Le immunoglobuline, dette anche anticorpi, sono molecole di glicoproteina che costituiscono una parte importante del sistema immunitario, che è responsabile della lotta contro le malattie infettive e le "invasioni" straniere più in generale. Spesso abbreviato come "Ig", si trovano anticorpi nel sangue e in altri fluidi corporei nell'uomo e in altri animali vertebrati. Aiutano a identificare e distruggere sostanze estranee come microbi (ad esempio batteri, parassiti protozoari e virus).

Le immunoglobuline sono classificate in cinque categorie: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Solo le IgA, le IgG e le IgM si trovano in quantità significative nel corpo umano, ma tutti contribuiscono in modo importante o potenzialmente importante alla risposta immunitaria umana.
Proprietà generali delle immunoglobuline

Le immunoglobuline sono prodotte dai linfociti B , che sono una classe di leucociti (globuli bianchi). Sono molecole simmetriche a forma di Y costituite da due catene pesanti (H) più lunghe e due catene leggere (L) più corte. Schematicamente, lo "stelo" della Y include le due catene L, che si dividono a metà circa dal fondo alla cima della molecola di immunoglobulina e divergono con un angolo di circa 90 gradi. Le due catene a L corrono lungo l'esterno delle "braccia" della Y, o le porzioni delle catene a H sopra il punto di divisione. Pertanto, sia lo stelo (due catene H) che entrambi i "bracci" (una catena H, una catena L) sono costituiti da due catene parallele. Le catene a L sono disponibili in due tipi, kappa e lambda. Tutte queste catene interagiscono tra loro tramite legami disolfuro (S-S) o legami idrogeno.

Le immunoglobuline possono anche essere separate in porzioni costanti (C) e variabili (V). Le porzioni C dirigono le attività a cui partecipano tutte o la maggior parte delle immunoglobuline, mentre le aree V si legano a antigeni specifici (cioè proteine che segnalano la presenza di un particolare batterio, virus o altra molecola o entità estranea). I "bracci" degli anticorpi sono formalmente chiamati regioni Fab, dove "Fab" significa "frammento legante l'antigene"; la parte V di questo include solo i primi 110 amminoacidi della regione Fab, non l'intera cosa, poiché le porzioni dei bracci Fab più vicine al punto di diramazione della Y sono abbastanza costanti tra i diversi anticorpi e sono considerate parte della C regione.

A titolo di analogia, considera una tipica chiave per auto, che ha una parte comune alla maggior parte delle chiavi indipendentemente dallo specifico veicolo su cui la chiave è progettata per funzionare (ad esempio, la parte che tieni in mano quando lo si utilizza) e una parte specifica solo per il veicolo in questione. La porzione di handle può essere paragonata al componente C di un anticorpo e la porzione specializzata al componente V.
Funzioni delle regioni immunoglobuliniche costanti e variabili

La parte del componente C sotto il ramo del Y, chiamata regione Fc, può essere considerata il cervello dell'operazione anticorpale. Indipendentemente da ciò che la regione V è progettata per fare in un determinato tipo di anticorpo, la regione C controlla le esecuzioni delle sue funzioni. La regione C di IgG e IgM è ciò che attiva il percorso del complemento, che sono un insieme di risposte immunitarie non specifiche della "prima linea di difesa" coinvolte nell'infiammazione, nella fagocitosi (in cui le cellule specializzate inghiottono fisicamente corpi estranei) e il degrado cellulare. La regione C delle IgG si lega a questi fagociti e alle cellule "natural killer" (NK); la regione C delle IgE si lega ai mastociti, ai basofili e agli eosinofili.

