Imunoglobulinų klasės ir su amžiumi susijusi jų dinamika

Žmogaus imunoglobulinai yra gana heterogeniški ir suskirstyti į 5 klases ir keletą poklasių. Jie aptinkami kraujyje skirtingu amžiumi ir skirtingu metu pasiekia suaugusiesiems būdingas koncentracijas.

Įprasta išskirti 5 imunoglobulinų klases: A, M, G, E, D. Kiekviena imunoglobulinų klasė skiriasi tiek molekuline mase, tiek sedimentacijos koeficientu, tiek dalyvavimu imuninėse reakcijose. Imunoglobulinų kiekis yra vienas iš svarbių imuniteto humoralinio ryšio rodiklių.

Pagrindinės skirtingų klasių imunoglobulinų savybės

Indikatorius	IgG	IgA	IgM	IgD	IgE
Molekulinė forma	Monomeras	Monomeras ir dimeras	Pentameras	Monomeras	Monomeras
Poklasių skaičius	4	2	2	-	-
Molekulinė masė, daltonai	150 000	160 000 – monomeras	950 000	175 000	190 000
Visų serumo ID procentinė dalis	75–85	7–15	5–10	0,3	0,003
Pusėjimo trukmė, dienos	23	6	5	3	2
Antikūnų valentingumas	2	2	5 arba 10	2	2
Transplacentinis praėjimas	+	-	-	-	-
Dalyvavimas opsonizacijoje	+	+	+	-	-
Komplemento fiksacija	+	+	+	-	-

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Imunoglobulinas G

Imunoglobulino G sudėtyje yra antikūnų, kurie atlieka pagrindinį vaidmenį apsaugant nuo daugelio virusinių (tymų, raupų, pasiutligės ir kt.) ir bakterinių infekcijų, kurias daugiausia sukelia gramteigiami mikroorganizmai, taip pat stabligės ir maliarijos, antirezusinių hemolizinų, antitoksinų (difterijos, stafilokokų ir kt.). IgG antikūnai turi destruktyvų poveikį komplemento, opsonizacijos, fagocitozės aktyvacijos pagalba ir turi virusus neutralizuojančią savybę. Imunoglobulino G subfrakcijos ir jų santykiai gali būti nustatomi ne tik pagal antigeninio stimulo (infekcijos) specifiškumą, bet ir būti nepilnos imunologinės kompetencijos įrodymu. Taigi, imunoglobulino G2 trūkumas gali būti susijęs su imunoglobulino A trūkumu, o imunoglobulino G4 koncentracijos padidėjimas daugeliui vaikų atspindi atopinio polinkio ar atopijos tikimybę, bet kitokio tipo nei klasikinė, remiantis imunoglobulino E gamyba ir reakcijomis.

Imunoglobulinas M

Imunoglobulinas M atlieka svarbų vaidmenį apsaugant organizmą nuo infekcijų. Jame yra antikūnų prieš gramneigiamas bakterijas (šigelas, vidurių šiltinę ir kt.), virusus, taip pat ABO sistemos hemolizinų, reumatoidinio faktoriaus ir antikūnų prieš organus. Imunoglobulino M klasės antikūnai pasižymi dideliu agliutinaciniu aktyvumu ir geba aktyvuoti komplementą klasikiniu būdu.

Imunoglobulinas A

Serumo imunoglobulino A vaidmuo ir reikšmė dar nėra pakankamai ištirta. Jis nedalyvauja komplemento aktyvavime, bakterijų ir ląstelių (pvz., eritrocitų) lizėje. Tuo pačiu metu pagrįstai galima manyti, kad serumo imunoglobulinas A yra pagrindinis sekrecinio imunoglobulino A sintezės šaltinis. Pastarąjį sudaro virškinimo ir kvėpavimo sistemų gleivinių limfoidinės ląstelės, todėl jis dalyvauja vietinėje imuninėje sistemoje, užkertant kelią patogenų (virusų, bakterijų ir kt.) patekimui į organizmą. Tai vadinamoji pirmoji organizmo gynybos linija nuo infekcijos.

