IgG
Imunoglobulinele
reprezintã circa 20% din totalul proteinelor serice. IgG este dominantã
cantitativ în serul uman normal, reprezentând 70-75% din cantitatea
totalã de imunoglobuline. Concentraţia sa medie în ser
este de 1250 mg/100 ml, cu variaţii individuale normale între
800 – 2000 mg/100 ml.
IgG
este cea mai heterogenã dintre imunoglobuline în ceea ce priveşte
sarcina electricã. Din aceastã cauzã, în câmpul
electroforetic se distribuie în fracţiile g 1 şi g 2
ale serului.
Din
punct de vedere structural, IgG este un monomer cu greutatea molecularã
de 150 kD şi cu constanta de sedimentare 7S. Componenta glucidicã
reprezintã circa 3% din greutatea molecularã a IgG.
Fig.
15. Modelul structural al IgG1. Domeniile
variabile ale celor douã catene (VH şi VL) formeazã
situsul de legare a antigenului. Cercurile negre indicã poziţia
grupãrilor glucidice. HR = regiunea balama. |
gG
se sintetizeazã tardiv în rãspunsul imun pri-mar, dar
este imunoglobulina predominantã a rãspunsului imun secundar
şi se distribuie uniform în compartimentele intra- şi
extravasculare.
IgG
se prezintã sub forma a 4 variante antigenice, conferite de compoziţia
în aminoacizi a catenei g: IgG1, IgG2, IgG3,
IgG4. Proporţia normalã a celor 4 subclase este
de 66% pentru IgG1, 23% pentru IgG2, 7% pentru
IgG3 şi 4% pentru IgG4.
IgG3
este mai grea, datoritã catenei g 3 şi are o regiune balama
extinsã, codificatã de câţiva exoni, iar IgG4
are o regiune balama scurtã şi rigidã, ceea ce produce
o nepotrivire stericã pentru fixarea complementului.
IgG
este singura imunoglobulinã care traverseazã placenta, asigurând
astfel protecţia fãtului şi nou-nãscutului în
primele luni de viaţã. Pe membrana sinciţio-trofoblastului
se gãsesc receptori pentru regiunea Fc a IgG, care mediazã
transferul placentar al moleculei.
In
vivo, funcţia esenţialã a IgG este neutralizarea toxinelor
bacteriene. IgG activeazã sistemul complement şi produce liza
celulelor bacteriene şi a particulelor virale, dar are şi
rol opsonizant. In vitro, IgG participã la reacţiile
de aglutinare şi precipitare.
Termenul de înjumãtãţire
al IgG este de 21 de zile.
În
toate serurile imune, o proporţie de 5-15% din moleculele de IgG,
pare sã conste din molecule asimetrice, cu un singur situs funcţional
de legare (molecule monovalente). Aceste molecule nu participã
la reacţiile secundare in vitro (aglutinare, precipitare).
Celãlalt situs este blocat stereochimic de un polizaharid bogat
în manozã, legat de primul domeniu constant (CH1).
IgA
Unitatea
de bazã a structurii IgA este monomerul, alcãtuit din
douã catene grele (H) cu specificitate de clasã (izotipicã)
a şi douã catene uşoare (L) de tip l sau k.
Unitatea
monomericã (l)2 sau (a-k)2 are o tendinţã
constantã de a produce structuri moleculare polimerice, formate
din 2, 3, 4 sau 5 monomeri (10S, 13S, 15S, respectiv 17-18S), care în
ser se gãsesc în concentraţii descrescânde.
La
microscopul electronic, molecula de IgA monomerã are aspectul literei
Y. Complexele dimerice au forma a douã litere Y, aşezate una
în prelungirea celeilalte. Cele douã fragmente Fc formeazã
un lanţ lung şi rigid.
IgA
se gãseşte atât în plasma sanguinã, cât şi
în secreţiile externe: salivarã, lacrimalã, gastricã
vaginalã, intestinalã, biliarã, pancreaticã, lactatã.
Pe
baza unor diferenţe de structurã molecularã (numãrul
punţilor S-S, secvenţa aminoacizilor în regiunea balama)
au fost descrise douã subclase de IgA: IgA1 şi
IgA2. Ele diferã prin 22 de aminoacizi, în primul
rând datoritã deleţiei a 13 aminoacizi din regiunea balama
a IgA2, dar care se gãsesc la IgA1. Aceastã
diferenţã structuralã conferã rezistenţã
moleculei de IgA2 la acţiunea unor proteaze bacteriene,
care cliveazã specific IgA1 în regiunea balama.
În
funcţie de localizare se disting IgA sericã şi
IgA din secreţii.
Fig.
16. Structura IgA1
umanã. Sunt indicate poziţiile punţilor disulfurice
inter- şi intracatenare, precum şi poziţia ipoteticã
a catenelor polizaharidice. O punte disulfuricã suplimentarã
stabilizeazã domeniul C a 2 şi o alta leagã lanţul
J în polimerul de IgA. |
IgA
sericã este reprezentatã în primul rând de IgA1
(90%) şi este monomerã în proporţie de 80%. Catenele
L şi H sunt reunite prin douã punţi S-S. Subclasa IgA2
reprezintã numai 10% din IgA sericã. Pe baza markerilor alotipici
ai catenei H, IgA2 se subdivide în douã variante
alotipice: A2m1 (la populaţiile caucaziene)
şi A2m2 (la populaţiile mongoloide-negroide)
Funcţiile
IgA seric nu sunt bine precizate, datoritã dificultãţilor
de purificare. Rolul sãu cel mai important ar fi acela de a îndepãrta
cantitãţile mici de antigene, provenite din alimente sau antigenele
solubile ale microorganismelor, absorbite în circulaţia generalã.
Eliminarea timpurie împiedicã accesul acestor antigene la
celulele sistemului imunitar şi stopeazã declanşarea
unui rãspuns imun de amploare, care ar devia forţele de apãrare
a organismului, de la funcţia sa esenţialã, aceea a protecţiei
antiinfecţioase.
In
vivo, IgA nu activeazã complementul pe calea clasicã şi
nu produce liza antigenelor celulare, dar moleculele agregate in
vitro de IgA1 şi IgA2 activeazã
calea alternã. Funcţia opsonizantã a IgA este controversatã.
IgA nu produce reacţii de precipitare cu antigenele moleculare.
IgA
din secreţii(sau IgA secretor) se gãseşte în
secreţia mucoaselor (digestivã, respiratorie, urinarã),
în secreţia biliarã şi pancreaticã. De aici
derivã şi denumirea sa improprie, IgA secretoare (sIgA),
deşi mai corectã ar fi denumirea de “IgA din secreţii”.
