ІМУНОГЛОБУЛІН M (IGM): СТРУКТУРА, ФУНКЦІЇ ТА ЗНАЧЕННЯ - БІОЛОГІЯ

Імуноглобулін М або IgM , являє собою антитіло , які продукують В - клітини або лімфоцити імунної системи багатьох тварин. Його можна приєднати до плазматичної мембрани цих клітин, або він може виділятися як комплекс у кров і лімфу, тому він бере активну участь у процесах гуморального чи адаптаційного імунітету.

Як і інші імуноглобуліни (IgG, IgA, IgD та IgE), імуноглобулін М має таку структуру, що робить його здатним зв'язувати майже будь-який тип антигену, включаючи білки, глікопротеїни, полісахариди та інші вуглеводи, нуклеїнові кислоти, ліпіди, серед інших.

Схема імуноглобуліну М, пентамера. Автор: Artur Jan Fijałkowski, wikimedia commons

IgM - одне з перших антитіл, що утворюється в ході бактеріальної інфекції та під час розвитку новонароджених.

Він був першим очищений зі значною гомогенністю, і оскільки це поліреактивне антитіло, тобто воно має здатність зв'язувати два або більше антигенів одночасно, навіть якщо вони різні за своєю природою, дуже важливо боротися з різними патології.

Як "природні антитіла", тобто ті, які виробляються без навмисної попередньої імунізації, ці імуноглобуліни можуть зв'язуватися не лише з бактеріальними антигенами, але і з вірусами, найпростішими, метазойними паразитами та грибами, а також з певними компонентами плазми крові.

Структура IgM

Аналогічно тому, що було описано для імуноглобуліну G, одного з найпоширеніших антитіл у плазмі крові та інших імуноглобулінів, мономери імуноглобуліну М мають структуру, яку можна було б описати як форму "Y", хоча це Антитіла зазвичай знаходяться в плазмі як пентамер.

Кожна з 5 субодиниць цього пентамерного глікопротеїну складається з чотирьох ланцюгів: дві однакові важкі ланцюги потужністю 55 кДа "мк" та дві однакові легкі ланцюги 25 кДа, які при об'єднанні у розчинну пентамерну форму важать близько 970 кДа.

Легкі ланцюги зв'язуються лише з частиною важких ланцюгів через утворення дисульфідних містків між цистеїновими залишками.

Коли ці молекули піддаються ферментативному гідролізу, ця реакція призводить до отримання двох фрагментів, один з них "гомогенний", відомий як константна область або Fc, а інший, відомий як область змінної або Fab2 (також званий гіперперемінною областю), здатний зв'язуватися з антиген.

Амінокислотна послідовність важкої ланцюга імуноглобуліну М, особливо константної області, є тим, що визначає його ідентичність, а також інші ізотипи антитіл, визначених у тварин, які разом складають надсімейство імуноглобуліни.

Третинна структура важкої і легкої ланцюгів цього антитіла складається з β-складених листів, з'єднаних один з одним через петлі різної довжини, які можна стабілізувати дисульфідними мостами.

У пентамерній формі кожен мономер IgM взаємодіє з поліпептидним ланцюгом з'єднання, званим J ланцюгом, 15 кДа, що дозволяє утворити структуру, утворену 5 мономерами.

Оскільки кожен мономер має здатність зв'язувати дві однакові антигенні молекули, пентамер IgM може зв'язувати 10 антигенів одночасно.

Особливості

Імуноглобулін М бере участь у початковій відповіді проти бактеріальних антигенів, тому зазвичай це перше антитіло, яке секретується активованими В-клітинами під час імунної відповіді.

Оскільки його розчинна структура здатна зв'язуватися з великою кількістю молекул антигену, вона має здатність агрегувати або агглютинувати антигенні частинки, що належать до клітин, таких як еритроцити, бактерії, найпростіші та інші.

Це антитіло дуже важливо для ранньої нейтралізації бактеріальних токсинів, а також ефективне при посередництві активності системи комплементу, сприяючи швидкій «опсонізації» антигенних частинок.

Графічне зображення імуноглобуліну М, пов'язаного з антигенними епітопами вторгнутих бактерій (Джерело: SA1590 через Wikimedia Commons)

Його мономерна форма, як правило, прикріплена до плазматичної мембрани "наївних" лімфоцитів В, як це стосується імуноглобуліну D, і було визначено, що значна частина В-клітинного репертуару новонароджених відповідає лімфоцитам з IgM в їх мембрані .

Варто також підкреслити той факт, що це перший імуноглобулін, що виробляється "наївними" клітинами В у плодів під час вагітності, після перших антигенних стимуляцій.

Хоча в низькій концентрації імуноглобулін М виявлений у виділеннях ссавців, факт, що говорить про те, що він також бере участь в імунологічному захисті слизової оболонки тіла.

