Δομή, τύποι και λειτουργίες ανοσοσφαιρινών

Το ανοσοσφαιρίνες Είναι μόρια που καθιστούν τα Β λεμφοκύτταρα και τα κύτταρα πλάσματος που βοηθούν στην υπεράσπιση του σώματος. Αποτελούνται από ένα βιομόριο γλυκοπρωτεΐνης που ανήκει στο ανοσοποιητικό σύστημα. Είναι μία από τις πιο άφθονες πρωτεΐνες του ορού αίματος μετά την αλβουμίνη.

Το αντίσωμα είναι ένα άλλο όνομα που λαμβάνουν οι ανοσοσφαιρίνες και θεωρούνται σφαιρίνες λόγω της συμπεριφοράς τους στην ηλεκτροφόρηση του ορού αίματος που τις περιέχει. Το μόριο ανοσοσφαιρίνης μπορεί να είναι απλό ή πολύπλοκο, ανάλογα με το εάν η παρουσία του είναι ως μονομερές ή πολυμερισμένο.

Η κοινή δομή των ανοσοσφαιρινών είναι παρόμοια με το γράμμα "Y". Υπάρχουν πέντε τύποι ανοσοσφαιρινών που παρουσιάζουν μορφολογικές, λειτουργικές και γεωγραφικές διαφορές στον οργανισμό. Οι δομικές διαφορές των αντισωμάτων δεν είναι σε μορφή, αλλά στη σύνθεσή τους. κάθε τύπος έχει έναν συγκεκριμένο στόχο.

Η ανοσολογική απόκριση που προωθείται από ανοσοσφαιρίνες είναι πολύ ειδική και είναι ένας εξαιρετικά περίπλοκος μηχανισμός. Το ερέθισμα για την έκκριση του από τα κύτταρα ενεργοποιείται παρουσία παραγόντων ξένων στον οργανισμό, όπως είναι τα βακτηρίδια. Η λειτουργία της ανοσοσφαιρίνης θα είναι η δέσμευση στο ξένο στοιχείο και η εξάλειψή του.

Ανοσοσφαιρίνες ή αντισώματα μπορεί να υπάρχουν τόσο στο αίμα όσο και στην μεμβρανώδη επιφάνεια των οργάνων. Αυτά τα βιομόρια αποτελούν σημαντικά στοιχεία του αμυντικού συστήματος του ανθρώπινου σώματος.

Ευρετήριο

• 1 Δομή
  • 1.1 Βαρειές αλυσίδες
  • 1.2 Ελαφρές αλυσίδες
  • 1.3 Τμήματα Fc και Fab
• 2 Τύποι
  • 2.1 Η ανοσοσφαιρίνη G (IgG)
  • 2.2 Ανοσοσφαιρίνη Μ (IgM)
  • 2.3 Ανοσοσφαιρίνη Α (IgA)
  • 2.4 Ανοσοσφαιρίνη Ε (IgE)
  • 2.5 Ανοσοσφαιρίνη D (IgD)
  • 2.6 Αλλαγή τύπου
• 3 Λειτουργίες
  • 3.1 Γενικές λειτουργίες
  • 3.2 Ειδικές λειτουργίες
• 4 Αναφορές

Δομή

Η δομή των αντισωμάτων περιέχει αμινοξέα και υδατάνθρακες, τους ολιγοσακχαρίτες. Η κυρίαρχη παρουσία αμινοξέων, η ποσότητα και η κατανομή τους καθορίζει τη δομή της ανοσοσφαιρίνης.

Όπως όλες οι πρωτεΐνες, οι ανοσοσφαιρίνες έχουν πρωτοταγή, δευτεροταγή, τριτοταγή και τεταρτοταγή δομή, προσδιορίζοντας την τυπική τους εμφάνιση.

Λαμβάνοντας υπόψη τον αριθμό των αμινοξέων που παρουσιάζουν, οι ανοσοσφαιρίνες έχουν δύο τύπους αλυσίδας: βαριά αλυσίδα και ελαφριά αλυσίδα. Επιπλέον, σύμφωνα με την αλληλουχία των αμινοξέων στη δομή της, κάθε μια από τις αλυσίδες έχει μεταβλητή περιοχή και σταθερή περιοχή.

Βαρειές αλυσίδες

Οι βαριές αλυσίδες των ανοσοσφαιρινών αντιστοιχούν σε πολυπεπτιδικές μονάδες αποτελούμενες από 440 αλληλουχίες αμινοξέων.

