Immunoglobuline

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Immunoglobulinen (afgekort Ig), ook antistoffen of antilichamen genoemd, zijn eiwitten die door de mens en andere gewervelde dieren worden geproduceerd als reactie op antigenen. Dat zijn lichaamsvreemde stoffen zoals virussen, bacteriën of grotere moleculen. Doordat de antilichamen zich aan de lichaamsvreemde stoffen binden, kunnen deze onschadelijk worden gemaakt.

Sommige antilichamen komen als losse moleculen voor in het bloed en ander lichaamsvocht. Andere zitten vast aan witte bloedcellen en fungeren als een zintuig van de betreffende cel.

Als het antigeen in contact komt met de passende B-cel wordt deze gestimuleerd om zich te delen en grote hoeveelheden antilichamen te produceren. De antilichamen komen vervolgens terecht in het bloed en in de extracellulaire vloeistof van de weefsels. Naast de antilichaamproducerende Plasmacellen ontstaan ook geheugencellen, de B-geheugencellen. De laatste blijven jaren in het lichaam aanwezig voor het geval het antigeen nog eens terugkomt. Door dit mechanisme kan het lichaam zich binnen redelijke tijd tegen allerlei antigenen weren, zonder dat alle antigenen continu voorhanden hoeven te zijn. Zie ook vaccinatie.

Immunoglobulinen behoren tot de globulinefractie van het bloed en vormen een belangrijk onderdeel van het immuunsysteem.

Basis-ketenstructuur van immunoglobulinen. N is het amino uiteinde en C is het carboxy uiteinde van de keten. Rood zijn de disulfidebruggen.

Algemene bouw van immunoglobulinen[bewerken]

Een antistof bestaat uit twee identieke zware en twee identieke lichte aminozuurketens die samengehouden worden door covalente (zwavelbruggen) en niet-covalente bindingen (waterstofbruggen, ionaire bindingen, vanderwaalskrachten en hydrofobe pakking). Bij elk van deze ketens is er een onveranderlijk (constant) deel, en een veranderlijk (variabel) deel. Het constante deel staat in voor de stabiliteit en de interactie met lichaamseigen receptoren op (immuun)cellen. Het variabele deel (CDR 1+2+3) bindt het antigeen.

Door middel van enzymen kan het molecule een antistof in drie delen worden gesplitst: twee Fab fragmenten (dit zijn de antigen-bindende delen) en een Fc-deel. De Fab fragmenten bestaan uit de lichte en een deel van de zware keten. Het Fc-deel bestaat uit een deel van beide zware ketens.

Basis voor variatie[bewerken]

De genen voor immunoglobulinen worden onderverdeeld in V-, D- en J-segmenten. Van elk van deze segmenten is een aantal verschillende exemplaren aanwezig in het genoom. Zo zijn er in mensen voor de zware keten al ruim 50 V-segmenten, 25 D-segmenten en 6 J-segmenten bekend. Van elke soort wordt per B-cel (en dus per immunoglobuline) één gen uitgekozen door enzymen (RAG-1 en RAG-2) om een zware keten mee te vormen. Samen met de gecombineerde genen voor de lichte keten (uit verschillende V- en J-segmenten) vormt dit de basis voor de grote variatie aan immunoglobulinen. Dit wordt recombinatie genoemd en zorgt voor ongeveer 2,5*10^5 mogelijkheden voor het vormen van een immunoglobulinemolecuul. Verdere variatie wordt verkregen door onder andere insertie en deletie van nucleotiden. Daardoor ontstaan er uiteindelijk zo'n 10^11 mogelijkheden voor een uniek immunoglobuline. Immunoglobulinen maken zichzelf bovendien na interactie met hun antigeen nog beter passend.

Een bepaalde B-cel maakt dus maar één soort immunoglobuline die steeds hetzelfde opgebouwd is. Omdat er twee chromosomen zijn, wordt er daarvan per B-cel eentje uitgezet, om te voorkomen dat één B-cel twee verschillende soorten immunoglobulinen maakt. Dit wordt allelische exclusie genoemd.

