Immune Globulins - Chapter 4 - PDF
Document Details
Uploaded by SensitiveBrown
المدرسة العليا للأساتذة بالأغواط
د. ف.ز. ناجي
Tags
Summary
This document details the immune globulins (immunoglobulins) for third-year students. It examines their structure, different types (including IgG, IgA, IgM, IgD, and IgE), and key functions. This chapter is part of a broader immunology course.
Full Transcript
إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط الفـصل -IVالغلوبـولينات المـناعية Immunoglobulins أو األضداد ( )Antibodiesمن الناحية الغلوبولينات المناعية أو األجسام المضادة ال...
إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط الفـصل -IVالغلوبـولينات المـناعية Immunoglobulins أو األضداد ( )Antibodiesمن الناحية الغلوبولينات المناعية أو األجسام المضادة الكيميائية هي عبارة عن بروتينات سكرية Glycoproteinsذوابة في بالزما الدم تنتجها البائيات المنشطة والمتحولة إلى خاليا البالزما ،حيث تفرز من الجسم كاستجابة نوعية (مناعة خلطية) لوجود المستضدات . يُرمز لها ِبـ "." Ig تتفاعل بصورة نوعية مع المستضد الذي نبه الجهاز المناعي على إفرازها. تتواجد في معظم سوائل الجسم (المصل؛ اللعاب؛ الدمع وغيرها.)..... تشكل % 20من بروتينات بالزما الدم. عند إجراء الرحالن الكهربائي electrophoresisلبروتينات البالزما؛ تقع الغلوبولينات المناعية في الجزء غاما ( )γغلوبولين )globulins (γو بدرجة أقل في الجزء بيتا ()β غلوبولين. الشكل - -27توضع الغلوبولينات المناعية بطريقة الرحالن الكهربائي. ارتباط الجسم المضاد مع المستضد النوعي له يساعد في التخلص من المستضد إما بابتالعه من قبل البالعات أو بجملة المتممة عن طريق معقد مهاجمة الغشاء CAMأو بواسطة التسمم الخلوي المعتمد على الجسم المضاد .ADCC 1 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط قسمت الغلوبولينات المناعية عند اإلنسان إلى خمسة ( )5صفوف رئيسية IgG، IgA، : IgM، IgDو . IgE -Iبنية الغلوبولينات المناعيةStructure of Immunoglobulins الغلوبولينات المناعية رغم تنوعها فهي مكونة من ذراعين متغيرين وذيل ثابت التركيب أي يأخذ جزيء الغلوبولين المناعي شكل حرف Yوهو ذو بنية متناظرة. يتكون الجزيء من أربع سالسل عديدة الببتيد ،اثنان طويلة ومتطابقة بينما االثنين اآلخريتين متطابقة لكنهما قصيرة. السالسل الطويلة تعرف بالسالسل الثقيلة Heavy-chainsيُرمز لها بـ " " Hوالسالسل القصيرة تعرف بالسالسل الخفيفة Light -chainsيُرمز لها بـ"." L كل من السالسل تمسك معا عن طريق روابط ثنائية الكبريت Disulfide bondsيُرمز لها بـ ( )-s-s-عددها بين 15 -1بين السالسل الثقيلة " " H- Hورابطة واحدة فقط بين السالسل الثقيلة والخفيفة " "H- Lوعملها يكون مثل عمل المغناطيس. يوجد أيضا روابط كبريتية مزدوجة ( )-s-s-داخل سلسلية وهي أقوى من الروابط بين سلسلية حيث يوجد رابطتان منها في السالسل الخفيفة بينما تملك السالسل الثقيلة غاما (،)γ الفا ، αدلتا ( )δالبشرية أربعة روابط و السالسل الثقيلة ميو ()μو أبسيلون ( )εالبشرية خمسة روابط . تتألف كل سلسلة من السالسل األربعة من منطقة ثابتة Constant regionيُرمز لها بـ " " Cوتنتهي بمجموعة كربو كسيل ( )COOHومنطقة متغيرة Variable regionيُرمز لها بـ " " Vوتنتهي بمجموعة