Fig.17.Stuctura
sIgA1 umanã. Piesa secretoare, probabil este rãsucitã
în jurul dimerului de IgA şi se leagã prin punţi
disulfurice de domeniul C a 2 al fiecãrui monomer. Piesa
J este amplasatã la joncţiunea celor doi monomeri. Puntea
disulfuricã ce leagã domeniul C a 2 de regiunea balama
nu este figuratã (dupã Roitt, 1984). |
sIgA
se gãseşte în special în formã dimericã
(80%), iar restul ca monomer sau alt tip de polimer. Compartimentul
seric al IgA nu influenţeazã semnificativ concentraţia
IgA din secreţii şi invers, IgA din secreţii nu este
absorbit în circulaţie.
sIgA
se sintetizeazã local, în structurile limfoide asociate mucoaselor:
în mucoasa tractului respirator, dar mai ales cea nazalã,
a tractului digestiv (în special în mucoasa antrului piloric
şi a intestinului subţire), în lamina propria a acinilor
secretori ai glandelor salivare şi mamare, în glandele lacrimale.
In toate aceste structuri se gãsesc numeroase plasmocite şi
precursorii lor. Imunizarea oralã stimuleazã în primul
rând, sinteza IgA.
Structura
moleculei de sIgA
Molecula
de sIgA este alcãtuitã din doi monomeri de IgA, legaţi
prin catena J (joining) şi o catenã suplimentarã,
denumitã componentã secretoare (CS). Formula generalã
a sIgA dimer este (IgA)2 J CS şi are greutatea molecularã
de 385 kD şi constanta de sedimentare 10S.
Complexul
molecular (IgA)2 J CS este foarte rezistent la proteolizã
datoritã conformaţiei speciale dobânditã dupã legarea
catenei J şi a catenei CS, precum şi datoritã capacitãţii
sale de a se lega de mucinele din secreţii.
Catena
J este un glicopeptid de 15-16 kD (136 aminoacizi) şi se sintetizeazã
în plasmocitele producãtoare de IgA. Este bogat în
acizi glutamic şi aspartic şi conţine un oligozaharid
legat de Asp din poziţia 43. Conţine 7-8 resturi de cisteinã.
Lanţul J se leagã prin punţi S-S de regiunea Fc a IgM
polimeric şi de sIgA. Prezenţa catenei J s-a stabilit la imunoglobulinele
polimerice de la toate clasele de vertebrate, iar ARNm pentru catena
J s-a detectat la numeroase nevertebrate. In complexele moleculare cu
un grad superior de polimerizare, numai douã molecule de IgA sau
IgM se leagã prin intermediul catenei J, celelalte fiind legate
una de alta prin punţi S-S. Polimerizarea moleculelor de IgA în
citoplasma celulei producãtoare este esenţialã pentru
transportul lor la suprafaţa mucoasei. Lanţul J se gãseşte
în citoplasma limfocitelor B, în cursul diferenţierii
spre plasmocit. Aproape toate limfocitele din structurile limfoide asociate
mucoaselor (digestivã, respiratorie), din ţesutul interstiţial
mamar, salivar şi lacrimal, exprimã lanţul J intracelular.
Catena J este sintetizatã şi de unele celule care produc IgG
sau IgD din aceste structuri, dar este degradatã în citoplasmã.
Plasmocitele din mãduva osoasã care produc IgA sau IgG sunt
negative pentru lanţul J.
Componenta
secretoare a sIgA este o glicoproteinã din categoria betaglobulinelor,
neînruditã cu imunoglobulinele, bogatã în glucide
(8,7%). Secvenţa catenei cuprinde 750 de aminoacizi, distribuiţi
în trei domenii: domeniul citoplasmatic (103 aminoacizi), transmembranar
(23 aminoacizi) şi extracelular (circa 625 aminoacizi), la care
se adaugã o secvenţã semnal de 18 aminoacizi, care este
clivatã dupã sintezã.
Componenta
secretoare se sintetizeazã în celulele epiteliale ale mucoaselor.
Dupã prelucrarea în complexul Golgi (unde are loc glicozilarea),
CS migreazã pentru a fi integratã în plasmalema bazalã
şi lateralã a celulelor. Sinteza CS este independentã
de IgA. La noul nãscut, CS se sintetizeazã în sãptãmâna
a 8-a (înainte de apariţia plasmocitelor). Este prezentã
chiar la persoanele în ale cãror secreţii IgA lipseşte.
Funcţiile
componentei secretoare. Componenta secretoare are rol de receptor
pentru moleculele dimere şi polimere de IgA şi IgM, care au
legat lanţul J (receptor poli-Ig). Legarea lanţului J pare
sã determine o schimbare conformaţionalã a acestor molecule.
Moleculele de IgA secretate ca monomeri, ca şi polimerii care nu
au legat lanţul J nu se pot complexa cu CS şi trec în
circulaţie.
IgA
dimeric trebuie sã ajungã în contact cu celulele epiteliale,
pentru a fi transportat la suprafaţa mucoasei. Teoretic, IgA polimeric
poate veni în contact cu celulele epiteliale care au lanţul
CS inserat în membranã, pe una din urmãtoarele douã
cãi:
-
difuzia liberã prin ţesutul conjunctiv adiacent plasmocitelor
din lamina propria a mucoasei, unde are loc sinteza;
-
translocaţia din circulaţie la nivelul capilarelor mucoasei.
Componenta
secretoare este inseratã în membrana laterobazalã a celulei
epiteliale. Din aceastã poziţie, prin domeniul sãu extracelular,
CS leagã dimerii de IgA care conţin lanţul J, printr-un
mecanism necunoscut. Una din ipotezele privind mecanismul legãrii
presupune cã CS s-ar înfãşura în jurul dimerului
de IgA, extinzându-se de la o regiune balama la cealaltã, mãrind
astfel rezistenţa dimerului la proteolizã. Complexul format
este endocitat în vezicule de pinocitozã şi este eliberat
pe faţa luminalã a celulelor epiteliale, în secreţia
lor externã. Un astfel de transport are loc în celulele epiteliale
ale mucoasei tubului digestiv, ale mucoasei bronşice, la nivelul
epiteliului vezicii biliare şi al tractului biliar, al acinilor
glandelor mamare, al acinilor pancreatici şi salivari. CS leagã
chiar complexele imune care conţin IgA polimeric, formate în
lamina propria a mucoasei. Acestea sunt transferate la suprafaţa
luminalã a epiteliului prin acelaşi mecanism ca şi IgA
polimeric. Anihilarea pe aceastã cale a antigenelor este foarte
importantã în tractul intestinal, unde componentele antigenice
alimentare şi ale microbiotei pot dobândi acces la lamina propria.
| Fig.18.
