Imunoglobulinele sau anticorpii

IMUNOGLOBULINELE SAU ANTICORPII

Imunoglobulinele (Ig) reprezinta o familie de glicoproteine care au proprietatea de a reactiona in mod specific cu Ag a carui recunoastere de catre sistemul imun a condus la sinteza lor, motiv pentru care li s-a conferit denumirea de Ac. Ele sunt sintetizate de limfocitele B fie asociate membranei celulare unde joaca rolul de receptori, fie sub forma serica. Ig reprezinta aprox. 20% din proteinele plasmatice si migraza in cea mai mare parte in zona electroforetica gamma. In afara de ser, o cantitate variabila de Ig se gasesc in lichidele extravasculare, secretiile exocrine si tesutul limfatic, dar nu depasesc bariera hemato-encefalica.

Structura generala a unei Ig

In alcatuirea Ig, proportia glucidica reprezinta doar 4-18%, restul fiind polipeptide. Fiecare molecula de Ig este alcatuita din cel putin o unitate monomerica de baza. O asemenea unitate monomerica contine 4 lanturi polipeptidice, a caror coeziune este realizata prin punti disulfidice. Aceste punti sunt dispuse atat intre lanturi (intercatenare) cat si in interiorul aceluiasi lant polipeptidic (intracatenare) si sunt esentiale pentru configuratia tridimensionala a moleculei. Forma este cea a unui Y.

Cele 4 lanturi sunt reprezentate de 2 lanturi grele notate cu H (de la heavy=greu) cu o greutate moleculara de 55 – 75 kD si 2 lanturi usoare notate L (de la light=usor) a caror greutate moleculara este de aproximativ 24 kD. Asezarea lor este simetrica. fiecare lant polipeptidic are o extremitate aminoterminala, denumita portiune variabila (V) si un capat carboxi-terminal denumit portiune constatnta. Prin apropierea regiunilor variabile se realizeaza o structura tridimensionala numita situs combinativ sau paratop, care interactioneaza cu epitopul Ag specific. In afara acestora se mai descriu si niste regiuni numite hipervariabile sau CDR (complementarity Determining Region), caracterizate printr-o compozitie foarte variabila de amino-acizi, situate atat pe lantutile H cat si pe cele L. Numarul situsurilor combinative determina valenta anticorpilor. de ex. el este 2 pentru IgG si 10 pentru IgM.

Atat lanturile H cat si cele L nu sunt liniare, ci au o dispozitie buclata, ca urmare a legaturilor disulfidice intracatenare. Regiunile buclate astfel create poarta denumirea de domenii. Lanturile L au 2 domenii (unul in zona variabila si unul in cea constanta). Lanturile H au un domeniu in zona variabila si 4-5 in cea constanta.

Portiunea dintre primele 2 domenii ale regiunii constante ale lanturilor H poarta denumirea de zona balamalei (hinge region) datorita frexibilitatii moleculei la acest nivel, ceea ce ii confera un rol important in angajarrea legaturii dintre Ag si Ac.

Molecula de Ig se poate cliva sub actiunea unor enzime proteolitice in mai multe fragmente. Astfel, papaina cliveaza monomerul in 3 portiuni aproximativ egale:

- 2 fragmente identice Fab (de la Ag binding) care contine lantul L in intregime si jumatatea amino-terminala a lantului H. Domeniul variabil al lantului H si primul sau domeniu constant formeaza fragmentul Fd. Functia fragmenului Fab este de a recunoaste si de a se lega cu Ag.

- 1 fragment Fc (de la c=cristalizabil) care este alcatuit in exclusivitate din jumatatea carboxi-terminala a lantului greu. Acest fragment are cateva roluri importante: se leaga de componentul C1q al sistemului complementului si declanseaza calea clasica de activare a acestuia si interactioneaza cu receptorul Fc de pe suprafata mai multor celule (PMN, macrofage, limfocite), influentandu-le metabolismul. Ac care se fot fixa pe acesti receptori fara ca in prealabil sa fie cuplati cu Ag se numesc citofili (exemplu calsic este dat de IgE care se fixeaza pe suprafata mastocitelor sau bazofilelor prin extremitatea lor Fc, lasand libere capetele Fab pentru a se lega cu Ag). Acesti receptori sunt denumiti dupa tipul lantului greu al moleculei de Ig de care se leaga.

De ex. receptorul Fc pentru IgG se numeste FcgR (receptor). Exista 3 tipuri de FcgR: I, II, III:

-FcgRI are o mare afinitate pentru IgG, mai ales IgG1 si 3. Prezenta lui pe membrana monocitelor, macrofagelor si neutrofilelor mediaza fagocitarea Ag particulare, proces reprezentativ pentru ceea ce reprezinta citotoxicitatea intracelulara. Sunt implicati in declansarea RI si in reactia inflamatorie.

-FcgRII fixeaza toate tipurile de IgG, dar mai ales CI. Are o mare raspandire si joaca rol in epurarea CI.

