IMUNOGLOBULIN M (IGM): STRUKTURA, FUNKCIJE IN VREDNOSTI - BIOLOGIJA - 2025

Imunoglobulin M ali IgM protitelo proizvedeno celic B ali limfociti imunskega sistema številne živali. Najdemo ga pritrjeno na plazemsko membrano teh celic ali pa ga izločimo kot kompleks v krvni obtok in limfo, zato aktivno sodeluje v procesih humoralne ali adaptivne imunosti.

Tako kot drugi imunoglobulini (IgG, IgA, IgD in IgE) ima tudi imunoglobulin M takšno strukturo, ki omogoča vezavo skoraj vseh vrst antigena, vključno z beljakovinami, glikoproteini, polisaharidi in drugimi ogljikovimi hidrati, nukleinskimi kislinami, lipidi oz. med ostalimi.

Shema imunoglobulina M, pentamer. Avtor: Artur Jan Fijałkowski, wikimedia commons

IgM je eno prvih protiteles, ki nastanejo med bakterijsko okužbo in med novorojenskim razvojem.

Prvo je bilo očiščeno s pomembno homogenostjo, in ker gre za poli-reaktivno protitelo, torej ima sposobnost, da veže dva ali več antigenov hkrati, tudi če so po naravi različni, je zelo pomembno, da se borimo proti različnim patologije.

Kot "naravna protitelesa", torej na tista, ki nastajajo brez namerne predhodne imunizacije, se ti imunoglobulini lahko vežejo ne le na bakterijske antigene, temveč tudi na viruse, protozoje, metazojske parazite in glive, pa tudi na nekatere sestavine krvne plazme.

Struktura IgM

Analogno tistemu, kar je bilo opisano za imunoglobulin G, eno najpogostejših protiteles v krvni plazmi in druge imunoglobuline, imajo monomeri imunoglobulina M strukturo, ki bi jo lahko opisali kot obliko "Y", čeprav to Protitelesa običajno najdemo v plazmi kot pentamer.

Vsako od petih podenot tega pentamernega glikoproteina sestavljajo štiri verige: dve enaki 55 kDa "µ" težki verigi in dve enaki lahki verigi 25 kDa, ki sta povezani v topni pentamerični obliki, ki tehtata približno 970 kDa.

Lahke verige se vežejo le na del težkih verig, tako da tvorijo disulfidne mostove med ostanki cisteina.

Ko so te molekule encimsko hidrolizirane, nastane ta reakcija na dveh fragmentih, eden od njih je "homogen", znan kot konstantno območje ali Fc, drugi pa kot spremenljivo območje ali Fab2 (imenovan tudi hipervarijabilno območje), ki se lahko veže na antigen.

Aminokislinsko zaporedje težke verige imunoglobulina M, zlasti konstantnega območja, je tisto, kar določa njegovo identiteto, kot tudi druge izotipe protiteles, ki so bila določena pri živalih, ki skupaj tvorijo naddružino imunoglobulini.

Terciarna struktura težkih in lahkih verig tega protitelesa je sestavljena iz β prepognjenih listov, povezanih med seboj skozi zanke različnih dolžin, ki jih je mogoče stabilizirati z disulfidnimi mostovi.

V pentamerni obliki vsak monomer IgM medsebojno deluje s polipeptidno verigo zveze, imenovano J veriga, 15 kDa, kar omogoča nastanek strukture, ki jo tvori pet monomerov.

Ker ima vsak monomer sposobnost, da veže dve identični antigeni molekuli, lahko IgM pentamer veže 10 antigenov hkrati.

Lastnosti

Imunoglobulin M sodeluje v začetnem odzivu proti bakterijskim antigenom, zato je običajno prvo protitelo, ki ga med imunskim odzivom izločajo aktivirane B-celice.

Ker se njegova topna struktura lahko veže na veliko število molekul antigena, ima sposobnost združevanja ali aglutinacije antigenih delcev, ki pripadajo celicam, kot so rdeče krvne celice, bakterije, protozoje in druge.

To protitelo je zelo pomembno za zgodnjo nevtralizacijo bakterijskih toksinov in je učinkovito tudi pri posredovanju aktivnosti komplementnega sistema, saj spodbuja hitro "opsonizacijo" antigenih delcev.

Grafični prikaz imunoglobulina M, vezanega na antigene epitope invazivnih bakterij (Vir: SA1590 prek Wikimedia Commons)

Njegovo monomerno obliko običajno najdemo pritrjeno na plazemsko membrano "naivnih" B limfocitov, kot je to primer z imunoglobulinom D, in ugotovljeno je bilo, da velik del B-celicnega repertoarja novorojenčkov ustreza limfocitom z IgM v njihovi membrani. .

Izpostaviti je treba tudi dejstvo, da je prvi imunoglobulin, ki ga v nosečnosti proizvedejo "naivne" B celice v plodu, po prvih antigenih stimulacijah.

