวรัสหรือโมเลกุลหรือเอนทิตีต่างประเทศอื่น) "แขน" ของแอนติบอดีจะถูกเรียกอย่างเป็นทางการว่าภูมิภาค Fab โดยที่ "Fab" หมายถึง "ส่วนที่จับกับแอนติเจน"; ส่วน V ของสิ่งนี้รวมถึงกรดอะมิโน 110 ตัวแรกของภูมิภาค Fab เท่านั้นไม่ใช่ส่วนทั้งหมดเนื่องจากแขนของ Fab อยู่ใกล้กับจุดสาขาของ Y ค่อนข้างคงที่ระหว่างแอนติบอดีที่แตกต่างกันและได้รับการพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของ C ภูมิภาค.

โดยวิธีการเปรียบเทียบให้พิจารณากุญแจรถทั่วไปซึ่งมีส่วนที่ใช้ร่วมกับกุญแจส่วนใหญ่โดยไม่คำนึงถึงยานพาหนะที่ระบุว่ากุญแจถูกออกแบบมาให้ทำงาน (เช่นชิ้นส่วนที่คุณถือไว้ในมือของคุณเมื่อใช้งาน) และส่วนที่ เฉพาะยานพาหนะที่มีปัญหาเท่านั้น ส่วนมือจับสามารถเปรียบเทียบกับส่วนประกอบ C ของแอนติบอดีและส่วนพิเศษกับส่วนประกอบ V

หน้าที่ของภูมิภาคอิมมูโนโกลบูลินคงที่และผันแปร

ส่วนขององค์ประกอบ C ด้านล่างสาขาของ Y ที่เรียกว่าภูมิภาคเอฟซีอาจคิดว่าเป็นสมองของการดำเนินการแอนติบอดี ไม่ว่าสิ่งที่ภูมิภาค V ถูกออกแบบมาเพื่อทำในประเภทของแอนติบอดีที่กำหนดภูมิภาค C ควบคุมการทำงานของการทำงาน ภูมิภาค C ของ IgG และ IgM เป็นสิ่งที่เปิดใช้งานทางเดินเสริมซึ่งเป็นชุดของ "การป้องกันบรรทัดแรก" เชิญชมการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบ phagocytosis (ในเซลล์ที่เชี่ยวชาญร่างกายดูดร่างกายต่างประเทศ) และการเสื่อมสภาพของเซลล์ ภูมิภาค C ของ IgG ผูกกับ phagocytes เหล่านี้เช่นเดียวกับเซลล์ "natural killer" (NK); ภูมิภาค C ของ IgE เชื่อมโยงกับเสากระโดงเซลล์ basophils และ eosinophils

สำหรับรายละเอียดของภูมิภาค V แถบตัวแปรที่สูงของโมเลกุลอิมมูโนโกลบูลินจะแบ่งออกเป็นภูมิภาค hypervariable และเฟรมเวิร์ก ความหลากหลายในเหตุผลที่ไม่สามารถอธิบายได้ตามสัญชาตญาณของคุณอาจเป็นสาเหตุของแอนติเจนที่น่าทึ่งที่อิมมูโนโกลบูลินมีความสามารถในการจดจำกุญแจแบบล็อคอิน

IgA

IgA มีสัดส่วนประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ของแอนติบอดีในระบบของมนุษย์ทำให้เป็นอิมมูโนโกลบูลินที่พบมากเป็นอันดับสอง อย่างไรก็ตามมีเพียงประมาณ 6 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่พบในเลือด ในซีรั่มพบในรูปแบบโมโนเมอร์ - นั่นคือเป็นโมเลกุลเดี่ยวในรูป Y ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น อย่างไรก็ตามในการหลั่งจากมันมีอยู่เป็นหรี่หรือสองของโมโนเมอร์ Y เชื่อมโยงเข้าด้วยกัน ในความเป็นจริงรูปแบบ dimeric เป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นตามที่ IgA เห็นในการหลั่งทางชีวภาพที่หลากหลายรวมถึงนมน้ำลายน้ำตาและเมือก มันมีแนวโน้มที่จะไม่เจาะจงในแง่ของประเภทของการแสดงตนต่างประเทศที่เป็นเป้าหมาย การปรากฏตัวของเยื่อเมือกทำให้มันเป็นผู้รักษาประตูที่สำคัญในสถานที่ที่ร่างกายอ่อนแอหรือจุดที่จุลินทรีย์สามารถหาทางเข้าไปในร่างกายได้ง่ายขึ้น