Imunoglobulinas D

Mažai žinoma apie antikūnų, susijusių su imunoglobulinu D, funkciją. Imunoglobulinas D randamas tonzilių ir limfmazgių audiniuose, o tai rodo jo vaidmenį vietiniame imunitete. Imunoglobulinas D yra B limfocitų paviršiuje (kartu su monomeriniu IgM) mIg pavidalu, kontroliuodamas jo aktyvavimą ir slopinimą. Taip pat nustatyta, kad imunoglobulinas D aktyvuoja alternatyvųjį komplementą ir pasižymi antivirusiniu aktyvumu. Pastaraisiais metais susidomėjimas imunoglobulinu D išaugo dėl ūminės febrilinės reumatinės karštinės tipo ligos (padidėję limfmazgiai, poliserozitas, artralgija ir mialgija) aprašymo kartu su hiperimunoglobulinemija D.

Imunoglobulinas E

Imunoglobulinas E, arba reaginai, yra siejamas su tiesioginių alerginių reakcijų koncepcija. Pagrindinis specifinio jautrinimo įvairiems alergenams atpažinimo metodas yra bendro arba suminio imunoglobulino E tyrimas kraujo serume, taip pat imunoglobulino E antikūnų titrai prieš specifinius buitinius alergenus, maisto medžiagas, augalų žiedadulkes ir kt. Imunoglobulinas E taip pat aktyvina makrofagus ir eozinofilus, kurie gali sustiprinti fagocitozę arba mikrofagų (neutrofilų) aktyvumą.

Pogimdyminiu laikotarpiu vaikų kraujyje pastebima reikšminga skirtingų klasių imunoglobulinų kiekio dinamika. Tai susiję su tuo, kad pirmaisiais gyvenimo mėnesiais tęsiasi transplacentinai iš motinos perneštų B klasės imunoglobulinų irimas ir pašalinimas. Tuo pačiu metu padidėja visų jų pačių gaminamų imunoglobulinų klasių koncentracija. Per pirmuosius 4–6 mėnesius motinos imunoglobulinai visiškai sunaikinami ir prasideda jų pačių imunoglobulinų sintezė. Pažymėtina, kad B limfocitai daugiausia sintetina imunoglobuliną M, kurio kiekis suaugusiesiems būdingus rodiklius pasiekia greičiau nei kitų klasių imunoglobulinai. Jų pačių imunoglobulino B sintezė vyksta lėčiau.

Kaip minėta, gimimo metu vaikas neturi sekrecinių imunoglobulinų. Jų pėdsakai pradedami aptikti nuo pirmosios gyvenimo savaitės pabaigos. Jų koncentracija palaipsniui didėja, o sekrecinio imunoglobulino A kiekis pasiekia didžiausias vertes tik 10–12 metų amžiaus.

Imunoglobulinas E kraujo serume, kU/l

Vaikų amžius	Sveiki vaikai		Suaugusiesiems, sergantiems ligomis
	Minimalus	Maksimalus	Ligos	Minimalus	Maksimalus
Naujagimiai	0	2	Alerginis rinitas	120	1000
3–6 mėnesiai	3	10	Atopinė astma	120	1200
12 »	8	20	Atopinis dermatitas	80	14 000
5 metai	10	50	Bronchopulmoninė aspergiliozė:
10 »	15	60	Remisija	80	1000
Suaugusieji	20	100	Paūmėjimas	1000	8000
			Hiper-IgE sindromas	1000	14 000
			IgE mieloma	Daugiau nei 15 000	-

Vaikų serumo imunoglobulinai, g/l

Amžius	Imunoglobulinas G		Imunoglobulinas A		Imunoglobulinas M
	Minimalus	Maksimalus	Minimalus	Maksimalus	Minimalus	Maksimalus
0–2 savaitės	5.0	17.0	0,01	0,08	0,05	0,20
2–6 »	3.9	13.0	0,02	0,15	0,08	0,40
6–12 »	2.1	7.7	0,05	0,40	0,15	0,70
3–6 mėnesiai	2.4	8.8	0,10	0,50	0,20	1.00
6–9 »	3.0	9.0	0,15	0,70	0,40	1,60
9–12 »	3.0	10.9	0,20	0,70	0,60	2.10
1–2 metai	3.1	13.8	0,30	1.20	0,50	2.20
2-3 »	3.7	15.8	0,30	1.30	0,50	2.20
3–6 metai	4.9	16.1	0,40	2.00	0,50	2.00
6–9 »	5.4	16.1	0,50	2.40	0,50	1,80
9–12 »	5.4	16.1	0,70	2,50	0,50	1,80
12–15 »	5.4	16.1	0,80	2,80	0,50	1,80
15–45 »	5.4	16.1	0,80	2,80	0,50	1,80

