ИМУНОГЛОБУЛИН M (IGM): СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И СТОЙНОСТИ - БИОЛОГИЯ

В имуноглобулин М или IgM е антитяло, произведено от В-клетки или лимфоцити на имунната система на много животни. Той може да бъде прикрепен към плазмената мембрана на тези клетки или може да се отдели като комплекс в кръвообращението и лимфата, така че активно участва в процесите на хуморален или адаптивен имунитет.

Подобно на другите имуноглобулини (IgG, IgA, IgD и IgE), имуноглобулин М има такава структура, която го прави способен да свързва почти всеки тип антиген, включително протеини, гликопротеини, полизахариди и други въглехидрати, нуклеинови киселини, липиди и др. между другото.

Схема на имуноглобулин М, пентамер. Автор: Artur Jan Fijałkowski, wikimedia commons

IgM е едно от първите антитела, произведени в хода на бактериална инфекция и по време на новородено развитие.

Той беше първият, който беше пречистен със значителна хомогенност и тъй като е полиреактивно антитяло, тоест има способността да свързва два или повече антигена едновременно, дори ако те са различни по своя характер, е много важно да се бори с различни патологии.

Като "естествени антитела", тоест тези, които се произвеждат без умишлена предварителна имунизация, тези имуноглобулини могат да се свързват не само с бактериални антигени, но и с вируси, протозои, метазойни паразити и гъби, както и с някои компоненти на кръвната плазма.

Структура на IgM

Аналогично на описаното за имуноглобулин G, едно от най-разпространените антитела в кръвната плазма и другите имуноглобулини, мономерите на имуноглобулин М имат структура, която може да бъде описана под формата на "Y", въпреки че това Антитялото обикновено се намира в плазмата като пентамер.

Всяка от 5-те субединици на този пентамерен гликопротеин е съставена от четири вериги: две еднакви тежки вериги от 55 kDa "µ" и две идентични 25 kDa леки вериги, които, когато са свързани в разтворимата пентамерна форма, тежат около 970 kDa.

Леките вериги се свързват само с част от тежки вериги чрез образуването на дисулфидни мостове между цистеиновите остатъци.

Когато тези молекули са ензимно хидролизирани, тази реакция води до два фрагмента, единият от тях е "хомогенен", известен като постоянен регион или Fc, а другият известен като променлив регион или Fab2 (наричан също хипервариабилен регион), способен да се свързва с антиген.

Аминокиселинната последователност на тежката верига на имуноглобулин М, особено тази на постоянния регион, е това, което определя нейната идентичност, както и тази на другите изотипове на антитела, които са определени при животни, които заедно съставляват суперсемейството имуноглобулини.

Третичната структура на тежките и леки вериги на това антитяло се състои от β-сгънати листове, свързани помежду си чрез бримки с различна дължина, които могат да бъдат стабилизирани чрез дисулфидни мостове.

В пентамерната форма всеки мономер на IgM взаимодейства с полипептидна верига на съединение, наречена J верига, от 15 kDa и това позволява формирането на структурата, образувана от 5-те мономера.

Тъй като всеки мономер има способността да свързва две еднакви антигенни молекули, IgM пентамер може да свързва 10 антигена едновременно.

Характеристика

Имуноглобулин М участва в първоначалния отговор срещу бактериални антигени, така че обикновено това е първото антитяло, секретирано от активирани В клетки по време на имунния отговор.

Тъй като разтворимата му структура е способна да се свързва с голям брой антигенни молекули, тя има способността да агрегира или аглутинира антигенни частици, принадлежащи към клетки като червени кръвни клетки, бактерии, протозои и други.

Това антитяло е много важно за ранното неутрализиране на бактериалните токсини и също така е ефективно при посредничеството в активността на комплементната система, като насърчава бързата „опсонизация“ на антигенните частици.

Графично представяне на имуноглобулин М, свързан с антигенни епитопи на нахлуващи бактерии (Източник: SA1590 през Wikimedia Commons)

Мономерната му форма обикновено се намира прикрепена към плазмената мембрана на „наивните“ В лимфоцити, както е случаят с имуноглобулин D и е установено, че голяма част от В-клетъчния репертоар на новородени съответства на лимфоцитите с IgM в тяхната мембрана.,

Също така си струва да се подчертае фактът, че това е първият имуноглобулин, произведен от „наивните“ В клетки при плода по време на бременност, след първите антигенни стимулации.

Въпреки че е в ниска концентрация, имуноглобулин М е открит в секрециите на животни от бозайници, факт, който предполага, че той също участва в имунологичната защита на телесната лигавица.

