ИММУНОГЛОБУЛИН M (IGM): СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И ЗНАЧЕНИЯ - БИОЛОГИЯ

Иммуноглобулин М или IgM , представляет собой антитело , продуцируемые В - клетки или лимфоциты иммунной системы многих животных. Его можно обнаружить прикрепленным к плазматической мембране этих клеток или секретировать в виде комплекса в кровоток и лимфу, поэтому он активно участвует в процессах гуморального или адаптивного иммунитета.

Как и другие иммуноглобулины (IgG, IgA, IgD и IgE), иммуноглобулин M имеет такую структуру, которая делает его способным связывать практически любой тип антигена, включая белки, гликопротеины, полисахариды и другие углеводы, нуклеиновые кислоты, липиды, среди прочего.

Схема иммуноглобулина М, пентамера. Автор: Артур Ян Фиялковский, wikimedia commons

IgM - одно из первых антител, вырабатываемых при бактериальной инфекции и во время развития новорожденного.

Он был первым, который был очищен со значительной гомогенностью, и, поскольку это полиреактивное антитело, то есть оно обладает способностью связывать два или более антигена одновременно, даже если они различаются по природе, очень важно бороться с разными патологии.

В качестве «естественных антител», то есть тех, которые вырабатываются без преднамеренной предварительной иммунизации, эти иммуноглобулины могут связываться не только с бактериальными антигенами, но также с вирусами, простейшими, паразитами многоклеточных животных и грибами, а также с некоторыми компонентами плазмы крови.

Структура IgM

Аналогично тому, что было описано для иммуноглобулина G, одного из наиболее распространенных антител в плазме крови, и других иммуноглобулинов, мономеры иммуноглобулина M имеют структуру, которая может быть описана как в форме «Y», хотя это Антитела обычно обнаруживаются в плазме в виде пентамера.

Каждая из 5 субъединиц этого пентамерного гликопротеина состоит из четырех цепей: двух идентичных тяжелых цепей «µ» массой 55 кДа и двух идентичных легких цепей 25 кДа, которые при соединении в растворимой пентамерной форме весят около 970 кДа.

Легкие цепи связываются только с частью тяжелых цепей за счет образования дисульфидных мостиков между остатками цистеина.

Когда эти молекулы подвергаются ферментативному гидролизу, в результате этой реакции образуются два фрагмента, один из которых «гомогенный», известный как константная область или Fc, а другой, известный как вариабельная область или Fab2 (также называемый гипервариабельной областью), способных связываться с антиген.

Аминокислотная последовательность тяжелой цепи иммуноглобулина М, особенно последовательности константной области, определяет ее идентичность, а также последовательность других изотипов антител, которые были определены у животных, которые вместе составляют суперсемейство иммуноглобулины.

Третичная структура тяжелой и легкой цепей этого антитела состоит из β-складчатых листов, соединенных друг с другом петлями различной длины, которые могут быть стабилизированы дисульфидными мостиками.

В пентамерной форме каждый мономер IgM взаимодействует с полипептидной цепью соединения, называемой J-цепью, 15 кДа, что позволяет формировать структуру, образованную 5 мономерами.

Поскольку каждый мономер обладает способностью связывать две идентичные антигенные молекулы, пентамер IgM может одновременно связывать 10 антигенов.

Характеристики

Иммуноглобулин М участвует в начальном ответе против бактериальных антигенов, поэтому обычно это первое антитело, секретируемое активированными В-клетками во время иммунного ответа.

Поскольку его растворимая структура способна связываться с большим количеством молекул антигена, она обладает способностью агрегировать или агглютинировать антигенные частицы, принадлежащие клеткам, таким как эритроциты, бактерии, простейшие и другие.

Это антитело очень важно для ранней нейтрализации бактериальных токсинов, а также эффективно опосредует активность системы комплемента, способствуя быстрой «опсонизации» антигенных частиц.

Графическое изображение иммуноглобулина М, связанного с антигенными эпитопами вторгающихся бактерий (Источник: SA1590 через Wikimedia Commons)

Его мономерная форма обычно обнаруживается прикрепленной к плазматической мембране «наивных» B-лимфоцитов, как в случае с иммуноглобулином D, и было определено, что большая часть репертуара B-клеток новорожденных соответствует лимфоцитам с IgM в их мембране. ,

Также стоит отметить тот факт, что это первый иммуноглобулин, вырабатываемый «наивными» В-клетками у плода во время беременности после первых антигенных стимуляций.

Несмотря на низкую концентрацию, иммуноглобулин М был обнаружен в секретах млекопитающих, что позволяет предположить, что он также участвует в иммунологической защите слизистой оболочки тела.