Reprezentarea schematicã a diferitelor trepte care se succed
în generarea sIgA şi IgM umane, pe calea transportului
epitelial mediat de receptorul de poli-Ig (pIgR). IgA polimeric
care conţine lanţul J (IgA-J) şi IgM pentameric
(IgM-J) sunt secretate de plasmocitele locale. Componenta secretorie
(CS) este sintetizatã în reticulul endoplasmic granular
(REG) al celulelor epiteliale şi se matureazã prin glicozilare
în complexul Golgi. In reţeaua transgolgianã (TG),
este fosforilat şi este expus ca receptor de poli-Ig, pe
membrana plasmaticã bazolateralã. Endocitoza ligandului
complexat cu receptorul de poli-Ig, ca şi a receptorului
poli-Ig liber, este urmatã de transcitoza la endosomii apicali
şi în final are loc clivarea receptorului poli-Ig şi
eliberarea moleculei Ig în secreţii (dupã Brandtzaeg
şi col., 1998). |
Rolul
CS în transportul IgA la suprafaţa mucoaselor este argumentat
de faptul cã bolnavii cu deficit al sintezei sale, nu au IgA în
secreţii, deşi nivelul IgA seric este normal.
Transportul
transepitelial al sIgA este asociat cu o pierdere continuã de receptori,
care, spre deosebire de alţi receptori, dupã exocitozã
la suprafaţa celulei epiteliale nu sunt recirculaţi şi
nici nu se refac prin sintezã de novo.
Funcţiile
efectoare ale sIgA
| Fig.
19. Reprezentarea schematicã
a fenomenului de “excludere imunã”, pe care-l produc
anticorpii din secreţia mucoasei intestinale. Inainte de imunizare,
o micã parte a antigenului proteic ingerat, scapã digestiei
intraluminale, este preluat de enterocit şi transportat în
spaţiile intercelulare. Dupã imunizare, anticorpii din
secreţia intestinalã, leagã antigenul formând complexe
Ag-Ac. Legarea antigenului la suprafaţa celulelor epiteliale
este blocatã. Antigenele complexate cu anticorpii în învelişul
mucos, pot fi degradate de enzimele pancreatice adsorbite la supra-faţa
intestinului. Astfel, scade cantitatea de antigen disponibil pentru
absorbţia de cãtre celulele intestinale. |
Studiul
funcţiilor efectoare ale IgA este îngreunat de dificultãţile
obţinerii sIgA în stare purã.
Funcţia
biologicã esenţialã a sIgA este apãrarea organismului
faţã de antigenele moleculare care ar putea fi înglobate
(prin endocitozã) la nivelul mucoaselor (în special cea digestivã)
şi de a asigura protecţia faţã de agenţii patogeni
care tind sã pãtrundã de la exterior pe calea mucoaselor
digestivã, respiratorie, genito-urinarã. sIgA formeazã
complexe cu urmtoarele tipuri de antigene;
-
cu antigenele mole-culare adsorbite la suprafaţa mucoaselor, având
rol în “excluderea imunã” a acestora. Excluderea imunã
este o funcţie majorã a sIgA, ce constã în limitarea
penetrãrii materialelor antigenice prin epiteliul mu-coasei. Deoarece
IgA este ine-ficient în activarea comple-mentului şi nici
nu stimuleazã fagocitoza, excluderea imunã este un mecanism,
în primul rând, neinflamator.
-
cu antigenele celulare bacteriene, realizând imobi-lizarea şi aglutinarea
acestora. Astfel, este prevenitã pãtrunderea lor în organism;
-
blocheazã legarea virusurilor de receptorii celulelor epiteliului
respirator şi ale mucoasei digestive;
-
neutralizeazã efectul toxinelor (botulinicã, tetanicã,
holericã);
-
este imunoglobulina predominantã în salivã şi constituie
principalul mecanism de apãrare în cavitatea oralã, prin
acţiune sinergicã cu alţi factori antibacterieni (lizozim,
lactoferinã, peroxidazã salivarã şi mucine).
Prezenţa
sIgA în colostru şi în lichidul amniotic sugereazã
rolul sãu foarte important în conferirea imunitãţii
pasive a noului nãscut, atât la om cât şi la animale. Rezistenţa
noilor nãscuţi, hrãniţi natural este net superioarã
comparativ cu a celor hrãniţi artificial.
Concentraţia
sIgA în colostrul uman este foarte mare în primele 24-48 de
ore de lactaţie (6-88 mg/ml) şi diminuã brusc datoritã
diluţiei într-un volum secretor mult sporit. Concentraţia
foarte mare a sIgA în colostru se datoreazã eliberãrii
unor cantitãţi mari într-un volum mic de secreţie.
Glanda mamarã are un numãr relativ mic de celule producãtoare
de anticorpi, deoarece nu este stimulatã antigenic. Originea sIgA
în glanda mamarã are douã surse:
-
o sintezã localã foarte intensã în plasmocitele
din ţesutul conjunctiv subiacent epiteliului acinilor glandulari;
-
transportul IgA din sânge.
sIgA
din secreţia mamarã, la nivelul mucoasei digestive a noului
nãscut, nu este transportat în circulaţia acestuia decât
într-o micã mãsurã, în primele ore de viaţã
(la om) sau zeci de ore la alte mamifere. La unele mamifere (ovine,
bovine), sIgA din secreţia lactatã maternã este transportat
foarte activ în circulaţia noului nãscut. Efectul protector
antiinfecţios al sIgA de origine maternã se exercitã
prin faptul cã moleculele rãmân legate de celulele epiteliale
ale mucoasei digestive şi blocheazã astfel aderenţa microorganismelor
şi a virusurilor.
Moleculele
de IgA nu sunt transferate prin placentã. Sângele noului nãscut
nu conţine IgA. Nivelul seric al IgA caracteristic adultului, este
atins
la 9-10 luni.
În
condiţii naturale, în tractul intestinal se sintetizeazã
IgA faţã de multe antigene exogene. IgA din secreţia
intestinalã poate sã treacã intactã prin tubul digestiv
şi sã-şi pãstreze activitatea.
Persoanele
cu deficit congenital al IgA (1/500-700) au sensibilitate mare la infecţiile
mucoaselor, deşi celulele epiteliale sintetizeazã CS. Aceleaşi
persoane sunt predispuse la maladii autoimune, deoarece, în absenţa
sIgA, mucoasa digestivã este traversatã de o mare diversitate
de antigene, care induc sinteza unor anticorpi ce interacţioneazã
nu numai cu antigenul exogen inductor, ci şi cu componente moleculare
proprii.
In
vivo, sIgA nu activeazã cascada complementului, dar moleculele
agregate artificial, in vitro, activeazã calea alternã.
Fig.
