Имуноглобулини – какво представляват и защо са важни?

Имуноглобулините, известни още като антитела, са гликопротеинови молекули, произведени от белите кръвни клетки (левкоцити). Те имат основна роля в имунния отговор, тъй като разпознават и се свързват с определени дразнители, подпомагайки тяхното унищожаване.

Функцията на имуноглобулините е сложна и изключително специфична. Днес ще ви разпознаем с различните класове и подкласове (изотипове) имуноглобулини, тяхната структура и приложение.

Същност на имуноглобулините

Първоначално имуноглобулините са наречени „неутрализиращи вещества“. Те са открити през 1890 г от двама имунолози, Емил фон Беринг и Китасато Шибасабуро.

Плазмените клетки произвеждат имуноглобулини, специфични за конкретен дразнител.Например антителата, освободени от плазмените клетки срещу COVID-19,  се свързват с вируса SARS-CoV-2, причинител на ковид инфекцията, а не с други вируси или бактерии.

Тази специфичност на имуноглобулините прави имунната система на тялото по-силна и по-активна срещу множество болестотворни нашественици. Антителата се срещат в две основни форми: разтворими и мембранно свързани антитела.

Свързаните с мембрана имуноглобулини са скачени нековалентно с два допълнителни пептида, образувайки т. нар.  В-клетъчния антигенен рецепторен комплекс. Първите антигенни рецептори, експресирани от В-клетките, са IgM и IgD. Рецепторът е прототип на антитялото, което В-клетката е подготвена да произведе.

В-клетъчният рецептор може да свързва само антигени. Той помага на клетката да произведе сигнал и да реагира, когато на нейната повърхност присъстват антигени. Генерираният сигнал подпомага растежа и пролиферацията (увеличаване на броя) на В-клетката, които произвеждат антитела в плазмата.

Основна структура на антителата

Имуноглобулините са Y-образни протеини, с размер около 10 нанометра и 150 kDa молекулно тегло. Всички антитела се състоят от четири общи полипептидни субединици: две еднакви тежки вериги и две еднакви леки.

Полипептидните вериги се задържат заедно с дисулфиден мост и образуват Y-образна структура,  разделена на две части. Долната част се нарича постоянна област. Горната е с две рамена и се нарича променлива област.

Както подсказват наименованията, постоянната област не се трансформира от едно антитяло в друго, за разлика от променливата, която се свързва със специфични антигени и се нарича фрагмент от антиген-свързващото място (Fab).Областта на антигена, която се свързва с Fab, e известна като епитоп.

Постоянната област обикновено е опашката на антитялото, наречена фрагмент на кристализация (Fc). Той комуникира с повърхността на имунните клетки или взаимодейства с рецепторните протеини.

Всички антитела проявяват двойна функционалност: свързване с вируси или бактерии, и медииране на биологични имунни отговори.

Принцип на действие на имуноглобулините

Имуноглобулините защитават имунната система на тялото, като регулират множеството пътища за унищожаване на клетките, в зависимост от вида на сигналите, които са получили, или от патогените, с които си взаимодействат.

Антителата обикновено присъстват или на повърхността на В-клетките, или циркулират свободно в телесните течности.

Свързването на антитялото с неговия специфичен антиген води до образуването на комплекс антитяло-антиген, който предизвиква имунен отговор.

Имуноглобулините убиват чуждите нашественици чрез три различни типа механизми: неутрализация, опсонизация и активиране на комплемента.

Неутрализация

Механизмът за неутрализиране се фокусира върху деактивирането на патогени. Когато антитялото се присъедини към функционалната част на вируса или бактерията, то спира способността на вируса да се свързва с повърхността на здравите клетки. В резултат биологичният ефект на отделяните от бактерии и вируси токсини се неутрализира.

Опсонизация

При опсонизацията антителата(т.нар. опсонини, които са антитела или други молекули) разпознават и маркират заразените или раковите клетки. След това белязаните структури се поглъщат и унищожават от макрофаги и цитотоксични Т-клетки. С други думи, механизмът на опсонизация засилва фагоцитозата.

Активиране на системата на комплемента

Свързването на имуноглобулините с патогените води до активиране на комплементните протеини. При активиране тези протеини изграждат мембранно атакуващ комплекс (MAC). След това MAC протеините причиняват клетъчно разграждане чрез пробиване на дупки в клетъчната мембрана на бактериите. Само IgG и IgM антитела могат да активират пътищата на комплемента.

Типове имуноглобулини

В човешкото тяло са установени пет класа имуноглобулини (IgG, IgM, IgA, IgD, IgE) и няколко подкласа. Това са антитела, продуцирани от плазматичните клетки на имунната система в отговор на микробни дразнения, злокачествени процеси и токсични въздействия. Имуноглобулините се различават по тяхната аминокиселинна последователност в постоянния участък на тежките вериги, което определя свойствата им.

1. Имуноглобулини G (IgG)

Имуноглобулин G е най-често срещаното антитяло в организма.

Кръвната плазма се състои от 75-80% IgG антитела. От всички антитела тези имат най-дълъг живот – около 23 дни.

IgG е единственото антитяло, което може да премине през плацентната бариера и да осигури пасивен имунитет в последните три месеца от бременността. Той също така носи известен имунитет на кърмачетата, които получават готови антитела чрез майчиното мляко.