أمين (( )NH2الشكل .)28 2 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط -I-1بنية السالسل الخفيفة وزنها الجزيئي هو 23000دالتون تقريبا. تتكون من 220-200حمض أميني. تتألف كل سلسلة خفيفة من جزء ثابت و جزء متغير يوجد نوعان منها إما من نوع كابا ( )kأو المبدا ( )λوذلك حسب تسلسالت األحماض االمينية في المنطقة الثابتة من السلسلة الخفيفة. -I-2بنية السالسل الثقيلة وزنها الجزيئي يساوي تقريبا ضعف الوزن الجزيء للسلسلة الخفيفة 45000دالتون. تتركب من حوالي ضعف عدد الحموض االمينية أي 446-400حمضا أمينيا. تتألف كل سلسلة ثقيلة من جزء ثابت و جزء متغير 3 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط تتميز بوجود 5أنماط متناظرة مختلفة مستضديا من السالسل الثقيلة تسمح بتحديد 5 صفوف من الغلوبولينات المناعية وهي ׃ غاما ( )γلل ،IgGالفا αللـ ،IgAميو ()μ للـ ،IgMدلتا ( )δللـ IgDو أبسيلون ( )εللـ IgEوهذا التقسيم يكون حسب تسلسالت األحماض االمينية في المنطقة الثابتة من السلسلة الثقيلة. تقسم انواع السلسلة الثقيلة الى تحت انواع ،مما ينتج عنه انواعا فرعية لصفوف االضداد الرئيسية مثل׃ -يوجد أربعة تحت أنواع للسلسلة غاما 4γ، 3γ ،2γ 1γوالتي تعطي (IgG1، IgG2، IgG3و .)IgG4 -يوجد تحت نوعين من السلسلة ألفا αوهما α1و α2تعطيان ( IgA1و .)IgA2 -يوجد تحت نوعين من السلسلة ميو وهما μ 2و 1μو تعطيان( IgM1و .)IgM2 -ال يوجد انواع فرعية للـ IgDو IgEأي ال يوجد تحت أنواع لدلتا ( )δو أبسيلون ()ε -I-3المنطقة الثابتة Constant region هي المنطقة التي يكون فيها ترتيب األحماض االمينية ثابت ومتماثل في جميع األجسام المضادة من نوع واحد. تشكل حوالي ½ السلسلة الخفيفة أي ما يعادل حقل ثابت واحد Light chain constant " domain " CL ¾ السلسلة الثقيلة لل IgG، IgA، IgDأي ثالثة حقول ثابتة CH3 + CH2 + CH1 وتشكل و 5/4السلسلة الثقيلة للـ IgMو IgEأي أربعة حقول ثابتة CH3 + CH2 + CH1 + CH4 هي المنطقة التي يتم فيها تعامل الجسم المضاد مع عناصر الجهاز المناعي األخرى حيث يحوي المجال CH3لل IgGعلى منطقة االرتباط مع مستقبالت الجزء المتبلورreceptors Fcالموجودة على السطح الغشائي للعدالت والماكروفاج.بينما يحوي المجال CH2للـIgM و IgGعلى منطقة تثبيت وتنشيط المتمم. -I-4المنطقة المتغيرة Variable region 4 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط هي المنطقة التي يكون فيها تسلسل األحماض االمينية غير ثابت للسالسل الخفيفة وكذلك األمر بالنسبة للسالسل الثقيلة وذلك حسب التخصص المستضدي للجسم المضاد. تمثل النهلية الطرفية لهذه المنطقة منطقة االرتباط باالنتيجين site Antigen Bindingو تمتاز هذه المنطقة بالتخصصية تمثل حقل واحد متغير في السلسلة الخفيفة وكذلك حقل واحد متغير أيضا في السلسلة الثقيلة تشكل حوالي ½ السلسلة الخفيفة اي ما يعادل حقل متغير واحد Light chain variable " domain " V L وتشكل ¼ السلسلة الثقيلة لل IgG، IgA، IgDأي حقل متغير واحد" "V H و 5/1السلسلة الثقيلة للـ IgMو . IgE -I-5منطقة االرتباط بالمستضد Site Antigen Binding تشكل منطقة االرتباط بالمستضد (المنطقة الفعالة للغلوبولين) النهايتان الطرفيتان (10-5 أحماض امينية) للسلسلتين الخفيفتين والثقيلتين معا (.)VH + VL تحتوي األجسام المضادة من نوع IgG، IgDو IgEعلى منطقتين متطابقتين لالرتباط