Imunoglobulíny: čo sú to, typy, vlastnosti a funkcie

Podľa Global Study of the Burden of Disease má 95 % svetovej populácie nejaký zdravotný problém, aspoň v skupine vzoriek analyzovanej v rokoch 1990 až 2013. To nie je prekvapujúce, keďže 15 % svetovej biomasy vo forme uhlíka tvoria baktérie (70 gigaton), niektoré z nich prospešné pre človeka, iné pre stravníkov a ďalšie priamo patogény.

Okrem baktérií existujú tisíce neživých infekčných agensov vo forme vírusov, ktoré zbesilou rýchlosťou mutujú a vyvíjajú sa, aby obišli dlhodobú imunitu organizmov. Ľudská súťaživosť s patogénmi je skutočným pretekom v zbrojení: keď sa vyvinie odpoveď špecifický pre patogén, očakáva sa, že nakoniec zmutuje, aby ho prestali rozpoznávať lymfocyty a iné telá špecifické.

Z tohto dôvodu sú očkovacie kampane proti chrípke každoročné, zatiaľ čo iné vakcíny poskytujú doživotnú imunitu voči danému patogénu. V závislosti od rýchlosti mutácií a adaptability organizmu sa môže časom šanca na infekciu zvýšiť alebo znížiť. Na základe týchto zaujímavých predpokladov vám povieme všetko, o čom potrebujete vedieť imunoglobulíny.

• Súvisiaci článok: "Imunitný systém: čo to je, časti, funkcie a vlastnosti"

Čo sú imunoglobulíny?

Podľa National Cancer Institute (NIH) je imunoglobulín alebo protilátka proteín vytvorený plazmatickými bunkami (typy bielych krviniek) v reakcii na prítomnosť antigénu, látka, ktorá spôsobuje aktiváciu ľudského imunitného systému, keď je rozpoznaný ako hrozba. Kľúč k pochopeniu imunity je založený na dyáde protilátka (Ig) - antigén (Ag) alebo čo je to isté, Ig-Ag.

Každý imunoglobulín sa viaže na jeden antigén, čo umožňuje špecializovaným zabíjajúcim imunitným bunkám (ako sú makrofágy) efektívnejšie rozpoznať a pohltiť patogén, ale niektoré z nich môžu antigén zničiť aj priamo. Každá protilátka má špecializovaný paratop alebo väzbové miesto pre antigén, ktoré je špecifické pre epitop samotného antigénu. Inými slovami, každý Ig-Ag komplex zahŕňa neprenosný zámok a kľúč.

Najjasnejším využitím imunoglobulínov vo všeobecnej spoločnosti je bezpochyby vývoj vakcín. Keď sa do tela dostane oslabený vírus alebo baktéria (alebo ich časť, ktorá podporuje reakciu imunitný), proliferáciu lymfocytov a uvoľňovanie špecifických imunoglobulínov pre uvedené antigén. A) Áno, telo sa „učí“, čo je nebezpečný mikroorganizmus, vždy z bezpečia predchádzajúcej patogénnej inaktivácie.

Vďaka tomuto bezpečnému imunizačnému mechanizmu sa odhaduje, že za posledných 20 rokov bolo na celom svete zachránených viac ako 37 miliónov životov, najmä u detí. Jasným príkladom toho sú pravé kiahne: v 18. storočí na túto chorobu zomrelo ročne 400 000 ľudí, čo viedlo k takmer 30% úmrtnosti na pôvodcu. Vďaka očkovaniu bol v roku 1977 diagnostikovaný posledný prípad pravých kiahní a v 80. rokoch WHO vyhlásila svet bez patogénu. Poznatky o imunoglobulínoch nám nepochybne umožnili oslobodiť sa ako druh epidemiologického pustošenia.

Štruktúra týchto proteínov

Imunoglobulíny majú typický tvar „Y“, ktorý sa skladá z dvoch rôznych polovíc.. Skôr ako budete pokračovať, musíte si túto konformáciu jasne predstaviť vo svojej mysli, pretože sa budeme spoliehať na tento vzor pri opise všeobecnej konformácie protilátok.

Ako všetky bielkoviny, imunoglobulín má aminokyselinu ako základnú jednotku, každú z podjednotiek, ktoré sú spojené peptidovými väzbami a vytvárajú peptidy (menej ako 10 aminokyselín), polypeptidy (viac ako 10) a proteíny (veľa zreťazených aminokyselín). V tomto prípade sa štandardný imunoglobulín skladá zo 4 polypeptidových jednotiek: dvoch rovnakých ťažkých reťazcov (ťažkých, v báza a štiepenie "Y") a 2 ľahké reťazce navzájom identické (svetlé, každý z bočných hrotov vetiev "Y").

