IMUNOGLOBULÍN M (IGM): ŠTRUKTÚRA, FUNKCIE A HODNOTY - BIOLÓGIE - 2026

Imunoglobulín M alebo IgM protilátka produkovaný B bunkami alebo lymfocyty imunitného systému mnohých zvierat. Zistilo sa, že je pripojený k plazmatickej membráne týchto buniek alebo môže byť vylučovaný ako komplex do krvného riečišťa a lymfy, takže sa aktívne podieľa na procesoch humorálnej alebo adaptívnej imunity.

Podobne ako iné imunoglobulíny (IgG, IgA, IgD a IgE) má imunoglobulín M takú štruktúru, vďaka ktorej je schopný viazať takmer akýkoľvek typ antigénu, vrátane proteínov, glykoproteínov, polysacharidov a ďalších uhľohydrátov, nukleových kyselín, lipidov, okrem iného.

Schéma imunoglobulínu M, pentaméru. Autor: Artur Jan Fijałkowski, wikimedia commons

IgM je jednou z prvých protilátok produkovaných v priebehu bakteriálnej infekcie a počas novorodeneckého vývoja.

Bolo to prvé, ktoré bolo purifikované s významnou homogenitou a keďže je to polyreaktívna protilátka, to znamená, že má schopnosť viazať dva alebo viac antigénov súčasne, aj keď sa líšia svojou povahou, je veľmi dôležité bojovať proti rôznym patológiou.

Ako „prírodné protilátky“, to znamená protilátky, ktoré sa vyrábajú bez zámernej predchádzajúcej imunizácie, sa tieto imunoglobulíny môžu viazať nielen na bakteriálne antigény, ale aj na vírusy, protozoá, parazity metazoanu a huby, ako aj na určité zložky krvnej plazmy.

Štruktúra IgM

Analogicky k tomu, čo bolo opísané pre imunoglobulín G, jednu z najhojnejších protilátok v krvnej plazme a ďalšie imunoglobulíny, majú monoméry imunoglobulínu M štruktúru, ktorá by sa dala opísať ako vo forme „Y“, hoci táto Protilátka sa zvyčajne nachádza v plazme ako pentamér.

Každá z 5 podjednotiek tohto pentamérneho glykoproteínu je zložená zo štyroch reťazcov: dvoch identických 55 kDa „u“ ťažkých reťazcov a dvoch identických 25 kDa ľahkých reťazcov, ktoré, keď sú spojené v rozpustnej pentamérnej forme, vážia približne 970 kDa.

Ľahké reťazce sa viažu iba na časť ťažkých reťazcov vytváraním disulfidových mostíkov medzi cysteínovými zvyškami.

Ak sú tieto molekuly enzymaticky hydrolyzované, výsledkom tejto reakcie sú dva fragmenty, jeden z nich „homogénny“, známy ako konštantná oblasť alebo Fc, a druhý známy ako variabilná oblasť alebo Fab2 (tiež nazývaná hypervariabilná oblasť), ktoré sa môžu viazať na antigén.

Aminokyselinová sekvencia ťažkého reťazca imunoglobulínu M, najmä konštantná oblasť, je to, čo definuje jeho identitu, ako aj identitu ostatných izotypov protilátok, ktoré boli definované u zvierat, ktoré spolu tvoria nadrodinu. imunoglobulíny.

Terciárna štruktúra ťažkých a ľahkých reťazcov tejto protilátky pozostáva z ß-poskladaných listov navzájom spojených slučkami rôznej dĺžky, ktoré je možné stabilizovať disulfidovými mostíkmi.

V pentamérnej forme každý monomér IgM interaguje s polypeptidovým reťazcom únie nazývaným J reťazec s molekulovou hmotnosťou 15 kDa, čo umožňuje vytvorenie štruktúry tvorenej 5 monomérmi.

Pretože každý monomér má schopnosť viazať dve identické antigénne molekuly, pentamér IgM môže viazať súčasne 10 antigénov.

Vlastnosti

Imunoglobulín M sa podieľa na počiatočnej reakcii proti bakteriálnym antigénom, takže je to zvyčajne prvá protilátka vylučovaná aktivovanými B bunkami počas imunitnej reakcie.

Pretože je jeho rozpustná štruktúra schopná viazať sa na veľké množstvo molekúl antigénu, má schopnosť agregovať alebo aglutinovať antigénne častice patriace k bunkám, ako sú červené krvinky, baktérie, protozoá a ďalšie.

Táto protilátka je veľmi dôležitá pre včasnú neutralizáciu bakteriálnych toxínov a je tiež účinná pri sprostredkovaní aktivity komplementového systému a podporuje rýchlu „opsonizáciu“ antigénnych častíc.

Grafické znázornenie imunoglobulínu M naviazaného na antigénne epitopy napadajúcich baktérií (Zdroj: SA1590 prostredníctvom Wikimedia Commons)

Jeho monomérna forma sa všeobecne nachádza na plazmatickej membráne „naivných“ B lymfocytov, ako je to v prípade imunoglobulínu D, a zistilo sa, že veľká časť repertoáru B buniek novorodencov zodpovedá lymfocytom s IgM v ich membráne. ,

Je tiež potrebné zdôrazniť skutočnosť, že je to prvý imunoglobulín produkovaný „naivnými“ B bunkami plodu počas tehotenstva, po prvých antigénnych stimuláciách.