بالمستضد يحتوي الجسم المضاد IgAعلى اربعة مناطق. و IgMعلى عشرة مناطق متطابقة. -I-6منطقة االتصال أو المفصلة Hinge Region متواجدة في المنطقة الثابتة من السالسل الثقيلة موجودة بين المجالين CH2و CH1من للسلسلة الثقيلة أو بمعنى آخر هي المنطقة التي تربط القطعتان Fabو القطعة Fcوترتبط بواسطتها السلسلتين الثقيلتين. متواجدة في جميع األجسام المضادة ماعدا الصف . IgM هي المنطقة األكثر مرونة من المناطق األخرى الحتوائها على عدد كبير من جزيئات البرولين ( )Prolineبالتالي تسمح لجزيء الغلوبولين المناعي بتغيير شكله للقيام بالوظائف المختلفة. 5 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط هي المنطقة األكثر عرضة للهجوم اإلنزيمي ( Papainالبابائين و Pepsinالببسين) التي تجزيء الجسم المضاد إلى ثالثة أجزاء (جزآن متطابقان Fabوجزء .( Fc -I -7البنيات الالمناعية الملحقة بالغلوبولينات المناعية يوجد ثالث تراكيب المناعية ملحقة بجزيئات الغلوبولينات المناعية وهي׃ -السلسلة " J " Joining׃ هي سلسلة ذات طبيعة ببتيدية ،تنتجها الخاليا البالسمية وهي موجودة بشكل طبيعي في كل األجسام المضادة المتكونة من أكثر من وحدة أساسية مثل ׃ IgMو ( IgAأي المسؤولة عن اتحاد جزيئتي IgAاإلفرازية و اتحاد الجزيئات الخمسة لل.) IgM -القطعة اإلفرازية أو المكون اإلفرازي ׃ وهو عديد ببتيد ،نجده في البنية التركيبية لـجزيئة IgAاإلفرازية ،تصنعه الخاليا الطالئية.للمكون إلفرازي االزدواجية الوظيفية بحيث يؤمن مرور IgAإلى الغشاء المخاطي من جهة و يحميه من التفكيك والتصدع مؤمِّنا له مقاومة جيدة لألنزيمات الحالّة المتواجد معها في الوسط من جهة أخرى. -وحدات سكرية ׃ توجد على السالسل الثقيلة خاصة ،يبقى دورها غامضا ،ربما تكون ضرورية إلفراز الغلوبولينات المناعية من طرف الخاليا البالسمية. -IIالوظائف األساسية لجزيء الغلوبولين المناعي تتمثل أهم الوظائف األساسية للغلوبولينات المناعية في ׃ القدرة العالية على التعرف واالرتباط بشكل نوعي مع المستضدات حيث يرتبط كل ضد بمحدد مستضدي وحيد. تعزيز البلعمة الخلوية (التهيئة للبلعمة) Opsonisation׃ التصاق الجسم المضاد ()IgG بالمستضد مكونا معقدا مناعيا (ضد -مستضد) ثم ارتباطه بمستقبالت الجزء المتبلور للجسم المضاد الموجودة على سطح البالعات يسهل بلعمته . تثبيت و تنشيط جملة المتممة ( IgMو . )IgG القدرة على عبور المشيمة ()IgG 6 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط معادلة السموم Neutralization׃ محاولة االرتباط والتفاعل مع التوكسينات لتسهيل بلعمتها و ابطال مفعولها ( IgMو . )IgG معادلة الفيروسات ׃ ارتباط األجسام المضادة بالبروتينات السكرية الموجودة على الغالف الفيروسي يبطل مفعولها ( IgMو . )IgG التراص Agglutination׃ القدرة على رص وتكتل العوامل الغريبة من طرف ( IgMو . )IgG الترسيب Precipitation׃ التفاعل مع المستضدات لترسيبها من طرف ( IgMو .)IgG تحفيز قتل الميكروبات بواسطة السمية الخلوية المعتمدة على األضداد ( IgMو IgGو )IgE . تفاعالت فرط الحساسية ׃ يؤدي ارتباط الجسم المضاد IgEبمادة مولدة للحساسية إلى تشكل المعقد ( )IgE-allergenالذي عند ارتباطه بالخاليا الصارية أو القاعدية يحثها على اطالق وسائط التحسس مثل الهيستامين. -II-1تفكيك جزيئة الغلوبولين 7 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط إذا تمت