IMMUNOGLOBULINA M (IGM): BUDOWA, FUNKCJE I WARTOŚCI - BIOLOGIA - 2024

Immunoglobuliny M lub IgM to przeciwciało wytwarzane przez komórki B lub limfocyty w układzie immunologicznym z wielu zwierząt. Występuje przyklejony do błony plazmatycznej tych komórek lub może być wydzielany w postaci kompleksu do krwiobiegu i limfy, więc aktywnie uczestniczy w procesach odporności humoralnej lub adaptacyjnej.

Podobnie jak inne immunoglobuliny (IgG, IgA, IgD i IgE), immunoglobulina M ma taką budowę, że jest zdolna do wiązania prawie każdego rodzaju antygenu, w tym białek, glikoprotein, polisacharydów i innych węglowodanów, kwasów nukleinowych, lipidów, pośród innych.

Schemat immunoglobuliny M, pentamer. Autor: Artur Jan Fijałkowski, wikimedia commons

IgM to jedno z pierwszych przeciwciał wytwarzanych w przebiegu infekcji bakteryjnej i rozwoju noworodka.

Jako pierwszy został oczyszczony ze znaczną jednorodnością, a ponieważ jest przeciwciałem polireaktywnym, to znaczy ma zdolność wiązania dwóch lub więcej antygenów jednocześnie, nawet jeśli mają one różny charakter, bardzo ważne jest zwalczanie różnych patologie.

Jako „naturalne przeciwciała”, to znaczy te, które są wytwarzane bez zamierzonej wcześniejszej immunizacji, te immunoglobuliny mogą wiązać się nie tylko z antygenami bakteryjnymi, ale także z wirusami, pierwotniakami, pasożytami metazoan i grzybami, a także z niektórymi składnikami osocza krwi.

Struktura IgM

Analogicznie do tego, co opisano dla immunoglobuliny G, jednego z najczęściej występujących przeciwciał w osoczu krwi, oraz innych immunoglobulin, monomery immunoglobuliny M mają strukturę, którą można by opisać jako „Y”, chociaż Przeciwciało znajduje się zwykle w osoczu w postaci pentameru.

Każda z 5 podjednostek tej pentamerycznej glikoproteiny składa się z czterech łańcuchów: dwóch identycznych łańcuchów ciężkich „µ” o masie 55 kDa i dwóch identycznych łańcuchów lekkich 25 kDa, które po połączeniu w rozpuszczalnej formie pentamerycznej ważą około 970 kDa.

Łańcuchy lekkie wiążą się tylko z częścią łańcuchów ciężkich poprzez tworzenie mostków dwusiarczkowych między resztami cysteiny.

Kiedy te cząsteczki są hydrolizowane enzymatycznie, w wyniku tej reakcji powstają dwa fragmenty, jeden z nich „homogeniczny”, znany jako region stały lub Fc, a drugi znany jako region zmienny lub Fab2 (zwany również regionem hiperzmiennym), zdolny do wiązania antygen.

Sekwencja aminokwasów łańcucha ciężkiego immunoglobuliny M, zwłaszcza regionu stałego, określa jego tożsamość, a także innych izotypów przeciwciał, które zostały zdefiniowane u zwierząt, które razem tworzą nadrodzinę. immunoglobuliny.

Trzeciorzędowa struktura łańcuchów ciężkich i lekkich tego przeciwciała składa się z pofałdowanych arkuszy β połączonych ze sobą pętlami o różnej długości, które mogą być stabilizowane mostkami dwusiarczkowymi.

W postaci pentamerycznej każdy monomer IgM oddziałuje z polipeptydowym łańcuchem zjednoczenia zwanym łańcuchem J, o masie 15 kDa, co umożliwia utworzenie struktury utworzonej przez 5 monomerów.

Ponieważ każdy monomer ma zdolność wiązania dwóch identycznych cząsteczek antygenowych, pentamer IgM może wiązać 10 antygenów jednocześnie.

cechy

Immunoglobulina M bierze udział w początkowej odpowiedzi przeciw antygenom bakteryjnym, jest więc zwykle pierwszym przeciwciałem wydzielanym przez aktywowane limfocyty B podczas odpowiedzi immunologicznej.

Ponieważ jego rozpuszczalna struktura jest zdolna do wiązania się z dużą liczbą cząsteczek antygenu, ma zdolność agregowania lub aglutynacji cząstek antygenowych należących do komórek, takich jak krwinki czerwone, bakterie, pierwotniaki i inne.

To przeciwciało jest bardzo ważne dla wczesnej neutralizacji toksyn bakteryjnych, a także jest skuteczne w pośredniczeniu w aktywności układu dopełniacza, sprzyjając szybkiej „opsonizacji” cząstek antygenowych.

Graficzne przedstawienie immunoglobuliny M związanej z epitopami antygenowymi inwazyjnych bakterii (źródło: SA1590 za Wikimedia Commons)

Zwykle stwierdza się, że jej monomeryczna postać jest związana z błoną plazmatyczną „naiwnych” limfocytów B, tak jak w przypadku immunoglobuliny D, i stwierdzono, że duża część repertuaru komórek B noworodków odpowiada limfocytom z IgM w błonie. .

