IMMUNOGLOBULIN M (IGM): STRUKTUR, FUNKSJONER OG VERDIER - BIOLOGI - 2026

Den immunoglobulin M eller IgM er et antistoff produsert av B-celler eller lymfocytter av immunsystemet i mange dyr. Det kan bli funnet festet til plasmamembranen til disse cellene, eller den kan skilles ut som et kompleks i blodomløpet og lymfen, slik at den aktivt deltar i prosessene med humoral eller adaptiv immunitet.

I likhet med de andre immunoglobulinene (IgG, IgA, IgD og IgE), har immunoglobulin M en slik struktur som gjør det i stand til å binde nesten hvilken som helst type antigen, inkludert proteiner, glykoproteiner, polysakkarider og andre karbohydrater, nukleinsyrer, lipider, blant andre.

Oppsett av immunoglobulin M, en pentamer. Forfatter: Artur Jan Fijałkowski, wikimedia commons

IgM er et av de første antistoffene som ble produsert i løpet av en bakteriell infeksjon og under nyfødt utvikling.

Det var den første som ble renset med betydelig homogenitet, og siden det er et poly-reaktivt antistoff, det vil si at det har muligheten til å binde to eller flere antigener samtidig, selv om de er forskjellige i naturen, er det veldig viktig å bekjempe forskjellige patologi.

Som "naturlige antistoffer", det vil si de som produseres uten forsettlig forhåndsimmunisering, kan disse immunglobulinene ikke bare binde seg til bakterielle antigener, men også til virus, protozoer, metazoanparasitter og sopp, så vel som visse komponenter i blodplasma.

Struktur av IgM

Analogt med det som er beskrevet for immunoglobulin G, et av de mest tallrike antistoffene i blodplasma, og de andre immunoglobulinene, har monomerene av immunoglobulin M en struktur som kan beskrives som i form av en "Y", selv om dette Antistoff finnes vanligvis i plasma som en pentamer.

Hver av de 5 underenhetene til dette pentameriske glykoproteinet består av fire kjeder: to identiske 55 kDa “µ” tunge kjeder og to identiske 25 kDa lette kjeder som, når de er assosiert i den oppløselige pentamerform, veier omtrent 970 kDa.

Lette kjeder binder seg bare til en del av tunge kjeder gjennom dannelse av disulfidbroer mellom cysteinrester.

Når disse molekylene hydrolyseres enzymatisk, resulterer denne reaksjonen i to fragmenter, ett av dem "homogent", kjent som den konstante regionen eller Fc, og den andre kjent som den variable regionen eller Fab2 (også kalt det hypervariable området), som er i stand til å binde seg til et antigen.

Aminosyresekvensen til den tunge kjeden av immunoglobulin M, spesielt den i den konstante regionen, er det som definerer dens identitet, så vel som den for andre isotyper av antistoffer som er definert i dyr, som til sammen utgjør superfamilien. immunoglobuliner.

Den tertiære strukturen til de tunge og lette kjedene til dette antistoffet består av p-brettede ark som er koblet til hverandre gjennom løkker av varierende lengde som kan stabiliseres ved disulfidbroer.

I pentamerisk form samhandler hver monomer av IgM med en polypeptidkjede av forening kalt J-kjede, på 15 kDa, og som tillater dannelse av strukturen dannet av de 5 monomerer.

Siden hver monomer har muligheten til å binde to identiske antigene molekyler, kan en IgM-pentamer binde 10 antigener samtidig.

Egenskaper

Immunoglobulin M deltar i den første responsen mot bakterielle antigener, så det er vanligvis det første antistoffet som skilles ut av aktiverte B-celler under immunresponsen.

Siden dens oppløselige struktur er i stand til å binde seg til et stort antall antigenmolekyler, har den muligheten til å aggregere eller agglutinere antigene partikler som hører til celler som røde blodlegemer, bakterier, protosoer og andre.

Dette antistoffet er veldig viktig for tidlig nøytralisering av bakterietoksiner og er også effektivt for å formidle aktiviteten til komplementsystemet og fremme hurtig "opsonisering" av antigene partikler.

Grafisk representasjon av immunoglobulin M bundet til antigeniske epitoper av invaderende bakterier (Kilde: SA1590 via Wikimedia Commons)

Dens monomere form er generelt funnet festet til plasmamembranen til "naive" B-lymfocytter, som tilfellet er med immunglobulin D, og ​​det er blitt bestemt at en stor del av B-cellerepertoaret av nyfødte tilsvarer lymfocytter med IgM i deres membran. .

Det er også verdt å fremheve det faktum at det er det første immunoglobulinet som produseres av “naive” B-celler hos fostre under graviditet, etter de første antigene stimuleringene.