تجزئة جزيئة الغلوبولين بوساطة اإلنزيمات الحالة للبروتين Proteolitic enzyme مثل Papainالبابائين و Pepsinالببسين في الرابطة البيبتيدية (منطقة االتصال) فإنها تتصدع إلى ثالثة شدفات أو قطع Fragmentsوهي القطعتين المتطابقتين Fabو القطعة Fcكما هو موضح في الشكل 29׃ -1-1بنية ووظيفة الجزء القابل للتبلور(Fc) Fragment crystalizable يمثل تقريبا نصف كل سلسلة ثقيلة في جزيء الغلوبولين المناعي. يحتوي على األطراف الكربوكسيلية أي المجالين CH2و CH3للمنطقة الثابتة من السلسلة الثقيلة. ليست المسؤولة عن الفاعلية الضدية وهي القطعة التي تحدد الوظائف الحيوية للغلوبولين المناعي مع العناصر األخرى. أهم وظائف هذه المنطقة ׃ -نقل الجسم المضاد IgGعبر الحاجز المشيمي للجنين. -االرتباط مع المتمم في منطقة تنشيط المتمم عند المجال CH2بالنسبة لل( IgMو .)IgG -التثبت بالخاليا البالعة و الخاليا NKفي ظاهرة ADCCعند المجال CH3بالنسبة للجسم المضاد .IgG -االرتباط بمستقبالت النوع IgEعلى سطح الخاليا الصارية عند المجال . CH4 -1-2بنية ووظيفة جزء Fabأو قطعة االرتباط بالمستضـد Fragment antigen binding׃ يمثل وحدة كاملة للسلسلتين الخفيفتين و نصف كل سلسلة ثقيلة (أي ما يعادل منطقة متغيرة VHوالمجال CH1للمنطقة الثابتة من السلسلة الثقيلة). وهي األجزاء التي تحتوي على منطقة االرتباط بالمستضد أي هي المسؤولة عن االرتباط بالمستضد لجزيء الغلوبولين المناعي. 8 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط الشكل -29-تفكيك جزيء IgGبواسطة األنزيمات -II-2الوظائف الحيوية لمجاالت جزيء الغلوبولين المناعي تحتوي الغلوبولينات المناعية على مناطق وظيفية مختلفة تنتظم في مجاالت ثابتة ومتغيرة تم ذكرها في العناوين السابقة. الشكل الموالي يلخص أهم الوظائف الحيوية لجزيء .IgG 9 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط - IIIتصنيف الغلوبولينات المناعية تصنف الغلوبولينات المناعية اعتمادا على االختالفات في ترتيب األحماض االمينية في السلسلة الثقيلة إلى 5صفوف رئيسية بحيث يتمتع كل نوع من هذه الغلوبولينات عند البشر على خصائص فيزيائية ،كيميائية وفيسيولوجية خاصة به (الشكل .)31 10 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط -III -1الغلوبولينات المناعية )G (IgG هو النوع األكثر وفرة حيث يشكل حوالي 70إلى % 80من مجمل األجسام - المضادة. -وزنه الجزيئي 150كيلو دالتون. -يتواجد في الدم أساسا والجهاز الليمفاوي واألمعاء. -يتكون من وحدة أساسية واحدة ( Monomerمن سلسلتين خفيفتين وسلسلتين ثقيلتين) (الشكل .)32 -يحتوي على منطقتين متطابقتين لالرتباط بالمستضد فانه ثنائي التكافؤ Divalent -تتراوح فترة حياته من أسابيع قليلة إلى سنوات عديدة. 11 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط -يوجد 4تحت أصناف فرعية وهي ׃ )IgG1 (%66)، IgG2 (%23)، IgG3 (%7و IgG4 )(%3وهذا اعتمادا على نوع الرابطة الكبريتية وكذلك على خاصية االرتباط بالبالعات والمتمم. -له القدرة الفائقة على االنتشار بين األنسجة. -وهو الوحيد القادر على اختراق المشيمة وحماية الجنين ضد الميكروبات وهذا يعود لحجمه الصغير و لكفاءته. -من بين وظائفه ׃ تنشيط المتممة ،الطهاية ،معادلة السموم ،التراص وترسيب المستضدات والتسميم الخلوي المعتمد على االضداد . ADCC -III -2الغلوبولينات المناعية)A (IgA يشكل حوالي % 13من مجموع الغلوبولينات المناعية في الدم. - -يوجد نوعان منه احدهما مصلي Serum IgAويكون على شكل أحادي الجزيئة ،Monomerوزنه الجزيئي 170كيلو دالتون و فيه نوعين فرعيين هما IgA1: )(%93و )IgA2(7%وهذا يعود لتغيرات السلسلة الثقيلة ،αواآلخر إفرازي SIgA او ،Secretory IgAيفرز من طرف خاليا البالزما المتوضعة في المخاطية. 