IMMUNOGLOBULIN M (IGM): STRUKTUR, FUNKTIONER OCH VÄRDEN - BIOLOGI - 2025

Den immunoglobulin M eller IgM är en antikropp som produceras av B-celler eller lymfocyter i immunsystemet av många djur. Det kan hittas fäst vid plasmamembranet i dessa celler eller det kan utsöndras som ett komplex i blodomloppet och lymfen, så det deltar aktivt i processerna med humoral eller adaptiv immunitet.

Liksom de andra immunglobulinerna (IgG, IgA, IgD och IgE) har immunoglobulin M en sådan struktur som gör att den kan binda nästan vilken typ av antigen som helst, inklusive proteiner, glykoproteiner, polysackarider och andra kolhydrater, nukleinsyror, lipider, bland andra.

Schema av immunglobulin M, en pentamer. Författare: Artur Jan Fijałkowski, wikimedia commons

IgM är en av de första antikropparna som producerats under en bakterieinfektion och under neonatal utveckling.

Det var den första som renades med betydande homogenitet och eftersom det är en poly-reaktiv antikropp, det vill säga den har förmågan att binda två eller flera antigen samtidigt även om de är olika till sin natur, är det mycket viktigt att bekämpa olika patologier.

Som "naturliga antikroppar", det vill säga de som produceras utan avsiktlig föregående immunisering, kan dessa immunglobuliner binda inte bara till bakteriella antigener, utan också till virus, protosoa, metazoanparasiter och svampar samt vissa komponenter i blodplasma.

Strukturen för IgM

Analogt med vad som har beskrivits för immunoglobulin G, en av de vanligaste antikropparna i blodplasma, och de andra immunoglobulinerna, har monomererna av immunglobulin M en struktur som kan beskrivas som i form av en "Y", även om detta Antikropp finns vanligen i plasma som en pentamer.

Var och en av de 5 subenheterna i detta pentameriska glykoprotein består av fyra kedjor: två identiska 55 kDa “µ” tunga kedjor och två identiska 25 kDa lätta kedjor som, när de är associerade i den lösliga pentamerformen, väger cirka 970 kDa.

Lätta kedjor binder endast till en del av tunga kedjor genom bildning av disulfidbroar mellan cysteinrester.

När dessa molekyler hydrolyseras enzymatiskt resulterar denna reaktion i två fragment, en av dem "homogen", känd som den konstanta regionen eller Fc, och den andra känd som den variabla regionen eller Fab2 (även kallad den hypervariabla regionen), som kan binda till ett antigen.

Aminosyrasekvensen för den tunga kedjan av immunglobulin M, särskilt den i den konstanta regionen, är det som definierar dess identitet, liksom den för de andra isotyperna av antikroppar som har definierats i djur, som tillsammans utgör superfamiljen immunoglobuliner.

Den tertiära strukturen hos de tunga och lätta kedjorna i denna antikropp består av p-vikta ark som är anslutna till varandra genom öglor av varierande längd som kan stabiliseras med disulfidbroar.

I den pentameriska formen interagerar varje monomer av IgM med en polypeptidkedja av förening som kallas J-kedja, av 15 kDa och som möjliggör bildandet av strukturen som bildas av de 5 monomererna.

Eftersom varje monomer har förmågan att binda två identiska antigene molekyler kan en IgM-pentamer binda 10 antigener samtidigt.

Funktioner

Immunoglobulin M deltar i det initiala svaret mot bakteriella antigener, så det är vanligtvis den första antikroppen som utsöndras av aktiverade B-celler under immunsvaret.

Eftersom dess lösliga struktur kan binda till ett stort antal antigenmolekyler, har den förmågan att aggregera eller agglutinera antigenpartiklar som tillhör celler såsom röda blodkroppar, bakterier, protozoer och andra.

Denna antikropp är mycket viktig för tidig neutralisering av bakterietoxiner och är också effektiv för att förmedla komplementsystemets aktivitet och främja snabb "opsonisering" av antigenpartiklar.

Grafisk representation av immunglobulin M bundet till antigena epitoper av invaderande bakterier (Källa: SA1590 via Wikimedia Commons)

Dess monomera form återfinns i allmänhet bunden till plasmamembranet av "naiva" B-lymfocyter, såsom är fallet med immunglobulin D, och det har fastställts att en stor del av B-cellrepertoaret av nyfödda motsvarar lymfocyter med IgM i deras membran. .

Det är också värt att lyfta fram det faktum att det är det första immunglobulinet som produceras av ”naiva” B-celler i fostret under graviditeten, efter de första antigenstimuleringarna.