Čeprav je bil imunoglobulin M v nizki koncentraciji najden v izločkih sesalcev, dejstvo kaže, da sodeluje tudi pri imunološki zaščiti telesne sluznice.

Visoke (pomembne) vrednosti IgM

Šteje se, da ima oseba visoke vrednosti imunoglobulina, ko študije kažejo vrednosti nad normalnim območjem.

Visoke vrednosti imunoglobulina M v plazmi lahko kažejo na nedavno izpostavljenost antigenu, pa tudi na zgodnjo stopnjo virusnega hepatitisa in druga patološka stanja, kot so:

- mononukleoza,

- revmatoidni artritis,

- makroglobulinemija Waldenstroma,

- nefrotski sindrom (poškodba ledvic)

- razvoj okužb, ki jih povzročajo zajedavci

Drugi razlog, zakaj lahko v serumu dobimo visoke ravni IgM, je obstoj sindroma "Hyper IgM" (HIGM). Bolniki s tem sindromom so bolj dovzetni za ponavljajoče se okužbe in celo različne vrste raka, saj povzroči drastičen padec ravni IgG.

Nizke vrednosti (pomeni)

Obstoj nekaterih pomembnih patologij, kot so multipli mielomi, nekatere vrste levkemije in nekatere podedovane imunološke bolezni, je bil povezan z nizko stopnjo imunoglobulina M v serumu.

Bolniki s sindromom pomanjkanja Wiskott-Aldricha X imajo lahko nizko raven IgM, vendar lahko majhno zvišanje ravni drugih štirih imunoglobulinov kompenzira stanje.

Nizka raven IgM lahko kaže na težja stanja, kot je pomanjkanje imunoglobulina, kar ima lahko resne posledice za zdravje, zlasti med izpostavljenostjo novim antigenom ali med nekaterimi boleznimi.

Te pomanjkljivosti imajo lahko številne vzroke, od napak v sistemih za prepoznavanje antigenov do napak v proizvodnji protiteles z limfociti B.

Za tiste bolnike s selektivnim pomanjkanjem IgM, ki so sestavljeni iz "redke" oblike disgammaglobulinemije, so poročali o ravneh, ki so nižje od 40 mg / dL.

Normalne vrednosti

Normalni razpon koncentracije imunoglobulina M v plazmi je zelo različen in je med drugim odvisen od starosti. Glede na različne starostne skupine je to protitelo v koncentraciji:

- 26-122 mg / dL med 0 in 5 meseci

- 32-132 mg / dL med 5 in 9 meseci

- 40-143 mg / dL med 9 in 15 meseci

- 46-152 mg / dL med 15 in 24 meseci

- 37-184 mg / dL med 2 in 4 leti

- 27-224 mg / dL med 4 in 7 leti

- 35-251 mg / dL med 7 in 10 leti

- 41-255 mg / dL med 10 in 13 let

- 45–244 mg / dL med 13 in 16 let

- 49–201 mg / dl med 16 in 18 letom

- 37-286 mg / dl pri odraslih, starejših od 18 let, čeprav nekatera besedila kažejo, da je razpon med 45 in 150 mg / dl, med 45 in 250 mg / dl ali med 60 in 360 mg / dl

Pomembno je omeniti, da so te koncentracijske vrednosti IgM več ali manj 10-krat nižje od vrednosti drugih pomembnih imunoglobulinov, kot je na primer IgG.

Reference

1. Igralec, JK (2019). Uvodna imunologija, 2. sklop: Osnovni pojmi za interdisciplinarne aplikacije. Akademski tisk.
2. Bengten, E., Wilson, M., Miller, N., Clem, LW, Pilström, L., & Warr, GW (2000). Izonoglobulinski izotipi: zgradba, delovanje in genetika. V izvoru in razvoju imunskega sistema vretenčarjev (str. 189-219). Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Burrell, CJ, Howard, CR, & Murphy, FA (2016). Fennerjeva in Whiteova medicinska virologija. Akademski tisk.
4. Casali, P. (1998). IgM. Elsevier.
5. Hu, F., Zhang, L., Zheng, J., Zhao, L., Huang, J., Shao, W.,… & Qiu, X. (2012). Spontana proizvodnja imunoglobulina M v celicah človeškega epitelija. PloS ena, 7 (12).
6. Kruetzmann, S., Rosado, MM, Weber, H., Germing, U., Tournilhac, O., Peter, HH,… & Quinti, I. (2003). V vranici nastajajo človeške imunoglobulinske celice M spomina, ki nadzorujejo okužbe s Streptococcus pneumoniae. Časopis za eksperimentalno medicino, 197 (7), 939–945.
7. Petar, P., Dubois, D., Rabin, BS, & Shurin, MR (2005). Titri imunoglobulina in podtipi imunoglobulina. V merjenju imunitete (str. 158–171). Akademski tisk.
8. Sullivan, KE, & Stiehm, ER (ur.). (2014). Stiehmove imunske pomanjkljivosti. Akademski tisk.