12 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط -وزنه الجزيئي 400كيلو دالتون ويكون فقط على شكل ثنائي الجزيئة Dimerأي 4 سالسل خفيفة و 4سالسل ثقيلة وسلسلة رابطة Jو الجزء اإلفرازي الذي يحمي IgA من التفكيك أو الهجوم اإلنزيمي (الشكل .)33 -النوع اإلفرازي متواجد بتراكيز عالية في األغشية المخاطية ،وهو الغلوبولين المناعي الرئيسي في اإلفرازات كاللعاب والدموع وفي اإلفرازات التنفسية ،المعوية والتناسلية ومتوفر أيضا في حليب األم فهو يحمي األغشية المخاطية من مهاجمة الجراثيم والفيروسات برصها ومنع التصاقها بالمخاط. - III -3الغلوبولينات المناعية )M (IgM يمثل حوالي % 9من الغلوبولينات المناعية المتواجدة في الدم. - -يعتبر الغلوبولين المناعي األكبر حجما و وزنه الجزيئي 900كيلو دالتون. -يتشكل من خمسة وحدات أساسية Pentamer (10سالسل خفيفة و 10سالسل ثقيلة وسلسلة رابطة ( Jالشكل .)43 -أول األضداد المنتجة في العدوى األولية. -يحتوي على 10مواقع لالرتباط بالمستضد.يعتبر األكثر شراهة و اقوي الغلوبولينات في تراص وترسيب المستضدات وأيضا في تثبيت المتممة حيث يمكنه أن يشمل مواقعه الرابطة العشرة عند تفاعله مع المستضد. 13 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط -وهو مهم في الدفاع ضد الجراثيم والفيروسات. يتواجد IgMايضا على شكل جزيئة احادية على سطح الخاليا البائية يعمل كمستقبل - مناعي. - III -4الغلوبولينات المناعية )D (IgD -يمثل نسبة ضئيلة من األجسام المضادة في المصل حوالي % 0.2 -وزنه الجزيئي 180كيلو دالتون. -أحادي الجزيء ( Monomerالشكل .)35 -لم يحدد دوره بصورة طبيعية إلى غاية اآلن إال انه يعمل كمستقبل للتعرف على المستضد للخاليا البائية ( )Bcrالموجود في الدم الحبلي. 14 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط - III -5الغلوبولينات المناعية )E (IgE يوجد في المصل بنسبة قليلة جدا حوالي % 0.004فقط من مجموع الغلوبولينات - المناعية في الدم. وزنه الجزيئي 190كيلو دالتون. - يتكون من وحدة أساسية واحدة ( Monomerالشكل .)36 - تحتوي المنطقة الثابتة للسلسلة الثقيلة في IgEكما في IgMعلى مجال رابع - ( )CH4له القدرة على االرتباط مع مستقبالت خاصة Rfcεعلى سطح الخاليا الصارية و بمتعددات النوى القاعدية. للجسم المضاد IgEوظيفتان أساسيتان ׃ له دور في تفاعالت فرط الحساسية الفوري حيث يؤدي ارتباط الجسم المضاد IgE - بمادة مولدة للحساسية ( )IgE-allergenإلى تحرير وسائط التحسس كالهيستامين وينتج عن ذلك ظهور أعراض فرط الحساسية. له أيضا دور في المناعة ضد بعض الطفيليات متعددة الخاليا حيث يؤدي تثبت IgE - على جسم الطفيلي إلى تفعيل متعددات النوى الحامضية وتحرير بروتينات سامة محللة للطفيلي بطريقة .ADCC 15 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط جدول يلخص أهم مميزات الغلوبولينات المناعية 16 إعداد :د.ف.ز.ناجي دروس الفصل IVعلم المناعة لطلبة السنة 3ع.ط /.المدرسة العليا لألساتذة باالغواط 17