Aj keď v nízkej koncentrácii bol imunoglobulín M nájdený v sekrétoch cicavcov, skutočnosť, ktorá naznačuje, že sa tiež podieľa na imunologickej ochrane sliznice tela.

Vysoké (významné) hodnoty IgM

Osoba sa považuje za osobu s vysokými hodnotami imunoglobulínu, keď štúdie ukazujú hodnoty nad normálnym rozsahom.

Vysoké hodnoty plazmatického imunoglobulínu M môžu naznačovať nedávnu expozíciu antigénu, ako aj skoré štádium vírusovej hepatitídy a ďalšie patologické stavy, ako napríklad:

- mononukleóza,

- reumatoidná artritída,

- Waldenstromova makroglobulinémia,

- nefrotický syndróm (poškodenie obličiek)

- vývoj infekcií spôsobených parazitmi

Ďalším dôvodom, prečo je možné získať vysoké hladiny IgM v sére, je existencia syndrómov „Hyper IgM“ (HIGM). Pacienti s týmto syndrómom sú náchylnejší na opakujúce sa infekcie a dokonca na rôzne typy rakoviny, pretože to spôsobuje drastický pokles hladín IgG.

Nízke hodnoty (význam)

Existencia niektorých významných patológií, ako napríklad mnohopočetných myelómov, niektorých typov leukémií a určitých dedičných imunologických chorôb, bola v korelácii s nízkymi hladinami imunoglobulínu M v sére.

Pacienti so syndrómom deficitu spojeného s Wiskott-Aldrichom X môžu mať nízke hladiny IgM, avšak malé zvýšenie hladín ďalších štyroch imunoglobulínov môže tento stav kompenzovať.

Nízke hladiny IgM môžu indikovať závažnejšie stavy, ako je nedostatok imunoglobulínu, čo môže mať vážne zdravotné následky, najmä počas vystavenia novým antigénom alebo v priebehu určitých chorôb.

Tieto nedostatky môžu mať mnoho príčin, od chýb v systémoch rozpoznávania antigénov až po defekty v produkcii protilátok B lymfocytmi.

U pacientov so selektívnymi deficienciami IgM, ktoré pozostávajú zo „zriedkavej“ formy dysgamaglobulinémie, boli hlásené hladiny až 40 mg / dl.

Normálne hodnoty

Normálny rozsah plazmatickej koncentrácie imunoglobulínu M je veľmi variabilný a závisí okrem iného od veku. Podľa rôznych vekových skupín je táto protilátka v koncentrácii:

- 26-122 mg / dl medzi 0 a 5 mesiacmi

- 32 - 132 mg / dl medzi 5 a 9 mesiacmi

- 40 - 143 mg / dl medzi 9 a 15 mesiacmi

- 46 - 152 mg / dl medzi 15 a 24 mesiacmi

- 37 - 184 mg / dl medzi 2 a 4 rokmi

- 27-224 mg / dl medzi 4 a 7 rokmi

- 35 - 251 mg / dl medzi 7 a 10 rokmi

- 41 - 255 mg / dl medzi 10 a 13 rokmi

- 45 - 244 mg / dl vo veku od 13 do 16 rokov

- 49 - 201 mg / dl vo veku 16 až 18 rokov

- 37 - 286 mg / dl u dospelých nad 18 rokov, hoci niektoré texty naznačujú, že rozsah je medzi 45 a 150 mg / dl, medzi 45 a 250 mg / dl alebo medzi 60 a 360 mg / dl

Je dôležité uviesť, že tieto hodnoty koncentrácie IgM sú viac alebo menej 10-krát nižšie ako hodnoty iných dôležitých imunoglobulínov, ako je napríklad IgG.

Referencie

1. Herec, JK (2019). Úvodná imunológia, 2. základné pojmy pre interdisciplinárne aplikácie. Academic Press.
2. Bengten, E., Wilson, M., Miller, N., Clem, LW, Pilström, L., & Warr, GW (2000). Imunoglobulínové izotypy: štruktúra, funkcia a genetika. Pôvod a vývoj imunitného systému stavovcov (s. 189-219). Springer, Berlín, Heidelberg.
3. Burrell, CJ, Howard, CR a Murphy, FA (2016). Fenner a White's Medical Virology. Academic Press.
4. Casali, P. (1998). IgM. Elsevier.
5. Hu, F., Zhang, L., Zheng, J., Zhao, L., Huang, J., Shao, W., & Qiu, X. (2012). Spontánna produkcia imunoglobulínu M v ľudských bunkách epitelu rakoviny. PloS one, 7 (12).
6. Kruetzmann, S., Rosado, MM, Weber, H., Germing, U., Tournilhac, O., Peter, HH, … & Quinti, I. (2003). V slezine sa generujú ľudské pamäťové B bunky imunoglobulínu M kontrolujúce infekcie Streptococcus pneumoniae. The Journal of experimentálna medicína, 197 (7), 939-945.
7. Petar, P., Dubois, D., Rabin, BS, & Shurin, MR (2005). Imunoglobulínové titre a imunoglobulínové podtypy. In Measuring Immunity (str. 158-171). Academic Press.
8. Sullivan, KE, & Stiehm, ER (vyd.). (2014). Stiehmove imunitné nedostatky. Academic Press.