Κάθε ανοσοσφαιρίνη έχει 2 βαριές αλυσίδες και καθεμία από αυτές έχει μεταβλητή περιοχή και σταθερή περιοχή. Η σταθερή περιοχή έχει 330 αμινοξέα και η αλληλουχία μεταβλητών 110 αμινοξέων.

Η δομή της βαριάς αλυσίδας είναι διαφορετική για κάθε ανοσοσφαιρίνη. Πρόκειται για ένα σύνολο 5 τύπων βαριάς αλυσίδας που καθορίζουν τους τύπους ανοσοσφαιρίνης.

Οι τύποι βαριάς αλυσίδας ταυτίστηκαν με τα ελληνικά γράμματα γ, μ, α, ε, δ για IgG, IgM, IgA, IgE και IgD ανοσοσφαιρίνες, αντιστοίχως.

Η σταθερή περιοχή των βαριών αλυσίδων ε και μ σχηματίζονται από τέσσερις περιοχές, ενώ εκείνες που αντιστοιχούν στα α, γ, δ έχουν τρεις. Έτσι, κάθε σταθερή περιοχή θα είναι διαφορετική για κάθε τύπο ανοσοσφαιρίνης, αλλά είναι κοινή στις ανοσοσφαιρίνες του ίδιου τύπου.

Η μεταβλητή περιοχή της βαριάς αλυσίδας σχηματίζεται από μία απλή περιοχή ανοσοσφαιρίνης. Αυτή η περιοχή έχει αλληλουχία 110 αμινοξέων και θα είναι διαφορετική ανάλογα με την εξειδίκευση του αντισώματος για ένα αντιγόνο.

Στη δομή των βαριών αλυσίδων μπορεί να παρατηρηθεί μια γωνιώδη ή κάμψη που απαιτείται από την άρθρωση που αντιπροσωπεύει την εύκαμπτη περιοχή της αλυσίδας.

Ελαφρές αλυσίδες

Οι ελαφρές αλυσίδες των ανοσοσφαιρινών είναι πολυπεπτίδια που αποτελούνται από περίπου 220 αμινοξέα. Υπάρχουν δύο τύποι ελαφριάς αλυσίδας στον άνθρωπο: κάπα (κ) και λάμδα (λ), ο τελευταίος με τέσσερις υποτύπους. Οι σταθερές και οι μεταβλητές περιοχές έχουν αλληλουχίες 110 αμινοξέων η κάθε μία.

Ένα αντίσωμα μπορεί να έχει δύο κ ελαφριές αλυσίδες (κκ) ή ένα ζεύγος λ αλυσίδων (λλ), αλλά δεν μπορεί να θεωρηθεί από ένα από κάθε τύπο ταυτόχρονα.

Τα τμήματα Fc και Fab

Καθώς κάθε ανοσοσφαιρίνη έχει σχήμα παρόμοιο με το "Υ", μπορεί να χωριστεί σε δύο τμήματα. Το "κατώτερο" τμήμα, η βάση, ονομάζεται κλάσμα κρυσταλλώσεως ή Fc. ενώ οι βραχίονες του "Υ" σχηματίζουν το Fab ή κλάσμα που δεσμεύει το αντιγόνο. Κάθε ένα από αυτά τα δομικά τμήματα της ανοσοσφαιρίνης εκτελεί διαφορετική λειτουργία.

Fc τμήμα

Το τμήμα Fc έχει δύο ή τρεις σταθερές περιοχές των βαριών αλυσίδων ανοσοσφαιρίνης.

Η Fc πρωτεΐνη μπορεί να συνδέεται προς έναν ειδικό υποδοχέα ή βασεόφιλα, ηωσινόφιλα ή ιστιοκύτταρα, επάγοντας έτσι ειδική ανοσολογική απόκριση για την εξάλειψη του αντιγόνου. Το Fc αντιστοιχεί στο καρβοξυλικό άκρο της ανοσοσφαιρίνης.

Τμήμα Fab

Το κλάσμα ή τμήμα Fab ενός αντισώματος περιέχει τα μεταβλητά πεδία στα άκρα του, επιπλέον των σταθερών περιοχών της βαριάς και ελαφριάς αλυσίδας.