Types[bewerken]

Verschillende types immunoglobuline

Er bestaan verschillende vormen: immunoglobuline M (IgM), G (IgG), A (IgA), E (IgE), en D (IgD). Ze worden allemaal gemaakt door B-lymfocyten, maar onder verschillende omstandigheden. Een jonge B-cel produceert in principe IgM en IgD. Na activatie door een T-helpercel ondergaat hij een proces dat class switching wordt genoemd en produceert hij IgA, IgG of IgE. Bij de class switching verandert het constante gedeelte van de keten van de immunoglobuline en niet het variabele gedeelte waaraan het antigeen bindt. Class switching zorgt er dus niet voor dat de B-cel ineens antistof tegen een ander antigeen gaat produceren. Bij class switching vindt deletie van genetisch materiaal plaats, dit is dus onomkeerbaar.

IgG[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Immunoglobuline G voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Moleculaire oppervlak van IgG

IgG wordt aangemaakt bij grotere hoeveelheden of bij een herhaald contact met het antigeen. Het IgG-molecuul kan beschouwd worden als een typische antistof. Binnen de lichte keten bevinden zich twee disulfidebruggen, één in het variabele gebied en één in het constante gebied. Er zijn vier van deze bruggen in de zware (γ-)keten, die twee keer zo lang is als de lichte keten. Elke disulfideverbinding vormt een peptidelus van 60 tot 70 aminozuurresiduen; als de aminozuursequenties van deze lussen vergeleken worden, valt een grote mate van homologie op. Dit houdt in dat elke immunoglobuline-peptideketen uit series van globulaire gebieden bestaat met een zeer gelijksoortige secundaire en tertiaire structuur (plooiing). IgG is onder te verdelen in 4 subklassen: IgG1, IgG2, IgG3 en IgG4. De 4 subklassen van humaan IgG verschillen weinig van elkaar in de aminozuursequentie. IgG kan door de placenta van de zwangere vrouw bij de foetus terechtkomen en zorgt in de eerste zes maanden voor de afweer van de baby.

IgM[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Immunoglobuline M voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Basis structuur IgM.

Humaan IgM is normaal gesproken een pentameer van de vier-keten-basiseenheid. De μ-ketens van IgM verschillen van de γ-ketens in de aminozuursequentie en hebben een extra constant domein in plaats van het IgG-scharnier. De subeenheden van het pentameer zijn verbonden door disulfidebruggen. Het complete molecuul bestaat uit een dicht opeen gepakt centraal gebied met uitstekende armen. Dit is zichtbaar met elektronenmicroscopie. IgM is bij een infectie vaak het eerst geproduceerde antistof dat later wordt 'afgelost' door IgG, en is met zijn tien bindingsplaatsen een uitstekende immunoglobuline voor het wegvangen van antigenen.

IgA[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Immunoglobuline A voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

IgA zit vooral in de lichaamssecreten. De aminozuurresiduen zijn onderverdeeld in vier domeinen. Een kenmerk dat gedeeld wordt met IgM is een additioneel peptide van 18 residuen. Hiermee kan een extra keten covalent gebonden worden zodat een dimeer ontstaat. IgA wordt vooral gevonden in de maag, darmen, speeksel en melk.

IgD[bewerken]

Minder dan 1% van het totale immunoglobuline in serum is IgD. Het eiwit is gevoeliger voor proteolyse dan IgG1, IgG2, IgA en IgM en heeft de neiging tot spontane proteolyse.

IgE[bewerken]

IgE zit op de slijmvliezen en zit meestal met zijn Fc-gedeelte vast op de Fc-receptor van basofiele granulocyten, die histamine vrijlaten bij binding aan antigeen. Dit is ook de oorzaak van allergische reacties, die gekenmerkt worden door bijvoorbeeld rode ogen en een rode neus vanwege de vasodilatieve (vaatverwijdende) werking van histamines. Tegen het overdreven vrijlaten van histamine kan men anti-allergische middelen (zogenaamde anti-histaminica) nemen die de werking van histamine tegengaan.