IgA มีครึ่งชีวิตห้าวัน รูปแบบการหลั่งเป็นทั้งหมดสี่เว็บไซต์ที่จะผูกแอนติเจนสองต่อโมโนเมอร์ Y สิ่งเหล่านี้เรียกว่าไซต์ epitope-binding เนื่องจาก epitope เป็นส่วนเฉพาะของผู้บุกรุกที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาภูมิคุ้มกัน เนื่องจากพบในเยื่อเมือกที่สัมผัสกับเอนไซม์ย่อยอาหารระดับสูง IgA จึงมีส่วนประกอบของสารหลั่งที่ป้องกันไม่ให้เอนไซม์เหล่านี้เสื่อมสภาพ

IgD

IgD นั้นหายากที่สุดในห้าคลาสของอิมมูโนโกลบูลินซึ่งคิดเป็นประมาณ 0.2 เปอร์เซ็นต์ของแอนติบอดีในซีรัมหรือประมาณ 1 ใน 500 มันเป็นโมโนเมอร์และมีไซต์ที่มีพันธะผูกพันสองอัน

พบ IgD ที่ติดอยู่กับพื้นผิวของ B-lymphocytes เป็น B-cell receptor (หรือที่เรียกว่า sIg) ซึ่งเชื่อกันว่าควบคุม B-lymphocyte activation และการยับยั้งในการตอบสนองต่อสัญญาณจากอิมมูโกลบูลินที่หมุนเวียนอยู่ในเลือด IgD อาจเป็นปัจจัยในการกำจัด B-lymphocytes อย่างกระตือรือร้นโดยสร้างแอนติบอดีอัตโนมัติแบบตอบโต้ด้วยตนเอง ในขณะที่ดูเหมือนว่าอยากรู้อยากเห็นว่าแอนติบอดีจะโจมตีเซลล์ที่สร้างพวกมันบางครั้งการกำจัดนี้อาจควบคุมการตอบสนองของภูมิคุ้มกันที่ผิดปกติหรือผิดทิศทางหรือนำ B-cells ออกจากสระเมื่อพวกมันเสียหายและไม่สังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ที่เป็นประโยชน์อีกต่อไป

นอกเหนือจากบทบาทในการเป็นตัวรับเซลล์ผิวอย่างแท้จริงแล้ว IgD ยังพบว่ามีเลือดและน้ำเหลืองในระดับที่น้อยกว่า บางคนคิดว่าจะทำปฏิกิริยากับ haptens (antigenic subunits) ในเพนิซิลลินซึ่งมีแนวโน้มว่าทำไมบางคนแพ้ยาปฏิชีวนะนี้ มันอาจทำปฏิกิริยากับโปรตีนในเลือดธรรมดาที่ไม่เป็นอันตรายในลักษณะเดียวกันดังนั้นจึงมีผลต่อการตอบสนองของภูมิต้านทานผิดปกติ

IgE

IgE คิดเป็นเพียงประมาณ 0.002 เปอร์เซ็นต์ของแอนติบอดีในซีรัมหรือประมาณ 1 / 50,000 ของอิมมูโนโกลบูลินหมุนเวียนทั้งหมด อย่างไรก็ตามมันมีบทบาทสำคัญในการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน

เช่นเดียวกับ IgD, IgE เป็นโมโนเมอร์และมีไซต์จับแอนติเจนสองตัวโดยแต่ละอันมี "แขน" มันมีครึ่งชีวิตสั้น ๆ ของสองวัน มันถูกผูกไว้กับเซลล์เสาและ basophils ซึ่งไหลเวียนในเลือด เช่นนี้มันเป็นสื่อกลางของปฏิกิริยาการแพ้ เมื่อแอนติเจนจับกับส่วน Fab ของโมเลกุล IgE ที่จับกับเซลล์เสาสิ่งนี้จะทำให้เซลล์เสาปล่อยฮีสตามีนเข้าสู่กระแสเลือด IgE ยังมีส่วนร่วมในการสลายหรือการย่อยสลายทางเคมีของปรสิตของสายพันธุ์โปรโตซัว (คิดว่าอะมีบาและผู้บุกรุกเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์) IgE ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อตอบสนองต่อการปรากฏตัวของหนอนพยาธิ (พยาธิกาฝาก) และรพบางอย่าง

ในบางครั้ง IgE ยังมีบทบาททางอ้อมในการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันโดยการชุบองค์ประกอบของภูมิคุ้มกันอื่น ๆ ไปสู่การปฏิบัติ IgE สามารถปกป้องพื้นผิวเยื่อเมือกโดยเริ่มการอักเสบ คุณอาจคิดว่าการอักเสบมีความหมายที่ไม่พึงประสงค์เนื่องจากมันทำให้เกิดอาการปวดและบวม แต่การอักเสบท่ามกลางประโยชน์ทางภูมิคุ้มกันอื่น ๆ ของมันช่วยให้ IgG ซึ่งเป็นโปรตีนจากวิถีทางที่สมบูรณ์และเซลล์เม็ดเลือดขาวเพื่อเข้าสู่เนื้อเยื่อเพื่อเผชิญหน้ากับผู้บุกรุก

IgG

IgG เป็นแอนติบอดี้ที่โดดเด่นในร่างกายมนุษย์คิดเป็น 85 เปอร์เซ็นต์ของอิมมูโนโกลบูลินทั้งหมด ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความยาวตัวแปรแม้ว่าครึ่งชีวิตเจ็ดถึง 23 วันขึ้นอยู่กับคลาสย่อยของ IgG

เช่นเดียวกับอิมมูโนโกลบูลินสามในห้าชนิด IgG มีอยู่ในฐานะโมโนเมอร์ พบมากในเลือดและน้ำเหลือง มีความสามารถพิเศษในการข้ามรกในหญิงตั้งครรภ์ช่วยป้องกันทารกในครรภ์และทารกแรกเกิด กิจกรรมหลัก ได้แก่ การเสริมสร้าง phagocytosis ในเซลล์ขนาดใหญ่ (เซลล์ "กิน" แบบพิเศษ) และนิวโทรฟิล (เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดอื่น); การถอนพิษ และหยุดไวรัสและฆ่าแบคทีเรีย สิ่งนี้ทำให้ IgG มีฟังก์ชั่นที่หลากหลายเหมาะสำหรับแอนติบอดีที่แพร่หลายในระบบ โดยปกติจะเป็นแอนติบอดีตัวที่สองในที่เกิดเหตุเมื่อมีผู้บุกรุกเข้ามา การปรากฏตัวของมันเพิ่มขึ้นอย่างมากมายในการตอบสนองของร่างกายอย่างไม่น่าเชื่อ "Anamnestic" แปลว่า "ไม่ลืม" และ IgM ตอบสนองต่อผู้บุกรุกที่พบก่อนหน้านี้ด้วยการเพิ่มจำนวนทันที ในที่สุดส่วน Fc ของ IgG สามารถจับกับเซลล์ NK เพื่อสร้างกระบวนการที่เรียกว่า cytotoxicity หรือแอนติบอดีที่อาศัยแอนติบอดีขึ้นกับแอนติบอดีหรือ ADCC ซึ่งสามารถฆ่าหรือ จำกัด ผลกระทบของจุลินทรีย์ที่บุกรุก