Η σταθερή περιοχή της βαριάς αλυσίδας συνεχίζεται με τις περιοχές του τμήματος Fc που σχηματίζει την άρθρωση. Αντιστοιχεί στο αμινοτερματικό άκρο της ανοσοσφαιρίνης.

Η σημασία του τμήματος Fab είναι ότι επιτρέπει τη δέσμευση με αντιγόνα, ξένες ουσίες και δυνητικά επιβλαβείς ουσίες.

Οι μεταβλητές περιοχές κάθε ανοσοσφαιρίνης εγγυώνται την εξειδίκευση τους για ένα δεδομένο αντιγόνο. αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει ακόμη τη χρήση του στη διάγνωση φλεγμονωδών και μολυσματικών ασθενειών.

Τύποι

Οι ανοσοσφαιρίνες που είναι γνωστές μέχρι τώρα διαθέτουν μια συγκεκριμένη βαριά αλυσίδα που είναι σταθερή για καθένα από αυτά και τη διαφορά των άλλων.

Υπάρχουν πέντε ποικιλίες βαρέων αλυσίδων που καθορίζουν πέντε τύπους ανοσοσφαιρινών, των οποίων οι λειτουργίες είναι διαφορετικές.

Η ανοσοσφαιρίνη G (IgG)

Η ανοσοσφαιρίνη G είναι η πολυπληθέστερη ποικιλία. Έχει βαριά γ-αλυσίδα και παρουσιάζεται σε μονομοριακή ή μονομερή μορφή.

Το IgG είναι το πιο άφθονο τόσο στον ορό του αίματος όσο και στον ιστικό ιστό. Ελάχιστες μεταβολές στην αλληλουχία αμινοξέων της βαριάς αλυσίδας καθορίζουν τη διαίρεσή της σε υποτύπους: 1, 2, 3 και 4.

Η ανοσοσφαιρίνη G έχει μια αλληλουχία 330 αμινοξέων στο τμήμα Fc της και ένα μοριακό βάρος 150.000, εκ των οποίων 105.000 αντιστοιχούν στην βαριά αλυσίδα.

Η ανοσοσφαιρίνη Μ (IgM)

Η ανοσοσφαιρίνη Μ είναι ένα πενταμερές του οποίου η βαριά αλυσίδα είναι μ. Το μοριακό του βάρος είναι υψηλό, περίπου 900.000.

Η αλληλουχία αμινοξέων της βαριάς αλυσίδας είναι 440 στο κλάσμα Fc της. Βρίσκεται κυρίως στον ορό του αίματος, που αντιπροσωπεύει το 10 έως 12% των ανοσοσφαιρινών. Το IgM έχει μόνο ένα υποτύπο.

Η ανοσοσφαιρίνη Α (IgA)

Αντιστοιχεί στον τύπο βαριάς αλυσίδας α και αντιπροσωπεύει το 15% των συνολικών ανοσοσφαιρινών. Η IgA βρίσκεται τόσο στο αίμα όσο και στις εκκρίσεις, συμπεριλαμβανομένου του μητρικού γάλακτος, με τη μορφή μονομερούς ή διμερούς. Το μοριακό βάρος αυτής της ανοσοσφαιρίνης είναι 320.000 και έχει δύο υποτύπους: IgA1 και IgA2.

Η ανοσοσφαιρίνη Ε (IgE)

Η ανοσοσφαιρίνη Ε αποτελείται από τον τύπο βαριάς αλυσίδας ε και είναι πολύ σπάνια στον ορό, περίπου 0,002%.

Το IgE έχει μοριακό βάρος 200.000 και υπάρχει ως μονομερές κυρίως στον ορό, τη ρινική βλέννα και το σάλιο. Είναι επίσης συνηθισμένο να βρεθεί αυτή η ανοσοσφαιρίνη εντός των βασεόφιλων και των ιστιοκυττάρων.

Η ανοσοσφαιρίνη D (IgD)

Η ποικιλία βαριάς αλυσίδας δ αντιστοιχεί στην ανοσοσφαιρίνη D, η οποία αντιπροσωπεύει το 0,2% των συνολικών ανοσοσφαιρινών. Το IgD έχει μοριακό βάρος 180.000 και είναι δομημένο με τη μορφή μονομερούς.

Συσχετίζεται με Β λεμφοκύτταρα, που συνδέονται με την επιφάνεια αυτών. Ωστόσο, η λειτουργία του IgD δεν είναι ξεκάθαρη.

