Contenu
- Propriétés générales des immunoglobulines
- Fonctions des régions d'immunoglobuline constantes et variables
- IgA
- IgD
- IgE
- IgG
- IgM
- Note sur la diversité des anticorps
Les immunoglobulines, également appelées anticorps, sont des molécules de glycoprotéines qui constituent une partie importante du système immunitaire, responsable de la lutte contre les maladies infectieuses et les "invasions" étrangères de manière plus générale. Souvent abrégés en "Ig", on trouve des anticorps dans le sang et d'autres fluides corporels chez l'homme et d'autres animaux vertébrés. Ils aident à identifier et à détruire les substances étrangères telles que les microbes (par exemple, les bactéries, les parasites protozoaires et les virus).
Les immunoglobulines sont classées en cinq catégories: IgA, IgD, IgE, IgG et IgM. Seules les IgA, les IgG et les IgM sont présentes en quantité significative dans le corps humain, mais elles contribuent toutes de manière importante ou potentiellement importante à la réponse immunitaire humaine.
Propriétés générales des immunoglobulines
Les immunoglobulines sont produites par les lymphocytes B, qui sont une classe de leucocytes (globules blancs). Ce sont des molécules symétriques en forme de Y, composées de deux chaînes longues plus lourdes (H) et de deux chaînes légères plus courtes (L). Schématiquement, la "tige" du Y comprend les deux chaînes L, qui se séparent à peu près à mi-chemin de la base au sommet de la molécule d'immunoglobuline et divergent à un angle d'environ 90 degrés. Les deux chaînes en L courent le long des côtés extérieurs des "bras" du Y ou des portions des chaînes en H situées au-dessus du point de partage. Ainsi, la tige (deux chaînes H) et les deux "bras" (une chaîne H, une chaîne L) sont constitués de deux chaînes parallèles. Les chaînes en L sont de deux types, kappa et lambda. Ces chaînes interagissent toutes les unes avec les autres via des liaisons disulfure (S-S) ou des liaisons hydrogène.
Les immunoglobulines peuvent également être divisées en parties constantes (C) et variables (V). Les parties C dirigent les activités auxquelles participent la totalité ou la plupart des immunoglobulines, tandis que les régions V se lient à des antigènes spécifiques (c'est-à-dire des protéines qui signalent la présence d'une bactérie, d'un virus ou d'une autre molécule ou entité étrangère). Les "bras" des anticorps sont officiellement appelés régions Fab, où "Fab" signifie "fragment de liaison à l'antigène"; la partie V de celle-ci ne comprend que les 110 premiers acides aminés de la région Fab, et non la totalité, car les parties des bras Fab les plus proches du point de ramification du Y sont assez constantes entre différents anticorps et sont considérées comme faisant partie du C Région.
Par analogie, considérons une clé de voiture typique, qui comporte une partie commune à la plupart des clés, quel que soit le véhicule spécifique pour lequel la clé est conçue (par exemple, la partie que vous avez entre les mains lorsque vous l'utilisez) et une partie qui: est spécifique au véhicule en question. La partie poignée peut être assimilée au composant C d'un anticorps et la partie spécialisée au composant V.
Fonctions des régions d'immunoglobuline constantes et variables
La partie du composant C située sous la branche du Y, appelée région Fc, pourrait être considérée comme le cerveau de l'opération anticorps. Peu importe ce que la région V est conçue pour faire dans un type d’anticorps donné, la région C contrôle l’exécution de ses fonctions. La région C des IgG et des IgM est ce qui active la voie du complément, qui est un ensemble de réponses immunitaires non spécifiques "de première ligne de défense" impliquées dans l'inflammation, la phagocytose (dans laquelle des cellules spécialisées engloutissent physiquement des corps étrangers) et la dégradation cellulaire. La région C des IgG se lie à ces phagocytes ainsi qu’aux cellules "tueuses naturelles" (NK); la région C des IgE se lie aux mastocytes, aux basophiles et aux éosinophiles.
En ce qui concerne les particularités de la région V, cette bande hautement variable de la molécule d’immunoglobuline est elle-même divisée en régions hypervariables et régions cadres. La diversité de la raison hypervariable, comme le suggère probablement votre intuition, est responsable de l'étonnante gamme d'antigènes que les immunoglobulines sont capables de reconnaître, dans un style de verrouillage au clavier.