Werking[bewerken]

Immunoglobulinen binden aan een epitoop van het antigeen. Dit kan verschillende effecten hebben:

  • Neutralisatie. Dit betekent dat de antistoffen aan bepaalde gedeeltes van het antigeen binden, waardoor het antigeen geen interacties met cellen of moleculen meer aan kan gaan. Het antigeen verliest hierdoor zijn werking. Dit gebeurt onder meer bij gifstoffen (bijvoorbeeld geproduceerd door bacteriën, zogenaamde exotoxines) of virussen.
  • Opsonisatie. Door omringen van antigeen met antistoffen wordt fagocytose (het als het ware opeten van cellen) vergemakkelijkt. Dit komt doordat fagocyterende cellen receptoren bezitten voor het constante deel van immunoglobuline (Fc-receptoren).
  • Het complementsysteem wordt geactiveerd door het Fc-gedeelte. Dit leidt tot verbetering van de opsonisatie, omdat fagocyterende cellen ook complementreceptoren bezitten. Hierdoor wordt fagocytose nog verder vergemakkelijkt. Ook kan het binden van complement leiden tot directe vernietiging van het antigeen.
  • Celgemedieerde cytotoxiciteit die afhankelijk is van antistoffen. Dit is ook wel bekend onder de Engelse afkorting ADCC, die staat voor antibody dependent cell-mediated cytotoxicity. Dit is vernietiging van het antigeen door NK-cellen. Deze cellen bezitten ook Fc-receptoren en door binding aan antistoffen geven zij bepaalde stoffen af die het antigeen doden.

Immunoglobulinen komen zowel vrij in het cytoplasma voor als gebonden aan hun B-cel als B-celreceptor (waarmee ze tegelijkertijd voor antigeen-presenterende cel spelen).

Immunoglobulinen bepalen in een geneeskundig laboratorium[bewerken]

In een geneeskundig laboratorium kan de hoeveelheid van de verschillende immunoglobulinen bepaald worden.

IgG[bewerken]

IgG is de grootste fractie van de immunoglobulinen in het menselijk lichaam. Er zijn 4 sub klassen, IgG1,IgG2, IgG3 en IgG4. Deze subklassen hebben verschillende biologische eigenschappen. Zo verschillen de subklassen in hun capaciteit het complement systeem te activeren. IgG1 en IgG3 kunnen dit wel goed, IgG2 en IgG4 in mindere mate of niet, respectievelijk. Verhoogde gehaltes van subklassen kunnen voorkomen bij chronische ontstekingen, auto-immuunziekten en infecties, of bij multiple myeloom of B-cellymfoom. Een voorbeeld hiervan is IgG4-gerelateerde ziekte.

IgM[bewerken]

Een verhoging van IgM komt voor bij infecties, leveraandoeningen, ziekte van Waldenström, of bij een IgM plasmacytoom. Matige verhogingen kunnen ook voorkomen bij lymfoproliferatieve ziekten, auto-immuunziekten en carcinomen.

IgA[bewerken]

De belangrijkste functie van IgA is het beschermen van het lichaam tegen binnendringen van allerlei ziekteverwekkers door de aanwezigheid in traanvocht, colostrum, gal en van de klieren van lucht- en urine wegen en tractus digestivus. In het geneeskundig laboratorium kan de hoeveelheid IgA bepaald worden om een eventuele IgA deficiëntie aan te tonen. Dit is van interesse omdat deze mensen een grotere kans hebben op reumatische en infectieuze aandoeningen, of een vergrote kans op anti- IgA dat problemen kan geven bij transfusie van bloedproducten. In bloed kunnen verhogingen van IgA gevonden worden na infecties, verhogingen van IgA bij mensen met acute of chronische leukemiën, solide tumoren en auto-immuunziekten of bij een monoklonale gammopathie, non-hodgkin lymfomen en bepaalde vormen van amyloidose.

Zie ook[bewerken]

Externe links[bewerken]