Per quanto riguarda i particolari della regione V, questa striscia altamente variabile della molecola dell'immunoglobulina è essa stessa suddivisa in regioni ipervariabili e quadro. La diversità nella ragione ipervariabile, come suggerisce probabilmente la tua intuizione, è responsabile della straordinaria gamma di antigeni che le immunoglobuline sono in grado di riconoscere, stile key-in-lock.
IgA

Le IgA rappresentano circa 15 percento degli anticorpi nel sistema umano, rendendolo il secondo tipo più comune di immunoglobuline. Tuttavia, solo nel 6% circa si trova nel siero del sangue. Nel siero, si trova nella sua forma monomerica, cioè come singola molecola a forma di Y come descritto sopra. Nella sua secretoria, tuttavia, esiste come un dimero, o due dei monomeri Y collegati tra loro. In effetti, la forma dimerica è più comune, poiché le IgA sono presenti in un'ampia varietà di secrezioni biologiche, tra cui latte, saliva, lacrime e muco. Tende ad essere aspecifico in termini di tipi di presenze straniere a cui si rivolge. La sua presenza sulle mucose lo rende un custode importante in posizioni fisicamente vulnerabili o nei punti in cui i microbi possono facilmente trovare modi più profondi nel corpo.

Le IgA hanno un'emivita di cinque giorni. La forma secretoria per un totale di quattro siti in cui legare gli antigeni, due per Y monomero. Questi sono correttamente chiamati siti leganti l'epitopo, poiché l'epitopo è la parte specifica di qualsiasi invasore che innesca una reazione immunitaria. Poiché si trova nelle mucose che sono esposte ad alti livelli di enzimi digestivi, le IgA hanno una componente secretoria che ne impedisce il degrado da parte di questi enzimi.
IgD

Le IgD sono le più rare delle cinque classi di immunoglobuline, che costituiscono circa lo 0,2 per cento degli anticorpi sierici, o circa 1 su 500. È un monomero e ha due siti di legame con gli epitopi.

Le IgD si trovano attaccate alla superficie dei linfociti B come Recettore delle cellule B (chiamato anche sIg), dove si ritiene che controlli l'attivazione e la soppressione dei linfociti B in risposta ai segnali delle immumoglobuline che circolano nel plasma sanguigno. Le IgD possono essere un fattore nell'eliminazione attiva dei linfociti B generando autoanticorpi autoreattivi. Mentre sembra curioso che gli anticorpi possano mai attaccare le cellule che li producono, a volte questa eliminazione può controllare una risposta immunitaria troppo zelante o indirizzata in modo errato, o portare le cellule B fuori dal pool quando sono danneggiate e non sintetizzando più prodotti utili.

Oltre al ruolo di recettore de facto della superficie cellulare, le IgD si trovano in misura minore nel sangue e nel fluido linfatico. Si pensa anche che alcune persone reagiscano con determinati apteni (subunità antigeniche) sulla penicillina, motivo per cui alcune persone sono allergiche a questo antibiotico; può anche reagire con le normali proteine del sangue innocue allo stesso modo, determinando così una risposta autoimmune.
IgE

Le IgE rappresentano solo circa lo 0,002 percento dell'anticorpo sierico, o circa 1/50.000 di tutto immunoglobuline circolanti. Tuttavia, svolge un ruolo vitale nella risposta immunitaria.

Come le IgD, le IgE sono un monomero e hanno due siti di legame antigenici, uno su ciascun "braccio". Ha una breve emivita di due giorni. È legato ai mastociti e ai basofili, che circolano nel sangue. Come tale, è un mediatore di reazioni allergiche. Quando un antigene si lega alla porzione Fab di una molecola di IgE legata a un mastocita, questo provoca il rilascio da parte dei mastociti di istamina nel flusso sanguigno. Le IgE prendono anche parte alla lisi, o degradazione chimica, dei parassiti della varietà protozoaria (pensate amebe e altri invasori unicellulari o multicellulari). Le IgE sono anche prodotte in risposta alla presenza di elminti (vermi parassiti) e di alcuni artropodi.

A volte, le IgE svolgono anche un ruolo indiretto nella risposta immunitaria galvanizzando altri componenti immunitari in azione. Le IgE possono proteggere le superfici delle mucose avviando un'infiammazione. Potresti pensare che l'infiammazione connota qualcosa di indesiderabile, poiché tende a causare dolore e gonfiore. Ma l'infiammazione, tra i molti altri suoi benefici immunitari, consente alle IgG, che sono proteine dai percorsi del complemento, e ai globuli bianchi di entrare nei tessuti per affrontare gli invasori.
IgG

L'IgG è l'anticorpo dominante nell'uomo corpo, che rappresenta un enorme 85 percento di tutte le immunoglobuline. Parte di ciò è dovuto alla sua lunga, sebbene variabile, emivita da sette a 23 giorni, a seconda della sottoclasse di IgG in questione.