IgA
Les IgA représentent environ 15% des anticorps du système humain, ce qui en fait le deuxième type d'immunoglobuline le plus répandu. Cependant, seulement 6% environ se trouvent dans le sérum sanguin. Dans le sérum, il se trouve sous sa forme monomère, c'est-à-dire sous la forme d'une seule molécule en forme de Y, comme décrit ci-dessus. Dans sa sécrétion à partir de, cependant, il existe sous forme de dimère, ou deux des monomères Y liés ensemble. En fait, la forme dimérique est plus courante car l'IgA est présente dans une grande variété de sécrétions biologiques, notamment le lait, la salive, les larmes et le mucus. Il a tendance à ne pas être spécifique en ce qui concerne les types de présences étrangères qu’il vise. Sa présence sur les membranes muqueuses en fait un porte d'entrée important dans les endroits physiquement vulnérables, ou aux endroits où les microbes pourraient facilement pénétrer plus profondément dans le corps.
L'IgA a une demi-vie de cinq jours. La forme de sécrétion comprend quatre sites au total pour la liaison des antigènes, deux par monomère Y. Celles-ci sont appelées proprement sites de liaison à un épitope, car l'épitope est la partie spécifique de tout envahisseur qui déclenche une réaction immunitaire. Comme il se trouve dans les muqueuses exposées à des taux élevés d’enzymes digestives, l’IgA a un composant sécrétoire qui l’empêche de se dégrader avec ces enzymes.
IgD
L'IgD est la plus rare des cinq classes d'immunoglobulines, représentant environ 0,2% des anticorps sériques, soit environ 1 sur 500. Il s'agit d'un monomère et de deux sites de liaison à un épitope.
L'IgD se trouve attaché à la surface des lymphocytes B en tant que récepteur des cellules B (également appelé sIg), où il est censé contrôler l'activation et la suppression des lymphocytes B en réponse aux signaux des immumoglobulines qui circulent dans le plasma sanguin. L'IgD peut jouer un rôle dans l'élimination active des lymphocytes B en générant des auto-anticorps auto-réactifs. Bien qu'il semble curieux que des anticorps s'attaquent aux cellules qui les fabriquent, cette élimination peut parfois contrôler une réponse immunitaire trop zélée ou mal dirigée, ou extraire les cellules B de la piscine lorsqu'elles sont endommagées et ne plus synthétiser de produits utiles.
En plus de son rôle de récepteur de facto à la surface de la cellule, l'IgD est présent dans une moindre mesure dans le sang et le liquide lymphatique. On pense également chez certaines personnes qu'il réagit avec certaines haptènes (sous-unités antigéniques) sur la pénicilline, ce qui explique probablement pourquoi certaines personnes sont allergiques à cet antibiotique; il peut également réagir de la même manière avec des protéines sanguines ordinaires inoffensives, ce qui entraîne une réponse auto-immune.
IgE
Les IgE ne représentent qu'environ 0,002% des anticorps sériques, soit environ 1/50 000 de toutes les immunoglobulines en circulation. Néanmoins, il joue un rôle vital dans la réponse immunitaire.
Comme les IgD, les IgE sont des monomères et possèdent deux sites de liaison antigéniques, un sur chaque "bras". Il a une courte demi-vie de deux jours. Il est lié aux mastocytes et aux basophiles, qui circulent dans le sang. En tant que tel, il est un médiateur de réactions allergiques. Lorsqu'un antigène se lie à la partie Fab d'une molécule d'IgE liée à un mastocyte, le mastocyte libère de l'histamine dans le sang. Les IgE participent également à la lyse, ou dégradation chimique, des parasites de la variété protozoaire (p. Ex. Amibes et autres envahisseurs unicellulaires ou multicellulaires). Les IgE sont également fabriquées en réponse à la présence d'helminthes (vers parasites) et de certains arthropodes.
Parfois, les IgE jouent également un rôle indirect dans la réponse immunitaire en galvanisant d'autres composants immunitaires. Les IgE peuvent protéger les surfaces muqueuses en initiant une inflammation. Vous pensez peut-être que l'inflammation implique quelque chose d'indésirable, car elle a tendance à causer de la douleur et un gonflement. Mais l'inflammation, parmi ses nombreux autres avantages immunitaires, permet aux IgG, qui sont des protéines des voies du complément, et aux globules blancs de pénétrer dans les tissus pour affronter les envahisseurs.