Тези имуноглобулини запомнят патогените, които преди това са били в тялото и са причинили инфекция. Функцията им е да засилят фагоцитозата на патогени, да неутрализират токсините и да задействат активирането на системата на комплемента.

IgG има четири изотипа: IgG1, IgG2, IgG3 и IgG4.

2. Имуноглобулини М (IgM)

Имуноглобулин М е първото антитяло, което взаимодейства с нови бактерии, които навлизат в организма, и инициира първичен имунен отговор. IgM се нарича още естествено антитяло и осигурява краткосрочна защита.

Тези имуноглобулини имат най-голямата структура от всички антитела и се състоят от 10 антиген-свързващи места. Продължителността на живота им е около пет дни и съставляват 5-10% от антителата в кръвната плазма.

IgM антитялото е известно и като мощен аглутинин (т.е. води частиците към сгъстяване). Намира се също на повърхността на младите В-клетки и в червените кръвни клетки в неговата мономерна форма.

3. Имуноглобулини А (IgA)

Имуноглобулин А е най-често срещаното антитяло след IgG. То присъства в кръвта, лимфата и други телесни течности, както и в секрети като слюнка, сълзи и кърма. Може да се намери и в лигавицата на гениталиите, дихателните пътища и лигавицата на червата.

Тези антитела предпазват организма от бактериален растеж и колонизация, и представляват около 10-15% от общите имуноглобулини в кръвта.

IgA често се нарича секреторно антитяло, защото има прикрепен секреторен компонент, който го предпазва от ензимно смилане.

Всеки ден човек отделя около 5 до 15 г секреторен IgA в лигавиците, за да предотврати патогенезата (появата на болести).

4. Имуноглобулини D (IgD)

Имуноглобулин D съставлява по-малко от 0,5% от серумните антитела. Той се намира в по-малки количества в лимфата и кръвта.

Функцията на IgD все още е неизвестна, но присъства на повърхността на незрели В-клетки, а също така е част от вродената имунна система. Изследователите вярват, че това антитяло регулира активирането и диференциацията на В-левкоцитите в плазмените клетки.

5. Имуноглобулини Е (IgE)

Имуноглобулин Е представлява по-малко от 0,01% от антителата. Въпреки че присъства в най-малки количества в кръвта и има по-кратък живот, той все пак е силно антитяло.

IgE е най-ефективен срещу паразитни инфекции, включително хелминти.

Високото ниво на IgE в кръвта понякога може да причини свръхчувствителност към често срещани вещества като прахови частици. Напоследък имунолозите започнаха да формулират нови анти-IgE антитела за лечение на алергия и астма.

Изследване за антитела – кога се налага и какво показва?

Ако човек страда от често срещани инфекции и повтарящи се заболявания, има вероятност да е с отслабена имунна система. В този случай медицинските специалисти препоръчват кръвен тест за имуноглобулини. Той се провежда чрез вземане на малка кръвна проба, за да се оцени нивото на специфични антитела като IgA, IgG и IgM.

Имуноглобулиновите тестове помагат да се диагностицират различни заболявания, които влияят на нивото на имуноглобулините в организма. Резултатите се измерват чрез сравняването им с нормите. Ако нивата на IgA, IgG и IgM са твърде високи или ниски, има повишен риск от тежки здравословни проблеми.

Изброените по-долу са нормалните стойности за възрастни (за децата са други). Резултатите са готови в рамките на няколко дни.

Високите нива на IgG могат да показват наличието на:

• ХИВ/СПИН
• Хепатит
• Множествена склероза
• Множествена миелома
• Системен лупус еритематозус
• Цироза
• Артрит

IgM служи като първа линия на защита и обикновено повишаването на нивата на IgM в кръвта показва, че тялото е било изложено на нови инфекции.

Ниските нива на IgG могат да сигнализират за наличието на:

• Х-свързана болест на агамаглобулинемия
• Левкемия
• Нефритичен синдром
• Ентеропатия
• Увреждане на бъбреците

Хората, страдащи от наследствени имунни заболявания, са по-склонни да имат ниски нива на IgM в кръвта.

Дефицит на имуноглобулини

Според имунолозите човек може да има дефицит на антитела или нефункционални имуноглобулини поради дефектна имунна система. Това е рядко генетично заболяване, известно като първична имунодефицитна болест (PIDD).

Има повече от 300 вида първични имунодефицитни заболявания. От друга страна, някои вторични имунодефицитни разстройства са причинени от външни фактори на околната среда като:

• Тежко недохранване
• ХИВ
• Химиотерапия

Човек, страдащ от първични имунодефицитни заболявания, вероятно има по-слаба имунна система и е по-податлив на инфекции и други тежки имунологични проблеми.

Някои хора се раждат с дефицит на IgA или дефектен ген, който произвежда твърде малко IgA в тялото. Чести симптоми при дефицит на IgA, IgM и IgG могат да бъдат:

• Бронхит
• Пневмония
• Стомашно-чревни инфекции
• Честа треска
• Кожни алергии
• Необяснима загуба на тегло
• Диария

Като свързани условия можем да включим и болест на Кавазаки, трансплантация на органи и много други. В повечето случаи ранните симптоми и вече проявените заболявания могат да  варират при различните хора.

Това е всичко, което трябва да знаете за имуноглобулините, и се надяваме, че следващият път, когато си правите тест за антитела, ще бъдете наясно защо, а и резултатите няма да са ви така непонятни.

Бъдете здрави!