Αλλαγή τύπου

Οι ανοσοσφαιρίνες μπορεί να υποστούν αλλαγή δομικού τύπου, λόγω της ανάγκης για άμυνα έναντι ενός αντιγόνου.

Αυτή η αλλαγή οφείλεται στη λειτουργία των Β λεμφοκυττάρων για την παραγωγή αντισωμάτων από την ιδιότητα της προσαρμοστικής ανοσίας. Η δομική μεταβολή βρίσκεται στη σταθερή περιοχή της βαριάς αλυσίδας, χωρίς να μεταβάλλεται η μεταβλητή περιοχή.

Μια αλλαγή του τύπου ή κατηγορίας, μπορεί να κάνει ένα IgM ή IgE IgG περάσει, και αυτό συμβαίνει ως ιντερφερόνη γάμμα ή ιντερλευκίνες από την IL-4 και IL-5 που επάγεται απόκριση.

Λειτουργίες

Ο ρόλος των ανοσοσφαιρινών στο ανοσοποιητικό σύστημα είναι ζωτικής σημασίας για την υπεράσπιση του οργανισμού.

Οι ανοσοσφαιρίνες είναι μέρος του χυμικού ανοσοποιητικού συστήματος. δηλαδή, είναι ουσίες που εκκρίνονται από κύτταρα για προστασία από παθογόνους ή επιβλαβείς παράγοντες. 

Παρέχουν αποτελεσματικό μέσο άμυνας, αποτελεσματικό, συγκεκριμένο και συστηματοποιημένο, που έχει μεγάλη αξία ως μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος. Έχουν γενικές και ειδικές λειτουργίες εντός της ασυλίας:

Γενικές λειτουργίες

Τα αντισώματα ή οι ανοσοσφαιρίνες εκπληρώνουν και τις δύο ανεξάρτητες λειτουργίες και ενεργοποιούν τις κυτταρο-μεσολαβούμενες τελεστικές και εκκριτικές αποκρίσεις.

Σύνδεση αντιγόνου-αντισώματος

Οι ανοσοσφαιρίνες έχουν τη λειτουργία δέσμευσης αντιγονικών παραγόντων με ειδικό και επιλεκτικό τρόπο.

Ο σχηματισμός του συμπλόκου αντιγόνου-αντισώματος είναι η κύρια λειτουργία μιας ανοσοσφαιρίνης και, ως εκ τούτου, είναι η ανοσοαπόκριση που μπορεί να σταματήσει τη δράση του αντιγόνου. Κάθε αντίσωμα μπορεί να συνδέεται με δύο ή περισσότερα αντιγόνα ταυτόχρονα.

Λειτουργίες effector

Τις περισσότερες φορές το σύμπλοκο αντιγόνου-αντισώματος χρησιμεύει ως η αρχή για την ενεργοποίηση συγκεκριμένων κυτταρικών αποκρίσεων ή για την εκκίνηση μίας αλληλουχίας συμβάντων που καθορίζουν την εξάλειψη του αντιγόνου. Οι δύο πιο κοινές αποκρίσεις τελεστή είναι η δέσμευση των κυττάρων και η ενεργοποίηση του συμπληρώματος.

Η δέσμευση των κυττάρων εξαρτάται από την παρουσία ειδικών υποδοχέων για το τμήμα Fc της ανοσοσφαιρίνης, αφού έχει συνδεθεί με το αντιγόνο.

Κύτταρα όπως ιστιοκύτταρα, ηωσινόφιλα, βασεόφιλα και λεμφοκύτταρα φαγοκύτταρα έχουν αυτούς τους υποδοχείς και παρέχουν μηχανισμούς για την αποβολή του αντιγόνου.

Η ενεργοποίηση της αλληλουχίας του συμπληρώματος είναι ένα πολύπλοκο μηχανισμό που περιλαμβάνει την έναρξη μιας αλληλουχίας, έτσι ώστε το τελικό αποτέλεσμα είναι η έκκριση των τοξικών ουσιών που απομακρύνουν τα αντιγόνα.

Ειδικές λειτουργίες

Πρώτον, κάθε τύπος ανοσοσφαιρίνης αναπτύσσει μια συγκεκριμένη λειτουργία άμυνας:

Ανοσοσφαιρίνη G

- Η ανοσοσφαιρίνη G παρέχει τα περισσότερα από τα μέσα άμυνας έναντι των αντιγονικών παραγόντων, συμπεριλαμβανομένων των βακτηριδίων και των ιών.