20.Structura IgM pentameric. Catenele grele de IgM
uman au 5 domenii. Monomerii sunt legaţi prin punţi
disulfurice între domeniile Cm3 şi Cm4. Sunt reprezentate
catenele oligozaharidice, ca şi poziţia ipoteticã
a catenei J (dupã Roitt, 1984). |
IgM
Caracteristica
struc-turalã a IgM este prezenţa unui lanţ greu al izotipului
m, alcãtuit din 576 aminoacizi. IgM conţine 5 grupãri
prostetice oligozaharidice, care constituie 12% din greutatea molecularã
totalã. Secvenţa de aminoacizi a lanţului H cu specificitate
antigenicã m este organizatã în 5 domenii: unul variabil
şi 4 constante (Cm1, 105 amino-acizi – Cm4,
111 aminoacizi), codificaţi de exoni diferiţi. Lipseşte
regiunea balama, fiind înlocuitã cu domeniul CH2,
sensibil la acţiunea proteazelor.
IgM
se gãseşte sub douã forme:
-
monomerã, legatã de membrane
-
polimerã, liberã în ser.
IgM
legat de membrana unor limfocite, are în plus o secvenţã
COOH-terminalã, hidrofobã, formatã din 41 de aminoacizi,
care întrerupe transportul lanţurilor m prin membranã
şi ancoreazã molecula în structura sa. IgM este molecula
majorã cu rol de receptor de antigen, pe suprafaţa limfocitelor
B.
IgM
sericã are structura unui pentamer (L2 m 2),
cu greutatea molecularã de 950 kD. Fiecare pentamer conţine
un lanţ polipeptidic J, bogat în cisteinã, foarte acid,
cu rol în polimerizarea monomerilor. Cele 5 unitãţi monomere
sunt aşezate radiar, cu regiunile Fc orientate spre centru, unite
prin punţi S-S, formate între domeniile CH3 şi
prin lanţul J. Braţele (Fab)10 sunt orientate spre
exterior, chiar în unghi drept faţã de discul (Fc)5
La
microscopul electronic, pentamerul IgM are aspect de stea cu 5 braţe,
dispuse în jurul discului central. Fiecare braţ are forma
literei Y. Braţele pot lua poziţii diferite, ceea ce denotã
existenţa unei zone mobile pentru fiecare subunitate. Fiecare unitate
monomericã este mobilã la nivelul articulaţiei în
discul central, astfel cã dupã legarea cu epitopii de pe o
suprafaţã membranarã, IgM poate adopta configuraţia
asemãnãtoare unui crab, iar regiunile multiple Fc devin accesibile
lui C1q.
IgM
poate sã existe în formã hexamericã, de 10-20 de
ori mai eficientã în liza mediatã de activarea C, decât
în varianta pentamericã.
Valenţa
pentamerului este teoretic 10, dar aceasta s-a determinat numai în
reacţia cu haptenele mici. In reacţia cu antigenele complexe,
valenţa scade la 5 sau chiar mai puţin, datoritã probabil
insuficientei flexibilitãţi a moleculei. Valenţa IgM
este dependentã de natura ligandului.
Funcţiile
IgM. IgM este receptorul major de antigen pe suprafaţa limfocitelor
B mature.
IgM
seric are funcţii aglutinante, fiind de 1000 de ori mai
eficient decât IgG în legarea antigenelor particulate. IgM reprezintã
5-10% din cantitatea totalã de anticorpi serici, cu valori normale
între 84-170 mg la 100 ml de sânge.
IgM
activeazã complementul(C), producând liza antigenului celular şi
ingestia rapidã a complexelor solubile. De aceea, IgM este foarte
eficient în reacţia de apãrare faţã de bacteriemii
şi faţã de toxine(diftericã, tetanicã, botulinicã,
toxina din veninul de şarpe).
IgM
este principala opsoninã imunoglobulinicã a serului.
Afinitatea
IgM (care semnificã forţa de legare dintre un epitop şi
un paratop) poate sã fie slabã, dar aviditatea globalã
(energia medie a interacţiunii IgM cu epitopii multipli ai unui
antigen) este foarte mare faţã de antigenele complexe şi
faţã de celule, ambele având epitopi repetitivi.
Cea
mai mare parte a anticorpilor IgM se sintetizeazã în stadiul
timpuriu al rãspunsului imun primar faţã de un antigen.
IgM se sintetizeazã ca rezultat al activãrii policlonale,
nespecifice, a limfocitelor B, produsã de virusul Epstein-Barr
la om sau de LPS la şoarece. Anticorpii sintetizaţi dupã
stimularea policlonalã a limfocitelor, leagã o varietate de
antigene: virusuri, bacterii, protozoare, paraziţi şi fungi.
În
plasmã se gãsesc anticorpi “naturali” sau “spontani” a cãror
sintezã are loc în afara stimulãrilor antigenice. Termenul
“natural” se foloseşte pentru a distinge aceste imunoglobuline,
de cele care se sintetizeazã dupã imunizare. Majoritatea anticorpilor
naturali aparţin izotipului IgM. Ei reacţioneazã nu numai
cu o diversitate de antigene nonself, ci şi cu molecule self: cu
hormoni (insulina, tiroglobulina), cu constituienţi celulari (ADN,
miozina, actina, tubulina etc.), cu fragmentul Fc al IgG autolog (FR
= factorul reumatoid).
IgM
reprezintã forma sub care se gãsesc anticorpii naturali ai
grupelor sanguine (aglutininele a şi b), precum şi anticorpii
faţã de antigenul somatic O (endotoxina) al bacteriilor Gram
negative sau cei detectabili prin reacţia Wassermann, dupã
infecţia cu T. pallidum.
IgM
trece greu sau nu trece în lichidele interstiţiale şi
nici prin bariera placentarã.
Nivelul
seric al IgM de la adult este atins la 10 luni. IgM este izotipul cel
mai bine conservat în evoluţie, fapt evidenţiat prin
relativa constanţã a secvenţei de aminoacizi.
| Fig.
21. Structura IgE umanã. Molecula este
formatã din 4 domenii constante şi un domeniu variabil.
Este indicatã poziţia punţilor disulfurice inter-
şi intracatenare, precum şi poziţia catenelor oligozaharidice.
Clivajul enzimatic al IgE poate elibera fragmentele F(ab’)2, fragmentele
Fc şi Fc’. |
IgE
Denumirea
de IgE vine de la “eritem”, deoarece aceastã clasã de anticorpi
este unul din mediatorii reacţiilor vasculare eritematoase.
IgE
a fost izolatã şi caracterizatã de Ishizaka (1966), dintr-un
mielom producãtor al acestui izotip. Molecula de IgE are douã
catene L identice cu catenele L ale celorlalte clase de imuno-globuline
şi douã catene grele H cu specificitate antigenicã e,
fiecare cu câte 550 de aminoacizi, distribuiţi în 5 domenii:
4 domenii în regiunea constantã şi unul în regiunea
variabilã. Catenele H sunt reunite prin douã legãturi
S-S, localizate în domeniul C2.
Conţinutul
glucidic este de pânã la 11,7%.
IgE
este sintetizatã în celule din mucoasa respiratorie, gastrointestinalã
şi în ganglionii regionali.