Высокие (значимые) значения IgM

Считается, что у человека высокий уровень иммуноглобулина, когда исследования показывают значения выше нормы.

Высокие значения иммуноглобулина М в плазме могут указывать на недавнее воздействие антигена, а также на раннюю стадию вирусного гепатита и других патологических состояний, таких как:

- мононуклеоз,

- ревматоидный артрит,

- макроглобулинемия Вальденстрема,

- нефротический синдром (поражение почек)

- развитие инфекций, вызванных паразитарными агентами

Еще одна причина, по которой высокие уровни IgM могут быть получены в сыворотке, - это наличие синдромов «Hyper IgM» (HIGM). Пациенты с этим синдромом более восприимчивы к рецидивирующим инфекциям и даже к различным типам рака, поскольку он вызывает резкое падение уровня IgG.

Низкие значения (значение)

Наличие некоторых серьезных патологий, таких как множественные миеломы, некоторые типы лейкозов и некоторые наследственные иммунологические заболевания, коррелирует с низким уровнем иммуноглобулина М в сыворотке.

Пациенты с синдромом Х-сцепленного дефицита Вискотта-Олдрича могут иметь низкие уровни IgM, однако небольшое повышение уровней четырех других иммуноглобулинов может компенсировать это состояние.

Низкий уровень IgM может указывать на более серьезные состояния, такие как дефицит иммуноглобулина, который может иметь серьезные последствия для здоровья, особенно во время воздействия новых антигенов или в течение определенных заболеваний.

Эти недостатки могут иметь множество причин, от ошибок в системах распознавания антигенов до дефектов продукции антител В-лимфоцитами.

Уровни всего 40 мг / дл были зарегистрированы у пациентов с селективным дефицитом IgM, который представляет собой «редкую» форму дисгаммаглобулинемии.

Нормальные значения

Нормальный диапазон концентрации иммуноглобулина М в плазме сильно варьируется и зависит, среди прочего, от возраста. В зависимости от возрастных групп это антитело находится в концентрации:

- 26-122 мг / дл в возрасте от 0 до 5 месяцев

- 32-132 мг / дл от 5 до 9 месяцев

- 40-143 мг / дл от 9 до 15 месяцев

- 46-152 мг / дл от 15 до 24 месяцев

- 37-184 мг / дл от 2 до 4 лет

- 27-224 мг / дл от 4 до 7 лет

- 35-251 мг / дл от 7 до 10 лет

- 41-255 мг / дл от 10 до 13 лет

- 45-244 мг / дл от 13 до 16 лет

- 49-201 мг / дл от 16 до 18 лет

- 37-286 мг / дл у взрослых старше 18 лет, хотя в некоторых текстах указано, что диапазон составляет от 45 до 150 мг / дл, от 45 до 250 мг / дл или от 60 до 360 мг / дл

Важно отметить, что эти значения концентрации IgM более или менее в 10 раз ниже, чем у других важных иммуноглобулинов, таких как, например, IgG.

Ссылки

Актер, JK (2019). Вводная иммунология, 2-е: основные концепции для междисциплинарных приложений. Академическая пресса.
Бенгтен, Э., Уилсон, М., Миллер, Н., Клем, Л.В., Пилстрём, Л., и Уорр, Г.В. (2000). Изотипы иммуноглобулинов: структура, функция и генетика. В «Происхождении и эволюции иммунной системы позвоночных» (стр. 189-219). Шпрингер, Берлин, Гейдельберг.
Баррелл, CJ, Говард, CR, и Мерфи, Ф.А. (2016). Медицинская вирусология Феннера и Уайта. Академическая пресса.
Казали, П. (1998). IgM. Elsevier.
Ху, Ф., Чжан, Л., Чжэн, Дж., Чжао, Л., Хуан, Дж., Шао, В.,… и Цю, X. (2012). Спонтанная продукция иммуноглобулина М в эпителиальных раковых клетках человека. PloS one, 7 (12).
Круцманн, С., Росадо, М.М., Вебер, Х., Герминг, У., Турнильак, О., Питер, Х.Х.,… и Квинти, И. (2003). Человеческий иммуноглобулин M В-клетки памяти, контролирующие инфекции Streptococcus pneumoniae, образуются в селезенке. Журнал экспериментальной медицины, 197 (7), 939-945.
Петар П., Дюбуа Д., Рабин Б.С. и Шурин М.Р. (2005). Титры иммуноглобулинов и подтипы иммуноглобулинов. В измерении иммунитета (стр. 158-171). Академическая пресса.
Салливан, К.Е., & Стихм, Е.Р. (ред.). (2014). Иммунодефицит Штиема. Академическая пресса.

ИММУНОГЛОБУЛИН M (IGM): СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И ЗНАЧЕНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025