IgG
L'IgG est l'anticorps dominant dans le corps humain, représentant 85% de toutes les immunoglobulines. Cela tient en partie à sa demi-vie longue, bien que variable, de sept à 23 jours, en fonction de la sous-classe d'IgG en question.
Comme trois des cinq types d'immunoglobuline, l'IgG existe sous forme de monomère. On le trouve principalement dans le sang et la lymphe. Il a la capacité unique de traverser le placenta chez les femmes enceintes, ce qui lui permet de protéger le fœtus et le nouveau-né à naître. Ses activités principales incluent l'amélioration de la phagocytose dans les macrophages (cellules «mangeuses» spécialisées) et les neutrophiles (un autre type de globule blanc); neutraliser les toxines; et inactiver les virus et tuer les bactéries. Cela donne aux IgG une large palette de fonctions, adaptées à un anticorps si répandu dans le système. C'est généralement le deuxième anticorps sur la scène lorsqu'un envahisseur est présent, suivi de près par l'IgM. Sa présence est considérablement accrue dans la réponse anamnestique du corps. "Anamnestic" se traduit par "ne pas oublier", et IgM répond à un envahisseur qu’elle a rencontré auparavant avec un pic immédiat en nombre. Enfin, la partie Fc de l'IgG peut se lier aux cellules NK pour mettre en branle un processus appelé cytotoxicité à médiation cellulaire dépendant des anticorps, ou ADCC, qui peut tuer ou limiter les effets des microbes envahisseurs.
IgM
L'IgM est le colosse des immunoglobulines. Il existe sous forme de pentamètre ou de groupe de cinq monomères d'IgM liés. L'IgM a une demi-vie courte (environ cinq jours) et constitue environ 13 à 15% des anticorps sériques. Il est important de noter que c’est également la première ligne de défense parmi ses quatre frères et sœurs anticorps, la première immunoglobuline produite au cours d’une réponse immunologique typique.
L'IgM étant un pentamère, il possède 10 sites de liaison aux épitopes, ce qui en fait un adversaire redoutable. Ses cinq portions de Fc, comme celles de la plupart des autres immunoglobulines, peuvent activer la voie des protéines du complément, et en tant que "premier répondant", il s'agit du type d'anticorps le plus efficace à cet égard. L'IgM agglutine le matériau envahissant, obligeant les pièces individuelles à se coller pour faciliter le nettoyage du corps. Il favorise également la lyse et la phagocytose des micro-organismes, avec une affinité particulière pour les bactéries d'éviction.
Des formes monomères d'IgM existent et se trouvent principalement à la surface des lymphocytes B en tant que récepteurs ou IgS (comme avec l'IgD). Fait intéressant, le corps a déjà produit des taux d'IgM chez l'adulte à l'âge de neuf mois.
Note sur la diversité des anticorps
Grâce à la très grande variabilité de la partie hypervariable du composant Fab de chacune des cinq immunoglobulines, un nombre astronomique d'anticorps uniques peut être créé pour les cinq classes formelles. À cela s’ajoute le fait que les chaînes L et H entrent également dans un certain nombre d’isotypes, ou chaînes qui sont superficiellement identiques, mais qui contiennent des acides aminés différents. En fait, il existe 45 gènes différents de la chaîne "kappa", 34 gènes de la chaîne "lambda" et 90 gènes de la chaîne H, pour un total de 177, ce qui a généré plus de trois millions de combinaisons uniques de gènes.
Cela a du sens du point de vue de l'évolution et de la survie. Le système immunitaire doit non seulement être prêt à faire face aux envahisseurs qu’il "connaît" déjà, mais il doit également être prêt à réagir de manière optimale aux envahisseurs qu’il n’a jamais vus ou, en fait, qui sont de nature nouvelle, comme comme les virus de la grippe qui ont évolué par mutations. L'interaction hôte-envahisseur dans le temps et entre espèces microbiennes et vertébrées n'est en réalité qu'une "course aux armements" interminable et continue.