În
sânge, IgE se gãseşte în concentraţii foarte mici
(250 ng/ml). Nivelul sãu caracteristic adultului este atins la
10-15 ani. IgE nu strãbate bariera placentarã.
Concentraţia
sericã a IgE creşte în parazitoze şi în stãrile
alergice. In cazurile de astm alergic, concentraţia IgE ajunge
la 1550 ng/ml.
IgE
este o moleculã citotropã: interacţioneazã
in vivo prin regiunea Fc, cu receptorii specifici de pe suprafaţa
mastocitelor şi bazofilelor, dar şi in vitro cu celulele
aceleiaşi specii sau ale speciilor înrudite. Incãlzirea
serului la 56o anuleazã activitatea citotropã a
IgE.
Rolul
fiziologic principal al IgE pare a fi acela de protecţie a
situsurilor anatomice expuse traumatismelor şi pãtrunderii
agenţilor patogeni. IgE recruteazã factorii plasmatici şi
celulele efectoare, stimulând reacţia inflamatorie acutã.
IgE
ar fi unul din efectorii mecanismelor de îndepãrtare a paraziţilor
intestinali. Acţiunea sa s-ar exercita prin efectul chimiotactic
pozitiv faţã de eozinofile, în focarul de parazitozã
şi prin stimularea contracţiilor rapide şi prelungite
a musculaturii netede. IgE mãreşte permeabilitatea vascularã
şi permite anticorpilor serici şi celulelor eozinofile sã
penetreze mucoasa şi sã participe la reacţiile de apãrare.
Eozinofilele elibereazã conţinutul enzimatic al lizosomilor
şi produc liza parazitului.
IgE
este declanşatoare a reacţiilor de hipersensibilitate imediatã
de tip anafilactic. In reacţiile de hipersensibilitate imediatã,
mastocitele şi bazofilele care leagã IgE se activeazã.
Activarea ar fi rezultatul formãrii unor punţi antigenice
între moleculele de IgE adiacente, care leagã un antigen(alergen)
multivalent. Moleculele de IgE conectate prin puntea antigenicã
genereazã semnalul activãrii celulare, a cãrei consecinţã
este eliberarea moleculelor vasoactive (histamina, serotonina, ECF,
SRSA).
Fig.22.
Structura IgD umanã. Schema ilustreazã poziţia
punţilor disulfurice inter- şi intracatenare, precum şi
poziţia ipoteticã a catenelor oligozaharidice. |
IgD
IgD
s-a descoperit în 1965 ca o proteinã de mielom, cu proprietãţi
speciale, care nu are specificitate antigenicã a IgG, IgA sau IgM,
dar precipitã cu anticorpii specifici faţã de catenele
L ale imunoglobulinelor şi este alcãtuitã din cele 4
catene. Ulterior IgD s-a identificat în serul uman normal, dar
şi la toate speciile de mamifere şi pãsãri.
IgD
se gãseşte în sânge, în cantitate foarte micã
(0,2% din cantitatea totalã de imunoglobuline).
Molecula
de IgD este monomerã. Lanţurile L sunt în special de
tip l, iar catenele H au specificitate antigenicã d. Lanţul
H are 4 domenii: 3 în regiunea constantã şi unul în
regiunea variabilã. Regiunea balama este foarte extinsã şi
este sensibilã la acţiunea proteazelor.
Funcţii.
Aproape toatã cantitatea de IgD are rol de receptor de antigen,
împreunã cu IgM, pe suprafaţa majoritãţii limfocitelor
B mature. Moleculele membranare au un domeniu transmembranar şi
o scurtã extensie citoplasmaticã, analogã formei membranare
a catenei m. Cele douã izotipuri membranare (d şi m) au acelaşi
tip de catenã L, iar situsul lor de legare este identic, adicã
recunosc acelaşi epitop. Nu existã molecule hibride m/d, deoarece
cele douã catene H nu se împerecheazã. Raportul dintre
cele douã izotipuri de pe suprafaţa limfocitelor B este variabil
şi semnificaţia funcţionalã a acestui raport nu
se cunoaşte.
IgD
scade pe suprafaţa limfocitelor B de memorie şi dispare complet
pe mãsurã ce celulele se diferenţiazã spre plasmocit.
IgD
seric are o concentraţie de 3-40 mg/ml, fiind produs de un numãr
mic de plasmocite splenice şi tonsilare. Sinteza într-un numãr
mic de celule şi timpul de înjumãtãţire scurt
(de 2,8 zile) explicã nivelul seric scãzut al IgD. Numãrul
mic de plasmocite producãtoare de IgD explicã raritatea mieloamelor
producãtoare de IgD. Dupã stimularea antigenicã repetatã
nu se sintetizeazã anticorpi ai izotipului IgD. IgD nu are funcţie
de anticorp efector. Dupã stimularea limfocitelor B care au ca
receptor de suprafaţã molecule de IgD, diferenţierea
nu urmeazã o cale din care sã rezulte celule angajate în
secreţia de IgD. La pacienţii cu deficit al sintezei de IgA,
în glandele lacrimale, în parotide şi în glandele
nazale, plasmocitele producãtoare de IgA sunt înlocuite cu
cele producãtoare de IgD, iar în mucoasa intestinalã,
cu cele care sintetizeazã IgG şi IgM. Totuşi, IgD nu
este o imunoglobulinã caracteristicã secreţiilor, deoarece
în secreţii nu este mai concentratã decât în ser.
| Fig.
23. Reprezentarea graficã a distribuţiei cantitative
a diferitelor clase de imunoglobuline în umorile interne
şi externe. |
INTERACŢIUNI ANTIGEN-ANTICORP
Reacţiile
Ag-Ac sunt consecinţa proprietãţii esenţiale a imunoglobulinelor,
aceea a specificitãţii de legare cu determinantul antigenic
care a indus sinteza lor.
Cele
mai multe date referitoare la natura interacţiunii s-au obţinut
în reacţia dintre anticorpii specifici faţã de haptene
şi epitopul haptenei. Haptenele au avantajul cã, teoretic,
prezintã un singur epitop.
Reacţia
Ag-Ac poate fi consideratã ca prototip al interacţiunilor
macromoleculare, dar se deosebeşte de interacţia enzimã-substrat
prin douã caracteristici:
-
reacţiile Ag-Ac, in vivo, sunt totdeauna reversibile, deoarece
anticorpii nu altereazã ireversibil antigenul, aşa cum o enzimã
modificã substratul ei;
-
heterogenitatea anticorpilor nu are echivalenţã la alte categorii
de proteine.
Reacţiile
Ag-Ac pot fi clasificate, dupã efectele pe care le produc: reacţii
primare, secundare şi terţiare.
Reacţiile
primare semnificã recunoaşterea specificã şi
legarea celor doi reactanţi. Reacţiile primare se studiazã
prin metoda dializei la echilibru, a imunofluorescenţei, RIA.