Warto również podkreślić, że jest to pierwsza immunoglobulina wytwarzana przez „naiwne” limfocyty B u płodów w okresie ciąży, po pierwszych stymulacji antygenami.

Immunoglobulina M, chociaż w niskim stężeniu, została znaleziona w wydzielinach ssaków, co sugeruje, że uczestniczy ona również w immunologicznej ochronie śluzówki organizmu.

Wysokie (istotne) wartości IgM

Uważa się, że osoba ma wysokie wartości immunoglobulin, gdy badania wykazują wartości powyżej normalnego zakresu.

Wysokie wartości immunoglobuliny M w osoczu mogą wskazywać na niedawną ekspozycję na antygen, a także na wczesny etap wirusowego zapalenia wątroby i innych stanów patologicznych, takich jak:

- mononukleoza,

- reumatoidalne zapalenie stawów,

- makroglobulinemia Waldenstroma,

- zespół nerczycowy (uszkodzenie nerek)

- rozwój zakażeń wywołanych przez czynniki pasożytnicze

Innym powodem, dla którego można uzyskać wysokie wartości IgM w surowicy, jest występowanie zespołów „Hyper IgM” (HIGM). Pacjenci z tym zespołem są bardziej podatni na nawracające infekcje, a nawet różne rodzaje raka, ponieważ powoduje on drastyczny spadek poziomu IgG.

Niskie wartości (znaczenie)

Istnienie pewnych znaczących patologii, takich jak szpiczaki mnogie, niektóre typy białaczek i pewne dziedziczne choroby immunologiczne, zostało skorelowane z niskim poziomem immunoglobuliny M w surowicy.

Pacjenci z zespołem niedoboru Wiskotta-Aldricha sprzężonego z chromosomem X mogą mieć niskie poziomy IgM, jednak niewielki wzrost poziomów pozostałych czterech immunoglobulin może kompensować ten stan.

Niski poziom IgM może wskazywać na cięższe stany, takie jak niedobór immunoglobulin, co może mieć poważne konsekwencje zdrowotne, zwłaszcza podczas ekspozycji na nowe antygeny lub w trakcie niektórych chorób.

Niedobory te mogą mieć wiele przyczyn, od błędów w systemach rozpoznawania antygenów po defekty w produkcji przeciwciał przez limfocyty B.

U pacjentów z wybiórczymi niedoborami IgM, na które składają się „rzadka” postać dysgammaglobulinemii, odnotowano stężenia tak niskie, jak 40 mg / dl.

Wartości normalne

Normalny zakres stężenia immunoglobuliny M w osoczu jest bardzo zmienny i zależy między innymi od wieku. Według różnych grup wiekowych to przeciwciało występuje w stężeniu:

- 26-122 mg / dl od 0 do 5 miesięcy

- 32-132 mg / dl od 5 do 9 miesięcy

- 40-143 mg / dl od 9 do 15 miesięcy

- 46-152 mg / dl od 15 do 24 miesięcy

- 37-184 mg / dl od 2 do 4 lat

- 27-224 mg / dl od 4 do 7 lat

- 35-251 mg / dl od 7 do 10 lat

- 41-255 mg / dl między 10 a 13 rokiem życia

- 45-244 mg / dl między 13 a 16 rokiem życia

- 49-201 mg / dl między 16 a 18 rokiem życia

- 37-286 mg / dl u dorosłych powyżej 18 roku życia, chociaż niektóre teksty wskazują, że zakres ten wynosi od 45 do 150 mg / dl, od 45 do 250 mg / dl lub od 60 do 360 mg / dl

Należy wspomnieć, że te wartości stężenia IgM są mniej więcej 10 razy niższe niż w przypadku innych ważnych immunoglobulin, na przykład IgG.

Bibliografia

1. Aktor, JK (2019). Immunologia wprowadzająca, 2.: Podstawowe pojęcia do zastosowań interdyscyplinarnych. Academic Press.
2. Bengten, E., Wilson, M., Miller, N., Clem, LW, Pilström, L. i Warr, GW (2000). Izotypy immunoglobulin: budowa, funkcja i genetyka. In Origin and Evolution of the Vertebrate Immune System (str. 189-219). Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Burrell, CJ, Howard, CR i Murphy, FA (2016). Wirusologia medyczna Fennera i White'a. Academic Press.
4. Casali, P. (1998). IgM. Elsevier.
5. Hu, F., Zhang, L., Zheng, J., Zhao, L., Huang, J., Shao, W.,… & Qiu, X. (2012). Spontaniczna produkcja immunoglobuliny M w ludzkich komórkach raka nabłonka. PloS jeden, 7 (12).
6. Kruetzmann, S., Rosado, MM, Weber, H., Germing, U., Tournilhac, O., Peter, HH,… & Quinti, I. (2003). W śledzionie wytwarzane są ludzkie limfocyty B pamięci immunoglobuliny M kontrolujące infekcje Streptococcus pneumoniae. The Journal of experimental medicine, 197 (7), 939-945.
7. Petar, P., Dubois, D., Rabin, BS i Shurin, MR (2005). Miana immunoglobulin i podtypy immunoglobulin. In Measuring Immunity (str. 158-171). Academic Press.
8. Sullivan, KE i Stiehm, ER (red.). (2014). Niedobory odpornościowe Stiehma. Academic Press.