- Η IgG ενεργοποιεί μηχανισμούς όπως το συμπλήρωμα και τη φαγοκυττάρωση.

- Η σύσταση ειδικής IgG για ένα αντιγόνο είναι ανθεκτική.

- Το μόνο αντίσωμα που μπορεί να μεταφέρει η μητέρα στα παιδιά κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης είναι το IgG.

Ανοσοσφαιρίνη Μ

- Το αντίσωμα IgM είναι η ταχεία απόκριση προς τα επιβλαβή και μολυσματικών παραγόντων, καθώς παρέχει άμεση δράση για να αντικατασταθεί από IgG.

- Αυτό το αντίσωμα ενεργοποιεί κυτταρικές αποκρίσεις ενσωματωμένες στη μεμβράνη των λεμφοκυττάρων και χυμικές αποκρίσεις ως συμπλήρωμα.

- Είναι η πρώτη ανοσοσφαιρίνη που συνθέτει τον άνθρωπο.

Ανοσοσφαιρίνη Α

- Λειτουργεί ως αμυντικός φραγμός κατά των παθογόνων, που βρίσκεται στις επιφάνειες των βλεννογόνων.

- Παρουσιάζεται στον αναπνευστικό βλεννογόνο, στο πεπτικό σύστημα, στο ουροποιητικό σύστημα και επίσης σε εκκρίσεις όπως το σάλιο, η ρινική βλέννα και τα δάκρυα.

- Αν και η ενεργοποίηση του συμπληρώματος είναι χαμηλή, μπορεί να συσχετιστεί με λυσοζύμες για την εξάλειψη των βακτηριδίων.

- Η παρουσία ανοσοσφαιρίνης D τόσο στο μητρικό γάλα όσο και στο πρωτόγαλα επιτρέπει στο νεογέννητο να το αποκτήσει κατά τη διάρκεια της γαλουχίας.

Ανοσοσφαιρίνη Ε

- Η ανοσοσφαιρίνη Ε παρέχει έναν ισχυρό αμυντικό μηχανισμό έναντι αντιγόνων που παράγουν αλλεργιογόνα.

- Η αλληλεπίδραση μεταξύ IgE και ένα αλλεργιογόνο θα εμφανιστεί υπεύθυνα για τα συμπτώματα αλλεργίας όπως το φτέρνισμα, βήχας, κνίδωση, αυξημένη δάκρυα και ρινική βλέννα φλεγμονώδεις ουσίες.

- Η IgE μπορεί επίσης να συζευχθεί με την επιφάνεια των παρασίτων μέσω του τμήματος Fc της, παράγοντας μια αντίδραση η οποία προκαλεί το θάνατο αυτών.

Ανοσοσφαιρίνη D

- Η μονομερής δομή της IgD είναι προσαρτημένο στο Β λεμφοκύτταρα που δεν έχουν αλληλεπιδράσει με αντιγόνα, και ως εκ τούτου να παίξουν λειτουργίας υποδοχέα.

- Η λειτουργία IgD είναι ασαφής.

Αναφορές

1. (s.f.) Ιατρικός ορισμός της ανοσοσφαιρίνης. Ανάκτηση από το medicinenet.com
2. Wikipedia (s.f.). Αντίσωμα Ανακτήθηκε από en.wikipedia.org
3. Grattendick, Κ., Pross, S. (2007). Ανοσοσφαιρίνες. Ανακτήθηκε από sciencedirect.com
4. Iáñez, Ε. (S.f.). Ανοσοσφαιρίνες και άλλα μόρια κυττάρων Β. Γενική πορεία ανοσολογίας. Ανάκτηση από ugr.es
5. (s.f.) Εισαγωγή στις ανοσοσφαιρίνες. Ανακτήθηκε από το thermofisher.com
6. Buddiga, Ρ. (2013). Ανατομία του ανοσοποιητικού συστήματος. Ανάκτηση από το emedicine.medscape.com
7. Biochemistryquestions (2009). Ανοσοσφαιρίνες: δομή και λειτουργίες. Ανάκτηση από βιοχημείαquestions.wordpress.com
8. (s.f.) Ανοσοσφαιρίνες - δομή και λειτουργία. Ανακτήθηκε από microbiologybook.org