Come tre dei cinque tipi di immunoglobuline, l'IgG esiste come monomero. Si trova principalmente nel sangue e nella linfa. Ha la capacità unica di attraversare la placenta nelle donne in gravidanza, permettendole di proteggere il feto non nato e il neonato. Le sue attività principali includono il potenziamento della fagocitosi nei macrofagi (cellule specializzate "mangiatori") e nei neutrofili (un altro tipo di globuli bianchi); tossine neutralizzanti; e inattivando virus e uccidendo i batteri. Ciò offre a IgG una vasta gamma di funzioni, adattandosi a un anticorpo così diffuso nel sistema. Di solito è il secondo anticorpo sulla scena quando è presente un invasore, che segue da vicino le IgM. La sua presenza è notevolmente aumentata nella risposta anamnestica del corpo. "Anamnestic" si traduce in "non dimenticare" e IgM risponde a un invasore che ha incontrato in precedenza con un picco immediato nei suoi numeri. Infine, la porzione Fc di IgG può legarsi alle cellule NK per mettere in moto un processo chiamato citotossicità mediata da cellule dipendente dall'anticorpo o ADCC, che può uccidere o limitare gli effetti dei microbi invasori.
IgM

Le IgM sono il colosso delle immunoglobuline. Esiste come pentametro o un gruppo di cinque monomeri IgM legati. Le IgM hanno una breve emivita (circa cinque giorni) e costituiscono circa il 13-15% degli anticorpi sierici. È importante sottolineare che è anche la prima linea di difesa tra i suoi quattro fratelli dell'anticorpo, essendo la prima immunoglobulina prodotta durante una tipica risposta immunologica.

Poiché l'IgM è un pentamero, ha 10 siti di legame con gli epitopi, che lo rendono un avversario feroce. Le sue cinque porzioni di Fc, come quelle della maggior parte delle altre immunoglobuline, possono attivare la via delle proteine del complemento e come "primo soccorritore" è il tipo di anticorpo più efficiente in questo senso. Le IgM agglutinano il materiale invasore, costringendo i singoli pezzi ad aderire per facilitare la pulizia del corpo. Promuove anche la lisi e la fagocitosi dei microrganismi, con una particolare affinità per la fuoriuscita dei batteri.

Esistono forme monomeriche di IgM che si trovano principalmente sulla superficie dei linfociti B come recettori o sIg (come con le IgD ). È interessante notare che il corpo ha già prodotto livelli adulti di IgM all'età di nove mesi.
Una nota sulla diversità degli anticorpi

Grazie all'altissima variabilità della porzione ipervariabile della componente Fab di ciascuno dei cinque immunoglobuline, un numero astronomico di anticorpi unici può essere creato attraverso le cinque classi formali. Ciò è aumentato dal fatto che le catene L e H arrivano anche in un numero di isotipi, o catene che sono superficialmente uguali nella disposizione ma contengono amminoacidi diversi. In realtà, ci sono 45 diversi geni della catena L "kappa", 34 geni della catena L "lambda" e 90 geni della catena H per un totale di 177, a sua volta producendo oltre tre milioni di combinazioni uniche di geni.

Questo ha senso dal punto di vista dell'evoluzione e della sopravvivenza. Non solo il sistema immunitario deve essere pronto a confrontarsi con gli invasori di cui "conosce" già, ma deve anche essere pronto a creare una risposta ottimale agli invasori che non ha mai visto o, del resto, di natura nuovissima, come come virus influenzali che si sono evoluti attraverso mutazioni. L'interazione ospite-invasore nel tempo e attraverso le specie microbiche e vertebrate non è in realtà altro che una "corsa agli armamenti" continua e interminabile