-FcgRIII au afinitate mica pentru IgG. Se gasesc pe macrofage, PMN dar si pe celulele NK, fiind importanti in citotoxicitatea extracelulara.

: Membrana nucleara : Semiologia aparatului locomotor

Pepsina descompune molecula de Ig intr-un fragment mare denumit F(ab)2 care contine cele 2 fragmente Fab si regiunea balamalei si cateva peptide scurte. Spre deosebire de Fab, acesta contine 2 situsuri de legare cu Ag si poate produce aglutinarea Ag.

Lanturile grele sunt de 5 tipuri, notate cu a g m d si e, in functie de compozitia amino-acizilor din portiunea carboxi-terminala, tipul de lant greu stand la baza clasificarii celor 5 tipuri de Ig.

Lanturile usoare se clasifica in doua tipuri notate cu k si l, diferite intre ele prin structura portiunii carboxi-terminale. O molecula de Ig nu poate contine decat un singur tip de lant usor.

In afara lanturilor H si L se mai descriu si lanturile J, care sunt glicoproteine scurte ce leaga intre ele mai multe unitati monomerice, formand astfel structuri polimerice de Ig (cum sunt IgA sau IgM). Ele se leaga de portiunea carboxi-terminala a lanturilor H.

Componenta glucidica a Ig se fixeaza pe regiunea constanta a lantului H. Ea este necesara pastrarii configuratiei functionale a regiunii Fc.

Tipurile de Ig

Dupa tipul de lant H, Ig se clasifica in 5 tipuri, cu structuri si proprietati diferite, pe care, foarte pe scurt, le vom trece in revista in continuare:

1. IgG

reprezinta clasa dominanta din serul uman, adica 75% din totalul Ig

- au cea mai mare durata de viata (3 saptamani).

- d.p.d.v. structural IgG este un monomer, alcatuit din 2 lanturi H de tip g si 2 lanturi usoare care pot fi de tip k sau l. Lanturile H sunt impartite in 4 subtipuri notate g1, 2 , 3 si 4, care definesc cele 4 subtipuri de IgG: IgG1, IgG2, IgG3 si IgG4.

- d.p.d.v. functional IgG au o importanta deosebita, Ac raspunsului imun secundar apartinand in cea mai mare parte acestei clase.

- au o distributie egala in sectorul intra- si extravascular

- IgG este singura Ig care poate traversa placenta, asigurand protectia in primele luni dupa nastere

- IgG1 si IgG3 se pot lega de componentul C1q al sistemului complementului, determinand initierea activarii acestuia pe calea clasica. Activarea complementului de catre IgG impune participarea a minimum 2 molecule de Ac.

- IgG au de asemenea functii antitoxice si de opsonizare

2. IgA

- structural se aseamana cu molecula de IgG, continand 2 lanturi grele, dar de tip a, si 2 lanturi L k sau l

- se cunosc 2 tipuri de IgA: IgA1 (majoritar) si IgA2.

- spre deosebire de celalalte tipuri de IgG, IgA sunt prezente atat in ser cat si in diferite secretii.

- din acest p.d.v se descriu: IgA serice cu o structura monomerica, (doar < de 10% fiind formate din asamblarea a 2, 3 sau 4 monomeri), predominant de tip IgA1 si IgA secretorie care este de tip IgA2. Acest tip se gaseste in secretiile digestive, saliva, secretiile lacrimale, bronsice, colostru, laptele matern. IgAs se prezinta in general sub forma unui dimer, reunit cu ajutorul unui lant polipeptidic J si un nou polipeptid, numit componenta secretorie, ce se ataseaza de lantul H a. Componenta secretorie este sintetizata de celulele epiteliale. Rolul sau este acela de a conferi IgA rezistenta fata de actiunea enzimelor proteolitice din secretii. Limitand patrunderea Ag in submucoase, IgA au rol in imunitatea locala.

3. IgM  

- este cea mai mare Ig, fiind alcatuita din 5 monomeri identici uniti intre ei prin lanturi J si legaturi disulfidice la nivelul fragmentelor Fc.

- lantul H este de tip m, iar cele L sunt fie k fie l

- este principala Ig a raspunsului imun primar

- are cea mai puternica actiune de activare a caii clasice a complementului, o singura molecula de Ig M fiind suficeinta pentru a fixa C1q.

-se poate sintetiza si local, forma secretorie posedand ca si IgA o componenta suplimentara.

4. IgD

- reprezinta < de 1% din Ig serice

- este un monomer, in care lantul H este de tip d

- semnificatia lor fiziologica nu este deplin elucidata, dar s-a dovedit ca IgD, ca si IgM au rolul de receptor pnetu Ag la suprafata membranei limfocitului B.

4. IgE

- se mai numesc si reagine

- au cel mai scrut timp de imjumatatire (2-3 zile)

- sunt monomeri, lantul H este de tip e

- se fixeaza prin fragmentul lor Fc de receptorii specifici de pe membrana bazofilelor circulante si mastocitelor tisulare, putand declansa astfel un raspuns de tip reaginic

- concentratia lor plasmatica creste in caz de infectii parazitare, fungice, virale. 