Pirmaisiais gyvenimo metais vaikams plonosios ir storosios žarnos išskyrose, taip pat išmatose, nustatomas mažas sekrecinio imunoglobulino A kiekis. Pirmojo gyvenimo mėnesio vaikų nosies išmatose sekrecinio imunoglobulino A nėra ir vėlesniais mėnesiais (iki 2 metų) jo kiekis didėja labai lėtai. Tai paaiškina mažesnį kvėpavimo takų infekcijų dažnį mažiems vaikams.

Naujagimių kraujo serume esančio imunoglobulino D koncentracija yra 0,001 g/l. Vėliau, po 6-osios gyvenimo savaitės, ji didėja ir iki 5–10 metų pasiekia suaugusiesiems būdingas vertes.

Tokia sudėtinga dinamika sukelia kiekybinių rodiklių pokyčius kraujo serume, kurių negalima ignoruoti vertinant imuninės sistemos diagnostinių tyrimų rezultatus, taip pat interpretuojant sergamumo ir imunologinės konstitucijos ypatybes skirtingais amžiaus laikotarpiais. Mažas imunoglobulinų kiekis pirmaisiais gyvenimo metais paaiškina lengvą vaikų jautrumą įvairioms ligoms (kvėpavimo organų, virškinimo, pustulinių odos pažeidimų). Padidėjus vaikų kontaktui antraisiais gyvenimo metais, esant santykinai mažam imunoglobulinų kiekiui šiuo laikotarpiu, pastebimas ypač didelis jų sergamumas, palyginti su kitų vaikystės laikotarpių vaikais.

Kraujo serume yra labai mažas imunoglobulino E kiekis. Jo koncentracija didėja su amžiumi, o tai daugiausia koreliuoja su alerginių ir daug rečiau kitų ligų (helmintozės, parazitozės) atsiradimu.

Imunoglobulinų M klasės heterogeniškumas nustatomas iki 3 gyvenimo mėnesio, vėliau jų kiekis padidėja, bet labiau pastebimai – 2–2,5 metų amžiaus. Naujagimiams stafilokokinio antitoksino kiekis yra toks pat kaip suaugusiojo, o vėliau mažėja. Vėlgi, patikimas jo padidėjimas stebimas 24–30 gyvenimo mėnesių. Stafilokokinio antitoksino koncentracijos vaiko kraujyje dinamika rodo, kad iš pradžių didelis jo kiekis atsiranda dėl transplacentinio perdavimo iš motinos. Vėliau vyksta jo paties sintezė, o tai paaiškina didelį pustulinių odos pažeidimų (piodermijos) dažnį mažiems vaikams. Sergant žarnyno infekcijomis (salmonelioze, kolienteritu, dizenterija), antikūnai prieš jų sukėlėjus per pirmuosius 6 gyvenimo mėnesius vaikams aptinkami retai, 6–12 mėnesių amžiaus – tik 1/3 pacientų, o antraisiais gyvenimo metais – beveik 60 %.

Ūminių kvėpavimo takų infekcijų (adenoviruso, paragripo) atveju serokonversija vienerių metų vaikams nustatoma tik 1/3 persirgusiųjų, o antraisiais metais – jau 60 %. Tai dar kartą patvirtina humoralinio imuniteto ryšio formavimosi ypatumus mažiems vaikams. Neatsitiktinai daugelyje pediatrijos ir imunologijos vadovėlių aprašytas klinikinis ir imunologinis sindromas ar reiškinys įgauna nozologinės formos teises ir įvardijamas kaip „mažų vaikų fiziologinė trumpalaikė hipoizoglobulinemija“.