Každá "H" oblasť sa skladá z variabilnej oblasti (VH) a 3-4 konštantných oblastí (CH1, CH2, CH3 atď.). Na druhej strane, "L" ľahké reťazce sú tvorené variabilnou oblasťou (VL) a konštantnou oblasťou (CL). To všetko môže znieť veľmi mätúce, ale stačí sa držať nasledujúceho konceptu: konce ťažkých reťazí (H) a svetlo (L) sú variabilné, zatiaľ čo všeobecná konformácia „Y“ je konštantná medzi imunoglobulínmi toho istého typu.

Tvar „Y“ je typický, ktorý sa vyskytuje na hodinách biológie a imunológie, ale nie jediný. Táto monomérna forma zahŕňa imunoglobulíny D, E a G, zatiaľ čo Ig A je dimér a Ig M je pentamér. Ako si viete predstaviť tieto anatomické zmeny tiež znamenajú jasnú variabilitu funkčnosti.

• Mohlo by vás zaujímať: "4 typy patogénov (a ich vlastnosti)"

Typy imunoglobulínov

Opúšťame molekulárny les, aby sme sa vrátili k trochu všeobecnejším témam, tentokrát k rôznym funkciám imunoglobulínov podľa ich označenia. Stručne ich popíšeme.

1. Imunoglobulín A

Okrem slín, sĺz a materského mlieka sa nachádza v slizniciach dýchacích ciest, urogenitálneho traktu a lúmene tráviaceho systému. Je zvláštne, že v krvi sa nachádza v monomérnej forme (ako „Y“ opísané vyššie), ale v sliznici je jeho usporiadanie dimérne.

Vzhľadom na ich blízkosť k jediným otvoreným systémom v ľudskom tele (vylučovací, dýchací a tráviaci), tieto imunoglobulíny sú prvé, ktoré prichádzajú do kontaktu s vírusmi, ktoré napadajú orofaryngeálnu dutinu a inými črevnými mikroorganizmami.

2. Imunoglobulín G

Tento imunoglobulín je ten, ktorý je najviac zastúpený v krvi, tzv cerebrospinálny mok a peritoneálnej tekutiny (z brušnej dutiny). Tvorí 80 % celkových imunoglobulínov, tak to je bezpochyby ten prevládajúci.

Ďalej je potrebné poznamenať, že existujú 4 subvarianty tohto typu imunoglobulínu, od IgG 1 po IgG4. Každý z nich je špeciálne skúsený na špecifickom fronte, deteguje antigény a toxíny z rôznych mikroorganizmov.

3. Imunoglobulín M

Exprimuje sa na povrchu B lymfocytov, hlavných efektorov humorálnej odpovede adaptívneho imunitného systému.

Sú pohotovostnou reakciou na infekciu, pretože eliminujú patogény v skorých štádiách kým imunitný systém nesyntetizuje dostatok s. Tvoria 6 % cirkulujúcich imunoglobulínov v ľudskom krvnom obehu a sú prítomné v prevažná väčšina zvierat, preto sú považované za najstaršie protilátky v evolučnej histórii v stavovcov.

4. Imunoglobulín E

Protilátka, ktorá klinicky súvisí s alergickými stavmi. Normálne tento imunoglobulín sa nachádza v malých množstvách, ktoré cirkulujú v krvi, ale dramaticky sa zvyšujú, keď je telo vystavené alergénu, alebo čo je to isté, neškodná látka, ktorá spôsobuje neopodstatnenú reakciu imunitného systému jednotlivca. V atypických množstvách sa prejavuje aj pri parazitárnych infekciách.

5. Imunoglobulín D

Toto je jeden z imunoglobulínov, ktorý je najmenej exprimovaný, ale nie menej dôležitý. Predstavuje len 1 % celkových imunoglobulínov v tele a Je najväčšou zložkou povrchu mnohých lymfocytov typu B v štádiu dozrievania. Kvôli jeho nedostatku je jeho funkcia menej definovaná ako u ostatných už opísaných variantov.

Zhrnutie

Ako ste možno videli, imunoglobulíny prichádzajú v rôznych formách (izotypoch) a usporiadaniach morfologické, ale všetky majú veľmi jasnú funkciu: chrániť telo pred možnými infekciami a patogény. Od vírusov až po morfologicky zložitejšie parazity (ako sú helminty), imunoglobulíny ich dokážu rozpoznať, aktivovať zvyšok imunitných buniek, označiť ich na základe ich povrchových antigénov a po príslušnej kaskádovej reakcii, odstráňte ich.

Stručne povedané, imunoglobulíny sú proteíny vylučované B lymfocytmi a plazmatickými bunkami v reakcii na antigén, ktorý infiltroval telo hostiteľa. Od imunitných reakcií až po alergické reakcie majú protilátky rôzne ochranné funkcie.