Reacţiile
secundare pot sã aparã in vitro, ca o consecinţã
directã, dar nu obligatorie, a interacţiunii primare. Ele
se evidenţiazã în timp prin fenomene de aglutinare sau
de precipitare, în funcţie de natura antigenului.
Reacţiile
terţiare exteriorizeazã consecinţele biologice
ale reacţiilor primare in vivo. Ele au un caracter complex,
deoarece sunt influenţate de factorii organismului: de concentraţia
complementului, de mediatorii eliberaţi de alte celule (mastocite),
de afinitatea receptorilor de antigen. Reacţiile terţiare
pot fi protectoare, dacã au ca efect imobilizarea bacteriilor,
neutralizarea toxinelor şi a virusurilor sau pot avea efecte nocive:
şoc anafilactic, anafilaxie localã, hemolizã intravascularã.
Bazele
moleculare ale interacţiunii Ag-Ac
Interacţiunile
Ag-Ac, in vivo sunt totdeauna reversibile. Factorii care condiţioneazã
interacţiunea Ag-Ac sunt:
-
complementaritatea structuralã dintre determinantul antigenic
şi situsul de combinare al anticorpului. Acesta este factorul exclusiv
al specificitãţii reacţiei. Complementaritatea structuralã
presupune adaptarea conformaţionalã a celor douã grupãri
reactante şi a fost gânditã în termeni structurali, pe
principiul cheie-broascã;
-
complementaritatea electrochimicã a grupãrilor reactante
este consecinţa complementaritãţii structurale şi
semnificã intrarea în acţiune a unor forţe intermoleculare
care stabilizeazã şi consolideazã interacţiunea
celor douã grupãri. Formarea legãturilor intermoleculare
necesitã existenţa unor grupãri atomice suficient de
apropiate pe cele douã molecule. Distanţa dintre ele este
invers proporţionalã gradului de complementaritate.
Deşi
complementaritatea structuralã strictã nu este obligatorie,
o potrivire spaţialã cât mai înaltã este mai favorabilã
interacţiunii. Ea se exprimã prin congruenţa suprafeţelor
de contact care furnizeazã forţe de atracţie intermolecularã
ce stabilizeazã complexul.
La
interacţiunea Ag-Ac participã urmãtoarele tipuri de legãturi
necovalente: legãturile de H, forţele electrostatice, legãturi
van der Waals şi legãturi hidrofobe. Toate sunt
forţe nespecifice cu valoare micã şi natura lor face
ca reacţia sã fie reversibilã.
Legãturile
de H se formeazã când doi atomi au în comun un nucleu atomic
de H (un proton). Protonul comun se gãseşte între doi
atomi de N sau de O sau între unul de N şi unul de O. Nucleul
de H este legat covalent de unul dintre cei doi atomi (de N sau de O).
Legãtura de H are energia de legare de 3-7 kcal/mol.
Fig.
24. Forţele
intermoleculare implicate în formarea complexului Ag-Ac.
Acţiunea acestor forţe necesitã un contact strâns
între cele douã grupãri reactante. Legãturile
de H rezultã prin formarea unei punţi de H între
doi atomi apropiaţi. Forţele electrostatice se
datoreazã atracţiei grupelor ionice cu sarcini opuse
situate la periferia celor douã lanţuri proteice. Forţele
Van der Waals rezultã prin interacţiunea între
diferiţi nori electronici, reprezentaţi sub forma dipolilor
oscilanţi. Legãturile hidrofobe, care pot contribui
cu jumãtate din forţa de legare Ag-Ac, sunt produse
prin asociaţia grupãrilor nepolare şi hidrofobe,
de unde moleculele de apã sunt excluse. Distanţa optimã între
grupãrile reactive variazã cu tipul de legãturã. |
Forţele
electrostatice (coulombiene sau ionice) sunt rezultatul atracţiei
dintre atomi sau dintre grupe de atomi cu sarcinã electricã
opusã, situate pe cele douã grupãri reactante: de exemplu,
între un cation (Na+) şi un anion (Cl-)
sau între COO- şi NH3+. Energia
de legare a acestor forţe este semnificativã la distanţe
foarte mici (sub 100 Ao) dintre grupãrile reactante.
Juxtapunerea exactã a ionilor favorizeazã ac-ţiunea acestor
forţe. Energia de legare este de 5 kcal/mol şi variazã
invers proporţional cu pãtratul distanţei dintre cele
douã grupãri reactante (1/d2).
Legãturile
van der Waals, cele mai slabe forţe de interacţiune, sunt
active pe distanţe foarte mici dintre grupãrile reactante.
Energia de legare este de 1-2 kcal/mol. Legãturile van der Waals
nu se bazeazã pe o separare permanentã a sarcinilor electrice,
ci pe fluctuaţii ale acestora, induse de apropierea moleculelor.
La o distanţã intermolecularã limitã se formeazã
câmpuri electrice instantanee, cu efect polarizant asupra moleculelor
învecinate. Intre atomii suficient de apropiaţi, apare o forţã
de atracţie reciprocã indusã de sarcina dipol fluctuantã,
pe care un dipol o induce în dipolul învecinat. Aceste forţe
se mai numesc şi forţe de dispersie. Intensitatea lor
depinde de distanţa dintre grupãrile implicate şi este
invers proporţionalã cu puterea a 7-a a distanţei. Valoarea
lor este optimã la 1-2 Å.
Legãturile
hidrofobe (sau apolare) apar între grupãri nepolare (neionizate)
în soluţii apoase şi sunt consecinţa tendinţei
de excludere a reţelei ordonate de molecule de apã, dintre
molecula de antigen şi cea de anticorp. Aceste legãturi sunt
favorizate de aminoacizii cu grupãri apolare, care au tendinţa
de asociere, diminuând numãrul moleculelor de apã din vecinãtatea
lor. Prin eliminarea moleculelor de apã dintre grupãrile reactante,
distanţa dintre situsurile active scade foarte mult şi creşte
valoarea forţelor stabilizatoare.
Complementaritatea
spaţialã sau forţele intermoleculare nu sunt, fiecare
în parte, suficiente pentru a forma legãturi stabile. Pentru
stabilitatea interacţiunii Ag-Ac sunt necesare ambele condiţii.
Cu cât energia de legare a reactanţilor este mai mare, cu atât
complexele Ag-Ac sunt mai stabile.
Interacţiunea
grupãrilor reactante ale antigenului şi anticorpului este
definitã de doi parametri: afinitatea şi aviditatea anticorpilor.
Fig.25.
Mãsurarea afinitãţii anticorpilor prin dializa
la echilibru. Interacţiunea Ag-Ac este reversibilã.