Riboto kiekio antigeninės medžiagos patekimas iš maisto per žarnyno barjerą pats savaime nėra patologinis reiškinys. Sveikiems bet kokio amžiaus vaikams, taip pat ir suaugusiesiems, į kraują gali patekti nedidelis kiekis maisto baltymų, dėl ko susidaro specifiniai antikūnai. Beveik visiems vaikams, maitinamiems karvės pienu, išsivysto precipituojantys antikūnai. Maitinimas karvės pienu padidina antikūnų prieš pieno baltymus koncentraciją jau po 5 dienų nuo mišinio vartojimo pradžios. Imuninis atsakas ypač ryškus vaikams, kurie karvės pieną gavo nuo naujagimio laikotarpio. Ankstesnis maitinimas krūtimi lemia mažesnį antikūnų kiekį ir lėtą jo didėjimą. Su amžiumi, ypač po 1–3 metų, nustatomas antikūnų prieš maisto baltymus koncentracijos sumažėjimas kartu su žarnyno sienelės pralaidumo sumažėjimu. Maisto antigenemijos galimybė sveikiems vaikams įrodyta tiesiogiai išskyrus maisto antigenus, randamus kraujyje laisva forma arba kaip imuninio komplekso dalis.

Santykinio nepralaidumo makromolekulėms, vadinamojo žarnyno bloko, susidarymas žmonėms prasideda dar gimdoje ir vyksta labai palaipsniui. Kuo jaunesnis vaikas, tuo didesnis jo žarnyno pralaidumas maisto antigenams.

Specifinė apsaugos nuo žalingo maisto antigenų poveikio forma yra virškinamojo trakto imuninė sistema, susidedanti iš ląstelinių ir sekrecinių komponentų. Pagrindinę funkcinę apkrovą atlieka dimerinis imunoglobulinas A (SIgA). Šio imunoglobulino kiekis seilėse ir virškinimo išskyrose yra daug didesnis nei serume. Nuo 50 iki 96 % jo sintezuojama lokaliai. Pagrindinės funkcijos, susijusios su maisto antigenais, yra užkirsti kelią makromolekulių absorbcijai iš virškinamojo trakto (imuninė atskirtis) ir reguliuoti maisto baltymų prasiskverbimą per gleivinės epitelį į vidinę organizmo aplinką. Santykinai mažos antigeno molekulės, prasiskverbiančios pro epitelio paviršių, stimuliuoja vietinę SIgA sintezę, kuri neleidžia vėliau patekti antigenams, sudarydama kompleksą ant membranos. Tačiau naujagimio virškinamasis traktas netenka šios specifinės apsaugos formos, ir visa tai gali būti visiškai realizuota labai greitai, kai SIgA sintezės sistema visiškai subręsta. Žindomam vaikui minimaliai pakankamo brendimo laikotarpis gali svyruoti nuo 6 mėnesių iki 1,5 metų ar ilgiau. Tai bus „žarnyno blokados“ formavimosi laikotarpis. Iki šio laikotarpio vietinės sekrecinės apsaugos ir maisto antigenų blokavimo sistemą gali užtikrinti tik ir išimtinai priešpienis ir motinos pienas. Galutinis sekrecinio imuniteto brendimas gali įvykti po 10–12 metų.

Biologinė reikšmingo imunoglobulino A kiekio padidėjimo priešpienyje prieš pat gimimą reikšmė slypi specializuotoje jo funkcijoje – imuninėje sistemoje pašalinti antigenus (infekcinius ir maisto) nuo gleivinių.

SIgA kiekis priešpienyje yra labai didelis ir siekia 16–22,7 mg/l. Priešpieniui virstant brandžiu pienu, sekrecinių imunoglobulinų koncentracija žymiai sumažėja. SIgA apsauginių funkcijų įgyvendinimą palengvina ryškus atsparumas fermentų proteolitiniam veikimui, dėl kurio SIgA išlaiko savo aktyvumą visose virškinamojo trakto dalyse, o žindomo vaiko organizme beveik visas nepakitęs išsiskiria su išmatomis.

SIgA dalyvavimas motinos piene imuniniuose procesuose, susijusiuose su maisto antigenais, buvo įrodytas aptikus imunoglobulino A antikūnus motinos piene prieš daugelį maisto baltymų: α-kazeiną, β-kazeiną, β-laktoglobuliną iš karvės pieno.