Selv om det er funnet i lav konsentrasjon immunoglobulin M i sekresjonene fra pattedyr, er et faktum som antyder at det også deltar i den immunologiske beskyttelsen av slimhinner i kroppen.

Høye (signifikante) IgM-verdier

En person anses å ha høye immunoglobulinverdier når studier viser verdier over normalområdet.

Høye plasma-immunglobulin-M-verdier kan være et tegn på nylig eksponering for et antigen, så vel som et tidlig stadium av viral hepatitt og andre patologiske tilstander som:

- mononukleose,

- leddgikt,

- Waldenstroms makroglobulinemi,

- nefrotisk syndrom (nyreskade)

- utvikling av infeksjoner forårsaket av parasittmidler

En annen grunn til at høye nivåer av IgM kan oppnås i serum er eksistensen av "Hyper IgM" -syndromer (HIGM). Pasienter med dette syndromet er mer utsatt for å lide av tilbakevendende infeksjoner og til og med forskjellige typer kreft, siden det forårsaker et drastisk fall i IgG-nivåer.

Lave verdier (betydning)

Eksistensen av noen signifikante patologier, så som flere myelomer, noen typer leukemier og visse arvelige immunologiske sykdommer, har blitt korrelert med lave nivåer av immunglobulin M i serum.

Pasienter med Wiskott-Aldrich X-koblet mangelsyndrom kan ha lave nivåer av IgM, men en liten økning i nivåene av de andre fire immunglobulinene kan kompensere for tilstanden.

Lave nivåer av IgM kan indikere mer alvorlige tilstander som en immunoglobulinmangel, som kan ha alvorlige helsemessige konsekvenser, spesielt under eksponering for nye antigener eller i løpet av visse sykdommer.

Disse manglene kan ha mange årsaker, fra feil i antigengjenkjenningssystemer til defekter i produksjonen av antistoffer av B-lymfocytter.

Nivåer så lave som 40 mg / dL er rapportert for pasienter med selektive IgM-mangler, som består av en "sjelden" form av dysgammaglobulinemi.

Normale verdier

Det normale området for plasma-immunglobulin M-konsentrasjon er svært varierende og avhenger blant annet av alder. I henhold til de forskjellige aldersgruppene er dette antistoffet i en konsentrasjon av:

- 26-122 mg / dL mellom 0 og 5 måneder

- 32-132 mg / dL mellom 5 og 9 måneder

- 40-143 mg / dL mellom 9 og 15 måneder

- 46-152 mg / dL mellom 15 og 24 måneder

- 37-184 mg / dL mellom 2 og 4 år

- 27-224 mg / dL mellom 4 og 7 år

- 35-251 mg / dL mellom 7 og 10 år

- 41-255 mg / dL mellom 10 og 13 år gammel

- 45-244 mg / dL mellom 13 og 16 år gammel

- 49-201 mg / dL mellom 16 og 18 år

- 37-286 mg / dL hos voksne over 18 år, selv om noen tekster indikerer at området er mellom 45 og 150 mg / dL, mellom 45 og 250 mg / dL eller mellom 60 og 360 mg / dL

Det er viktig å nevne at disse konsentrasjonsverdiene av IgM er mer eller mindre 10 ganger lavere enn for andre viktige immunoglobuliner som for eksempel IgG.

referanser

1. Skuespiller, JK (2019). Introduksjon Immunology, 2nd: Grunnleggende begreper for tverrfaglige applikasjoner. Academic Press.
2. Bengten, E., Wilson, M., Miller, N., Clem, LW, Pilström, L., & Warr, GW (2000). Immunoglobulin-isotyper: struktur, funksjon og genetikk. I Origin and Evolution of the Vertebrate Immun System (s. 189-219). Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Burrell, CJ, Howard, CR, & Murphy, FA (2016). Fenner og 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). Spontan produksjon av immunglobulin M i humane epitelcancerceller. PloS en, 7 (12).
6. Kruetzmann, S., Rosado, MM, Weber, H., Germing, U., Tournilhac, O., Peter, HH, … & Quinti, I. (2003). Human immunoglobulin M-minne B-celler som kontrollerer Streptococcus pneumoniae-infeksjoner genereres i milten. Journal of experimentell medisin, 197 (7), 939-945.
7. Petar, P., Dubois, D., Rabin, BS, & Shurin, MR (2005). Immunoglobulin Titers og Immunoglobulin Undertyper. I Measuring Immunity (s. 158-171). Academic Press.
8. Sullivan, KE, & Stiehm, ER (Eds.). (2014). Stiehms immunsvikt. Academic Press.