SISTEMUL COMPLEMENTULUI

Sistemul complementului reprezinta un complex de proteine serice ce contine 25-30 de componente (aflate in mod normal in stare inactiva) care indeplinesc un rol important in apararea organismului si in procesul inflamator. El face parte din mijloacele de aparare nespecifica ale organismului. Activarea componentelor sale se face succesiv, 'in cascada'. In urma activarii rezulta o intreaga gama compusi biologic activi, care au capacitatea de a activa celule cu rol efector atat in imunitate cat si in inflamatie.

Principalele functii ale complementului sunt:

v    Inflamatoare:

Activare PMN, Mf

Marginatia si diapedeza PMN

Chemotaxie

Degranularea mastocitelor

Cresterea permeabilitatii vasculare

Contractia mm. neted

v    Eliminarea CI

v    Functia citotoxica - in stadiile finale ale activarii sale celulele tinta sunt lizate. El este implicat in liza multor celule cum ar fi: hematii, limfocite, bacterii, virusuri cu capside lipoproteice.

v    Neutralizare virala

v    Opsonizare - complementul activat se leaga de Ag sau complexe imune, favorizandu-le aderenta si fagocitoza.

Privind aceste functii ne putem da seama ca acest sistem participa atat in apararea specifica cat si in cea nespecifica, rolul lui fundamental fiind acela de a corobora cele doua tipuri de mecanisme, crescand eficienta intrinseca a fiecaruia dintre ele.

Ficatul este principalul sediu al sintezei proteinelor ce alcatuiesc acest sistem, desi macrofagele tisulare si fibroblastii pot sintetiza si ei unele componente.

Activarea componentelor complementului se face pe trei cai: calea clasica, calea alterna si calea lectinelor.

Calea clasica

Elementul initial este complexul imun Ag-Ac sau un Ag situat pe membrana celulara. Activarea se realizeaza prin legarea componentului C1 de fragmentul Fc al moleculei de Ig. Calea clasica mai poate fi activata direct de unele virusuri si endotoxine. C1 este un complex trimolecular ale carui componente sunt notate C1q, C1r si C1s, a caror activare se face in aceasta ordine.

C1s activeaza C4, o molecula de C1s putand cliva mai multe molecule de C4, ceea ce duce la amplificarea procesului. C4 este descompus in 2 componente: C4a si C4b. C4a este o substanta numita anafilatoxina care are urmatoarele proprietati: stimuleaza degranularea mastocitelor, elibereaza aminelor vasoactive din mastocit si bazofil, produce contractia muschiului neted, creste permeabilitatea vasculara, elibereaza amine vasoactive din granulocite.

C4b se leaga de urmatorul component ce intra in joc, C2. C2 este clivat sub actiune C1s in 2 componente: C2a (o proteaza) si C2b. C2b ramane legat de C4b formand un complex enzimatic numit C3-convertaza, care determina clivarea componentului C3.

C3 este clivat astfel in C3a (si ea o anafilatoxina) si C3b, un component major al sistemului complementului. El se leaga de C4bC2b formand un complex trimolecular numit C5-convertaza. Tot C3b are capacitatea de a declansa calea alterna de activare.

In plus, C3b si C4b favorizeaza aderenta imuna si fagocitoza, pentru ca pe suprafata unor celule ca limfocitele, hematiile, celule fagocitare exista receptori specifici pentru aceste componente ale complementului.

Calea alterna sau properdinica

Aceasta cale poate fi declansata atat imunologic (IgA, IgG) cat si neimunologic (componente bacteriene, parazitare, unele enzime). In acest proces intervin mai multi factori, cu origini variate notati B, D, H, I.

C3b protejat de Ag declansant se leaga de factorul B, care, sub actiunea factorului D este clivat in 2 componente: Ba (cu efect chemotactic pentru neutrofiele) si Bb care ramane legat de C3b, formand complexul C3bBb, care reprezinta pt. calea alterna C3-convertaza. El are deci capacitatea de a cliva C3, generand o cantitate sporita de C3b. Astfe, de o singura molecula de Bb se leaga mai multe molecule de C3b, formand un nou complex numit C5-convertaza caii alterne.

Ultimele secvente de activare sunt comune pentru ambele cai. C5-convertaza cliveaza C5 in C5a (anafilatoxina, elibereaza SRS-A din mastocite si factor chemotactic) si C5b. C5b se leaga succesiv de C6, C7, C8 si C9, formand complexul C5b6789 numit complexul de atac al membranei (MAC). El are asemanari structurale cu perforina (molecula eliberata de celulele NK), avand ca si aceasta, proprietatea de a leza membranele celulare, inducand astfel liza celulei.

Activitatea biologica a complementului este controlata de mai multe elemente: viata efemera a unor componente activate, proteine serice cu rol de a modula si limita activarea unor componente.