Antras pagal koncentraciją imunoglobulinas yra imunoglobulinas G, o ypač įdomus yra santykinai didelis imunoglobulino G4 kiekis. Imunoglobulino G4 koncentracijos priešpienyje ir kiekio kraujo plazmoje santykis daugiau nei 10 kartų viršija imunoglobulino G koncentracijos priešpienyje ir kiekio kraujo plazmoje santykį. Šis faktas, anot tyrėjų, gali rodyti vietinę imunoglobulino G4 gamybą arba jo selektyvų pernašą iš periferinio kraujo į pieno liaukas. Priešpienio imunoglobulino G4 vaidmuo nėra aiškus, tačiau jo dalyvavimą sąveikos su maisto antigenais procesuose patvirtina specifinių imunoglobulino C4 antikūnų prieš β-laktoglobuliną, galvijų serumo albuminą ir α-gliadiną aptikimas tiek plazmoje, tiek priešpienyje. Teigiama, kad imunoglobulinas G4 sustiprina putliųjų ląstelių ir bazofilų antigeninį aktyvavimą, todėl išsiskiria chemotaksei ir fagocitozei būtini mediatoriai.

Imunoglobulino E kiekis priešpienyje siekia kelis šimtus nanogramų 1 ml. Motinos piene jo kiekis greitai mažėja ir nustatomas tik esant dideliam kiekiui motinos kraujo serume. Nustatyta, kad su motinos pienu gali būti perduodamas antigenui specifinis faktorius, slopinantis imunoglobulino E gamybą naujagimiams.

Taigi, imunoglobulinų sintezės būsena ne tik lemia mažo vaiko pasirengimą infekcijoms, bet ir yra priežastinis mechanizmas, dėl kurio platus alergenų srautas prasiskverbia pro žarnyno barjerą ir kitų gleivinių barjerą. Kartu su kitomis mažų vaikų anatominėmis ir fiziologinėmis savybėmis tai sudaro ypatingą ir gana nepriklausomą „trumpalaikės atopinės konstitucijos arba mažų vaikų diatezės“ formą. Ši diatezė gali turėti labai ryškių, pirmiausia odos apraiškų (egzema, alerginė dermatozė) iki 2–3 metų amžiaus, o vėlesniais metais odos pokyčiai greitai remisuojasi arba visiškai pasveiksta. Daugeliui vaikų, turinčių paveldimą polinkį į atopiją, padidėjęs gleivinių pralaidumas trumpalaikės atopinės diatezės laikotarpiu prisideda prie paveldimo polinkio įgyvendinimo ir ilgos jau nuolatinių alerginių ligų grandinės susidarymo.

Taigi, su amžiumi susiję mažų vaikų imuniteto fiziologiniai ypatumai lemia reikšmingą jų jautrumo padidėjimą tiek infekciniams aplinkos veiksniams, tiek alergenų poveikiui. Tai lemia daugelį vaikų priežiūros ir ligų prevencijos reikalavimų. Tai apima specialios kontrolės poreikį dėl sąlyčio su infekcijomis rizikos, individualaus ar mini grupių ugdymo galimybes, maisto produktų kokybės ir jų toleravimo pagal alerginių reakcijų simptomus kontrolę. Yra ir išeitis iš šios situacijos, kurią sukūrė daugelio tūkstančių metų žinduolių evoliucija – tai pilnavertis vaikų maitinimas krūtimi. Priešpienis ir natūralus motinos pienas, kuriuose yra daug imunoglobulino A, makrofagų ir limfocitų, tarsi kompensuoja bendrojo ir vietinio imuniteto nebrandumą pirmaisiais gyvenimo mėnesiais, leisdami jiems saugiai apeiti kritinės ar ribinės imuninės sistemos būsenos amžių.

Serumo ir sekrecinių imunoglobulinų kiekio padidėjimas iki 5 metų amžiaus sutampa su infekcinių ligų dažnio sumažėjimu šiuo vaikystės laikotarpiu, taip pat su švelnesne ir palankesne daugelio infekcijų eiga.