Високі (значущі) значення IgM

Вважається, що людина має високі показники імуноглобуліну, коли дослідження показують значення вище норми.

Високі значення імуноглобуліну М у плазмі крові можуть свідчити про недавній вплив антигену, а також про ранню стадію вірусного гепатиту та інших патологічних станів, таких як:

- мононуклеоз,

- ревматоїдний артрит,

- макроглобулінемія Вальденстрома,

- нефротичний синдром (ураження нирок)

- розвиток інфекцій, викликаних паразитарними збудниками

Ще однією причиною, чому можна отримати високі значення IgM в сироватці крові, є наявність синдромів "Hyper IgM" (HIGM). Пацієнти з цим синдромом більш схильні страждати рецидивуючими інфекціями та навіть різними видами раку, оскільки він викликає різке падіння рівня IgG.

Низькі значення (значення)

Наявність деяких суттєвих патологій, таких як множинні мієломи, деякі види лейкемій та певні спадкові імунологічні захворювання, корелює з низьким рівнем імуноглобуліну М у сироватці крові.

У пацієнтів із синдромом дефіциту пов'язаних з Віскоттом-Олдріхом Х може бути низький рівень IgM, проте невелике підвищення рівнів інших чотирьох імуноглобулінів може компенсувати стан.

Низький рівень IgM може вказувати на більш важкі стани, такі як дефіцит імуноглобуліну, який може мати серйозні наслідки для здоров'я, особливо під час впливу нових антигенів або під час певних захворювань.

Ці недоліки можуть мати безліч причин: від помилок в системах розпізнавання антигенів до дефектів у виробленні антитіл лімфоцитами В.

Повідомлялося про рівні до 40 мг / дл для пацієнтів із селективним дефіцитом IgM, які складаються з "рідкісної" форми дисгамаглобулінемії.

Нормальні значення

Нормальний діапазон концентрації імуноглобуліну М у плазмі крові дуже мінливий і залежить, між іншим, від віку. Відповідно до різних вікових груп, це антитіло знаходиться в концентрації:

- 26-122 мг / дл між 0 і 5 місяцями

- 32-132 мг / дл між 5 та 9 місяцями

- 40-143 мг / дл між 9 і 15 місяцями

- 46-152 мг / дл між 15 і 24 місяцями

- 37-184 мг / дл між 2 і 4 роками

- 27-224 мг / дл між 4 і 7 роками

- 35-251 мг / дл між 7 і 10 роками

- 41-255 мг / дл віком від 10 до 13 років

- 45-244 мг / дл віком від 13 до 16 років

- 49-201 мг / дл віком від 16 до 18 років

- 37-286 мг / дл у дорослих старше 18 років, хоча деякі тексти вказують, що діапазон становить від 45 до 150 мг / дл, між 45 і 250 мг / дл або між 60 і 360 мг / дл

Важливо відзначити, що ці значення концентрації IgM в більш-менш 10 разів нижчі, ніж наприклад інших важливих імуноглобулінів, таких як IgG.

Список літератури

Актор, ЖК (2019). Вступна імунологія, 2-е: Основні поняття для міждисциплінарних застосувань. Академічна преса.
Bengten, E., Wilson, M., Miller, N., Clem, LW, Pilström, L., & Warr, GW (2000). Ізотипи імуноглобуліну: структура, функція та генетика. Зародження та еволюція імунної системи хребетних (с. 189-219). Спрингер, Берлін, Гейдельберг.
Burrell, CJ, Howard, CR, & Murphy, FA (2016). Медична вірусологія Феннера та Уайта. Академічна преса.
Казалі, П. (1998). IgM. Ельзев'є.
Ху, Ф., Чжан, Л., Чжен, Дж., Чжао, Л., Хуанг, Дж., Шао, В.,… і Циу, X. (2012). Спонтанна продукція імуноглобуліну М в ракових клітинах епітелію людини. PloS один, 7 (12).
Kruetzmann, S., Rosado, MM, Weber, H., Germing, U., Tournilhac, O., Peter, HH,… & Quinti, I. (2003). В селезінці генеруються людські групи В пам'яті імуноглобуліну М, що контролюють інфекції Streptococcus pneumoniae. Журнал експериментальної медицини, 197 (7), 939-945.
Петр, П., Дюбуа, Д., Рабін, BS, і Шурін, MR (2005). Титри імуноглобулінів та підтипи імуноглобулінів. У вимірюванні імунітету (с. 158-171). Академічна преса.
Sullivan, KE, & Stiehm, ER (ред.). (2014). Імунодефіцит Стійма. Академічна преса.

ІМУНОГЛОБУЛІН M (IGM): СТРУКТУРА, ФУНКЦІЇ ТА ЗНАЧЕННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025