Високи (значими) стойности на IgM

Счита се, че човек има високи стойности на имуноглобулин, когато изследванията показват стойности над нормата.

Високите стойности на имуноглобулин M в плазмата могат да са показателни за скорошна експозиция на антиген, както и за ранен стадий на вирусен хепатит и други патологични състояния като:

- мононуклеоза, - ревматоиден артрит, - макроглобулинемия на Waldenstrom, - нефротичен синдром (увреждане на бъбреците)

- развитие на инфекции, причинени от паразитни агенти

Друга причина, поради която в серума могат да се получат високи нива на IgM, е наличието на синдроми на "Hyper IgM" (HIGM). Пациентите с този синдром са по-податливи на страдащи от повтарящи се инфекции и дори различни видове рак, тъй като той причинява драстичен спад в нивата на IgG.

Ниски стойности (значение)

Наличието на някои значими патологии като множество миеломи, някои видове левкемии и някои наследствени имунологични заболявания е свързано с ниски нива на имуноглобулин М в серума.

Пациентите със синдром на свързана с дефицит на Wiskott-Aldrich X може да имат ниски нива на IgM, но малко увеличение на нивата на другите четири имуноглобулини може да компенсира състоянието.

Ниските нива на IgM могат да показват по-тежки състояния като дефицит на имуноглобулин, които могат да имат сериозни последици за здравето, особено по време на излагане на нови антигени или по време на някои заболявания.

Тези недостатъци могат да имат много причини, от грешки в антигенните системи за разпознаване до дефекти в производството на антитела от В лимфоцити.

Съобщавани са нива до 40 mg / dL за тези пациенти със селективен IgM дефицит, които се състоят от "рядка" форма на дисгамаглобулинемия.

Нормални стойности

Нормалният диапазон на концентрация на плазмения имуноглобулин М е силно променлив и зависи, на много неща, от възрастта. Според различните възрастови групи това антитяло е в концентрация от:

- 26-122 mg / dL между 0 и 5 месеца

- 32-132 mg / dL между 5 и 9 месеца

- 40-143 mg / dL между 9 и 15 месеца

- 46-152 mg / dL между 15 и 24 месеца

- 37-184 mg / dL между 2 и 4 години

- 27-224 mg / dL между 4 и 7 години

- 35-251 mg / dL между 7 и 10 години

- 41-255 mg / dL между 10 и 13 години

- 45-244 mg / dL между 13 и 16 години

- 49-201 mg / dL между 16 и 18 години

- 37-286 mg / dL при възрастни над 18 години, въпреки че някои текстове показват, че диапазонът е между 45 и 150 mg / dL, между 45 и 250 mg / dl или между 60 и 360 mg / dL

Важно е да се спомене, че тези концентрационни стойности на IgM са повече или по-малко 10 пъти по-ниски от тези на други важни имуноглобулини като IgG, например.

Препратки

Актьор, Ж.К. (2019). Встъпителна имунология, 2-ри: Основни понятия за интердисциплинарни приложения. Академична преса.
Bengten, E., Wilson, M., Miller, N., Clem, LW, Pilström, L., & Warr, GW (2000). Имуноглобулинови изотипове: структура, функция и генетика. Произход и еволюция на имунната система на гръбначните животни (стр. 189-219). Спрингер, Берлин, Хайделберг.
Burrell, CJ, Howard, CR, & Murphy, FA (2016). Медицинската вирусология на Fenner and White. Академична преса.
Casali, P. (1998). IgM. Elsevier.
Hu, F., Zhang, L., Zheng, J., Zhao, L., Huang, J., Shao, W.,… & Qiu, X. (2012). Спонтанно производство на имуноглобулин М в ракови клетки на човешки епител. PloS един, 7 (12).
Kruetzmann, S., Rosado, MM, Weber, H., Germing, U., Tournilhac, O., Peter, HH,… & Quinti, I. (2003). В далака се генерират човешки имуноглобулин М-памет В клетки, контролиращи Streptococcus pneumoniae. The Journal of експериментална медицина, 197 (7), 939-945.
Петър, П., Дюбоа, Д., Рабин, BS, и Шурин, MR (2005). Имуноглобулинови титри и имуноглобулинови подтипове. В Измерване на имунитета (стр. 158-171). Академична преса.
Sullivan, KE и Stiehm, ER (ред.). (2014). Имунните недостатъци на Stiehm. Академична преса.

ИМУНОГЛОБУЛИН M (IGM): СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И СТОЙНОСТИ - БИОЛОГИЯ - 2026