IgM

IgM เป็นยักษ์ใหญ่ของอิมมูโนโกลบูลิน มันมีอยู่เป็นพารามิเตอร์ห้าตัวหรือกลุ่มของโมโนเมอร์ IgM ที่ถูกผูกห้าตัว IgM มีชีวิตครึ่งสั้น (ประมาณห้าวัน) และสร้างขึ้นประมาณ 13 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ของแอนติบอดีในซีรั่ม ที่สำคัญมันยังเป็นบรรทัดแรกของการป้องกันในหมู่สี่แอนติบอดีพี่น้องเป็นอิมมูโนโกลบูลินแรกที่ทำในระหว่างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันโดยทั่วไป

เนื่องจาก IgM เป็นเพนเดอร์เมอร์จึงมีไซต์รวม epitope 10 แห่งทำให้เป็นปฏิปักษ์ที่ดุร้าย Fc ห้าส่วนของมันเช่นเดียวกับอิมมูโนโกลบูลินอื่น ๆ ส่วนใหญ่สามารถเปิดใช้งานเส้นทางเสริมโปรตีนและในฐานะที่เป็น "การตอบกลับครั้งแรก" เป็นแอนติบอดีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในเรื่องนี้ IgM agglutinates วัสดุที่บุกรุกเข้ามากระตุ้นให้แต่ละชิ้นติดกันเพื่อการล้างที่ง่ายขึ้นจากร่างกาย นอกจากนี้ยังส่งเสริมการสลายและ phagocytosis ของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มีความสัมพันธ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการขับไล่แบคทีเรีย

รูปแบบโมโนเมอร์ของ IgM มีอยู่และพบได้มากบนพื้นผิวของ B-lymphocytes เป็นตัวรับหรือ sIg (เช่นเดียวกับ IgD) ที่น่าสนใจร่างกายได้ผลิตระดับ IgM สำหรับผู้ใหญ่โดยอายุเก้าเดือน

หมายเหตุเกี่ยวกับความหลากหลายของแอนติบอดี

ต้องขอบคุณความแปรปรวนที่สูงมากของส่วนประกอบ hypervariable ของส่วนประกอบ Fab ของอิมมูโนโกลบูลินทั้งห้าตัวทำให้สามารถสร้างแอนติบอดี้ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะทางดาราศาสตร์จำนวนห้าชั้นได้ นี่คือการเติมโดยความจริงที่ว่าโซ่ L และ H ยังมาในจำนวนของ isotypes หรือโซ่ที่เผินๆเหมือนกันในการจัดเรียง แต่มีกรดอะมิโนที่แตกต่างกัน ในความเป็นจริงมียีนลูกโซ่ L "คัปปา" ที่แตกต่างกัน 45 ชนิดยีนลูกโซ่ L แลมบ์ดา 34 และ 90 โซ่ยีนรวมทั้งสิ้น 177 ยีนในทางกลับกันให้ผลผลิตมากกว่าสามล้านชุดที่เป็นเอกลักษณ์

สิ่งนี้สมเหตุสมผลจากมุมมองของวิวัฒนาการและความอยู่รอด ไม่เพียง แต่ระบบภูมิคุ้มกันจะต้องเตรียมพร้อมที่จะเผชิญหน้ากับผู้บุกรุกที่มัน "รู้" เกี่ยวกับมันแล้ว แต่มันก็ต้องเตรียมที่จะสร้างการตอบสนองที่ดีที่สุดให้กับผู้บุกรุกที่ไม่เคยเห็นมาก่อนหรือสำหรับเรื่องนั้น ในฐานะที่เป็นไวรัสไข้หวัดใหญ่ที่พัฒนาตัวเองผ่านการกลายพันธุ์ การมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้รุกรานกับโฮสต์ตลอดเวลาและข้ามสายพันธุ์จุลินทรีย์และสัตว์มีกระดูกสันหลังนั้นไม่มากไปกว่า "การแข่งขันทางแขน" ที่ต่อเนื่อง