Fastän i låg koncentration har immunoglobulin M påträffats i utsöndringarna från däggdjursdjur, ett faktum som antyder att det också deltar i det immunologiska skyddet av slemhinnan i kroppen.

Höga (signifikanta) IgM-värden

En person anses ha höga immunglobulinvärden när studier visar värden över normalområdet.

Höga plasma-immunglobulin M-värden kan vara en indikation på ny exponering för ett antigen, såväl som ett tidigt stadium av viral hepatit och andra patologiska tillstånd såsom:

- mononukleos,

- Reumatoid artrit,

- Waldenströms makroglobulinemi,

- nefrotiskt syndrom (njurskada)

- utveckling av infektioner orsakade av parasitmedel

En annan anledning till att höga serum-IgM-värden kan erhållas är förekomsten av "Hyper IgM" -syndrom (HIGM). Patienter med detta syndrom är mer mottagliga för att lida av återkommande infektioner och till och med olika typer av cancer, eftersom det orsakar ett drastiskt fall i IgG-nivåer.

Låga värden (betydelse)

Förekomsten av några signifikanta patologier såsom multipla myelom, vissa typer av leukemier och vissa ärvda immunologiska sjukdomar har korrelerats med låga nivåer av immunglobulin M i serum.

Patienter med Wiskott-Aldrich X-kopplat brist syndrom kan ha låga nivåer av IgM, men en liten ökning i nivåerna för de andra fyra immunglobulinerna kan kompensera för tillståndet.

Låga nivåer av IgM kan indikera svårare tillstånd, såsom en immunglobulinbrist, som kan ha allvarliga hälsoeffekter, särskilt under exponering för nya antigener eller under vissa sjukdomar.

Dessa brister kan ha många orsaker, från fel i antigenigenkänningssystem till defekter i produktionen av antikroppar av B-lymfocyter.

Nivåer så låga som 40 mg / dL har rapporterats för de patienter med selektiva IgM-brister, som består av en "sällsynt" form av dysgammaglobulinemi.

Normala värden

Det normala området för plasma-immunglobulin M-koncentration är mycket varierande och beror bland annat på ålder. Enligt de olika åldersgrupperna är denna antikropp i en koncentration av:

- 26-122 mg / dL mellan 0 och 5 månader

- 32-132 mg / dL mellan 5 och 9 månader

- 40-143 mg / dL mellan 9 och 15 månader

- 46-152 mg / dL mellan 15 och 24 månader

- 37-184 mg / dL mellan 2 och 4 år

- 27-224 mg / dL mellan 4 och 7 år

- 35-251 mg / dL mellan 7 och 10 år

- 41-255 mg / dL mellan 10 och 13 år gammal

- 45-244 mg / dL mellan 13 och 16 år

- 49-201 mg / dL mellan 16 och 18 år

- 37-286 mg / dL hos vuxna över 18 år, även om vissa texter indikerar att intervallet är mellan 45 och 150 mg / dL, mellan 45 och 250 mg / dL eller mellan 60 och 360 mg / dL

Det är viktigt att nämna att dessa koncentrationsvärden för IgM är mer eller mindre tio gånger lägre än de för andra viktiga immunglobuliner såsom IgG, till exempel.

referenser

1. Actor, JK (2019). Inledande immunologi, andra: Grundläggande begrepp för tvärvetenskapliga tillämpningar. Academic Press.
2. Bengten, E., Wilson, M., Miller, N., Clem, LW, Pilström, L., & Warr, GW (2000). Immunoglobulin-isotyper: struktur, funktion och genetik. I Origin and Evolution of the Vertebrate Immune System (s. 189-219). Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Burrell, CJ, Howard, CR, & Murphy, FA (2016). Fenner och 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 produktion av immunglobulin M i humana epitelcancerceller. PloS one, 7 (12).
6. Kruetzmann, S., Rosado, MM, Weber, H., Germing, U., Tournilhac, O., Peter, HH, … & Quinti, I. (2003). Humana immunoglobulin M-minne B-celler som kontrollerar Streptococcus pneumoniae-infektioner genereras i mjälten. Journal of experimentell medicin, 197 (7), 939-945.
7. Petar, P., Dubois, D., Rabin, BS, & Shurin, MR (2005). Immunoglobulintitrar och immunglobulintyper. I Measuring Immunity (s. 158-171). Academic Press.
8. Sullivan, KE, & Stiehm, ER (Eds.). (2014). Stiehms immunbrister. Academic Press.