In interiorul sacului de dializã, haptena este parţial
sub formã liberã şi parţial legatã cu
anticorpii, în funcţie de afinitatea anticorpilor. Prin
membrana sacului de dializã poate difuza numai haptena liberã
şi con-centraţia sa externã va egala concentraţia
haptenei libere din interiorul sacului. Mãsu-rarea concentraţiei
haptenei în sacul de dializã permite calculul cantitãţii
de haptenã legatã de anticorpi. Reînoirea constantã
a tamponului duce la disocierea totalã şi la pierderea
haptenei din sacul de dializã, ceea ce denotã natura
reversibilã a legãturii Ag-Ac (dupã Roitt, 1997). |
Afinitatea
anticorpilor mãsoarã forţa de legare dintre un
determinant antigenic şi situsul complementar de legare al unui
anticorp specific. Afinitatea este rezultanta forţelor de atracţie
şi de respingere, care mediazã interacţiunea celor doi
reactanţi. Forţa acestor interacţiuni se mãsoarã
în reacţia dintre un antigen monovalent (a unei haptene) cu
anticorpii specifici. O interacţiune cu afinitate înaltã
presupune structuri complementare perfecte, în timp ce complementaritatea
imperfectã a grupãrilor reactante determinã o afinitate
scãzutã, deoarece forţele de atracţie sunt active
numai pe distanţe foarte mici şi sunt diminuate de forţele
de respingere.
Metoda
de mãsurare a afinitãţii anticorpilor este dializa
la echilibru. Metoda se bazeazã pe proprietatea haptenelor
mici, monovalente (care nu dau reacţii de precipitare cu anticorpii
specifici), de a traversa membrana de dializã, impermeabilã
pentru anticorpi, ca şi pentru complexele haptenã-anticorpi.
Soluţia
concentratã de anticorpi se repartizeazã într-un sac
de dializã şi se imerseazã într-un volum cunoscut
de soluţie tampon, la pH 7,4, ce conţine o concentraţie
cunoscutã a haptenei. Haptena liberã difuzeazã prin membranã,
în compartimentul cu anticorpi şi se combinã parţial
cu aceştia. La echilibru, se mãsoarã concentraţia
haptenei libere la exterior, egalã cu concentraţia haptenei
libere din interior. Concentraţia totalã a haptenei în
sacul de dializã este mai mare, deoarece o proporţie a moleculelor
sale este legatã de anticorpi.
Diferenţa
dintre concentraţia iniţialã şi cea finalã
a haptenei, în compartimentul exterior, mãsoarã afinitatea
ei de legare cu anticorpii specifici, în condiţiile unui exces
de molecule haptenice, care favorizeazã disocierea complexelor
antigen-anticorp.
Aviditatea
este un parametru al interacţiunii Ag-Ac, care rezultã din
multivalenţa antigenului. Cele mai multe antigene posedã mai
mult decât un determinant antigenic. De exemplu, celulele bacteriene
sau virionii, dar şi polizaharidele, au pe suprafaţã
un numãr mare de determinanţi antigenici repetitivi. Antigenele
proteice au totdeauna determinanţi antigenici multipli, dar diferiţi.
Antigenele
multivalente leagã un numãr echivalent de molecule de anticorpi.
Energia totalã de legare a epitopilor multipli ai unui antigen,
cu situsurile anticorpilor specifici este mult superioarã comparativ
cu energia separatã a fiecãrei interacţiuni dintre situsul
de combinare şi epitop. Aviditatea caracterizeazã energia
medie de legare a unui antigen multivalent cu anticorpii specifici şi
mãsoarã forţa rezultantã a afinitãţii
dintre epitopii multipli ai unui antigen şi paratopii complementari.
Complexele Ag-Ac formate de antigenele multivalente sunt stabile, disocierea
lor fiind dificilã, deoarece este necesarã ruperea tuturor
legãturilor existente.
Afinitatea
furnizeazã date cu privire la natura fizico-chimicã a reacţiei
Ag-Ac, iar aviditatea este semnificativã pentru antigenele naturale
multivalente.
Afinitatea
şi aviditatea condiţioneazã proprietãţile fiziologice
ale anticorpilor. Cei cu afinitate mare sunt mai eficienţi în
reacţiile biologice: în protecţia antibacterianã
şi antiviralã, în reacţia de precipitare in vitro.
Complexele
Ag-Ac formate de anticorpi cu afinitate micã, persistã în
circulaţie şi se depun pe membrana bazalã a glomerulilor
renali. Complexele formate de anticorpii cu afinitate mare se eliminã
rapid din circulaţie, fãrã efecte defavorabile asupra
funcţiei renale.
Interacţiunea
Ag-Ac este caracterizatã permanent prin formarea şi anularea
diferitelor tipuri de legãturi intermoleculare. In vivo,
probabil toate reacţiile Ag-Ac sunt reversibile, dar reacţiile
secundare, in vitro (aglutinarea, precipitarea), în condiţiile
echilibrului reactanţilor, sunt ireversibile.
BAZELE
MOLECULARE ALE RECTŢIILOR IMUNE ÎNCRUCIŞATE
Trãsãtura
dominantã a reacţiilor Ag-Ac este specificitatea, derivatã
din însãşi caracterul rãspunsului imun. In general,
anticorpii reacţioneazã numai cu antigenul homolog,
adicã antigenul inductor al sintezei lor, dar existã şi
excepţii, când anticorpii unui ser imun reacţioneazã
şi cu antigene heterologe, adicã altele decât cel folosit
la imunizare, dar înrudite chimic cu acesta.
Molecula
de imunoglobulinã, cu o structurã tridimensionalã unicã,
poate sã lege un numãr de determinanţi antigenici diferiţi,
similari ca structurã chimicã cu antigenul inductor sau cu
o structurã chimicã distinctã, dacã epitopul sãu
se potriveşte spaţial, cel puţin cu o zonã limitatã
a situsului de combinare al anticorpului.
Energia
interacţiunii anticorpului cu antigenele heterologe este totdeauna
mai micã. Posibilitatea ca o moleculã de anticorp sã
interacţioneze cu antigene heterologe stã la baza multispecificitãţii
imunoglobulinelor sub aspect molecular şi a reacţiilor încrucişate
sub aspect serologic.
Din
punct de vedere molecular, posibilitatea legãrii unor epitopi diferiţi,
cu un anticorp unic în ceea ce priveşte situsul sãu de
combinare, se explicã prin faptul cã la nivelul subunitãţilor
sale structurale, se leagã epitopi diferiţi, cu dimensiuni
mai mici şi configuraţie complementarã acestora.
Capacitatea
unui situs de combinare al unei molecule de anticorp, de a lega douã
antigene diferite, corespunde reactivitãţii serologice
încrucişate adevãrate. Legarea epitopilor heterologi
se face totdeauna cu afinitate mai micã. Pentru antigenele proteice,
reactivitatea încrucişatã este determinatã de existenţa
unor epitopi asemãnãtori din punct de vedere spaţial,
cu mici diferenţe ale secvenţei de aminoacizi, care induc
uşoare modificãri ale epitopilor. Esenţa reactivitãţii
încrucişate adevãrate este cã situsul moleculei
de anticorp leagã epitopi diferiţi.
O
altã cauzã de ordin molecular a reacţiilor încrucişate
o constituie heterogenitatea configuraţiei spaţiale a situsului
de combinare al moleculelor de anticorpi ale unui ser imun. Heterogenitatea
anticorpilor este consecinţa faptului cã nu existã nici
un antigen care sã aibã un singur epitop. Cea mai simplã
haptenã poate induce sinteza câtorva specificitãţi de
combinare a anticorpilor. Heterogenitatea specificitãţii de
combinare a anticorpilor unui ser imun, mãreşte şansa
unei reacţii cu antigene heterologe.
Din
punct de vedere serologic, capacitatea anticorpilor unui ser imun, cu
diferite specificitãţi de legare, de a reacţiona imunologic
cu antigene heterologe se numeşte reactivitate încrucişatã
de tip II şi reflectã capacitatea unei subpopulaţii
a anticorpilor serici de a lega un antigen heterolog.
Exemple
de reacţii imune încrucişate
Reacţiile
imune încrucişate au fost iniţial detectate pentru serurile
imune faţã de celulele bacteriene, datoritã complexitãţii
antigenice a acestora. Orice celulã bacterianã conţine
un numãr mare de antigene distincte (flagelare, somatice, capsulare,
piliare, fimbriale, etc.). Serul imun specific conţine anticorpi
(în diferite proporţii) faţã de toate categoriile
de antigene celulare, unele fiind comune mai multor linii bacteriene.
La
rândul lor, moleculele mari conţin numeroşi determinanţi
antigenici, unii dintre ei putând fi comuni moleculelor omologe ale
diferitelor specii.
Reacţiile
încrucişate sunt mai frecvente pentru antigenele care au epitopi
de naturã glucidicã, deoarece glucidele realizeazã polimeri
cu configuraţii spaţiale limitate ca diversitate.
Antigenele
heterofile de tip Forssman, de naturã polizaharidicã,
cu o largã distribuţie în lumea vie (om, animale, plante,
microorganisme), se caracterizeazã prin capacitatea lor de a reacţiona
cu un ser imun specific faţã de unul din antigenele grupului.
Antigenele
proteice din surse taxonomice înrudite, dau frecvent reacţii
încrucişate. De exemplu, antiserul faţã de albumina
de ou de gãinã, precipitã albumina din oul de raţã;
albumina sericã bovinã şi cea equinã sau fibrinogenul
uman şi cel bovin reacţioneazã încrucişat cu
serul imun obţinut faţã de una din aceste proteine. Anticorpii
anti-Hbg de cal, sintetizaţi de iepure, reacţioneazã
nu numai cu antigenul specific, dar şi cu Hbg a unor specii înrudite:
zebra, vaca, porcul, însã reacţioneazã foarte puţin
cu Hbg de rozãtoare, de pãsãri, de amfibieni.
Reacţia
Ag-Ac a fost un instrument util pentru determinarea diferenţelor
structurale dintre proteinele omologe, care constau în secvenţa
aminoacizilor. Cu cât douã specii de organisme sunt mai apropiate
filogenetic, cu atât proteinele lor omologe sunt mai asemãnãtoare
şi dau reacţii încrucişate mai intense.
Capacitatea
antigenelor distincte, dar înrudite chimic, de a induce sinteza
anticorpilor care reacţioneazã încrucişat, a creat
complicaţii în tratamentul bolnavilor cu diabet insulino-dependent.
Insulina de origine animalã (porcinã, bovinã, ovinã),
asemãnãtoare cu cea umanã, a determinat la unii pacienţi
aflaţi sub tratament de lungã duratã, sinteza anticorpilor
anti-insulinã, datoritã micilor deosebiri ale secvenţei
aminoacizilor din poziţiile 8, 9, 10. Anticorpii specifici faţã
de insulina unei specii, reacţioneazã cu insulina celorlalte
specii.
| |
|
8 |
9 |
10 |
| |
bovinã |
Ala |
Ser |
Val |
| Insulina |
oaie |
Ala |
Gly |
Val |
| |
cal |
Thr |
Gly |
Ileu
|
| |
porc |
Thr |
Ser |
Ileu
|
Altã
complicaţie a derivat din utilizarea preparatelor de insulinã,
contaminate cu proinsulinã. Insulina este sintetizatã în
celulele B ale insulelor Langerhans, ca preproinsulinã,
care se deosebeşte de proinsulinã printr-o secvenţã
de 20 de aminoacizi la capãtul N. Dupã scindarea acestei secvenţe
rãmâne proinsulina, la care aminoacidul 1 din catena A şi
aminoacidul 30 din catena B, sunt legaţi prin catena C (33 aminoacizi).
Peptidul C are rol în formarea punţilor S-S între catenele
A (21 aminoacizi) şi B (30 aminoacizi).
Injectarea
preparatelor de proinsulinã determinã formarea autoanticorpilor
anti-insulinã. Eliberarea proinsulinei în organism prin liza
celulelor insulare B are acelaşi efect.
Reacţiile
imune încrucişate reciproce sunt frecvente, dar nu obligatorii.
De exemplu, serul imun de iepure anti-albuminã sericã bovinã
precipitã ovalbumina, dar reacţia reciprocã nu are loc.
Reacţii
încrucişate între antigene microbiene şi tisulare.
Serul imun anti-polizaharid capsular de Str. pneumoniae aglutineazã
eritrocitele umane de grup A (a cãror specificitate antigenicã
este conferitã de N-acetil-galactozaminã), iar serul imun
anti E. coli aglutineazã eritrocitele umane de grup B (a
cãror specificitate antigenicã este conferitã de galactozã).
Serurile
imune de la pacienţii cu maladii infecţioase reacţioneazã
cu antigenul microbian omolog, dar uneori, şi cu antigene ale gazdei.
O astfel de reacţie este foarte interesantã, deoarece poate
sta la originea intoleranţei faţã de self, dupã
un proces infecţios. Un exemplu este cazul anticorpilor ce apar
la pacienţii infectaţi cu T. pallidum, care se combinã
cu cardiolipina. Anticorpi reactivi faţã de cardiolipinã
se gãsesc de asemenea, în serul pacienţilor infectaţi
cu M. leprae şi la cei cu lupus eritematos sistemic. Cardiolipina
liberã în circulaţie nu este imunogenã, dar devine
imunogenã dupã asocierea cu învelişul extern de
T. pallidum, ceea ce explicã sinteza anticorpilor la cei
infectaţi, dar lipseşte în celulele de M. leprae.
Reactivitatea
încrucişatã a stat la baza explicaţiei reacţiilor
autoimune care se produc între antigene ale muşchiului cardiac
sau antigene valvulare şi anticorpii anti-proteinã M de Str.
haemoliticus.