IMMUNOGLOBULINA M (IGM): ESTRUCTURA, FUNCIONS I VALORS - BIOLOGIA - 2025

La immunoglobulina M o IgM és un anticòs produït per les cèl·lules o limfòcits B de el sistema immune de molts animals. Pot trobar-se unida a la membrana plasmàtica d'aquestes cèl·lules o pot ser secretada en forma de complex cap al torrent sanguini i la limfa, per la qual cosa participa activament en els processos d'immunitat humoral o adaptativa.

Així com les altres immunoglobulines (IgG, IgA, IgD i IgE), la immunoglobulina M posseeix una estructura tal que la fa capaç d'unir-se gairebé a qualsevol tipus d'antigen, incloent proteïnes, glicoproteïnes, polisacàrids i altres carbohidrats, àcids nucleics, lípids, entre d'altres.

Esquema de la immunoglobulina M, 1 pentámero. Autor: Artur Jan Fijałkowski, wikimedia commons

La IgM és un dels primers anticossos produïts durant el curs d'una infecció bacteriana i durant el desenvolupament neonatal.

Va ser el primer a purificar-se amb una homogeneïtat significativa i ja que es tracta d'un anticòs poli reactiu, és a dir, que té l'habilitat d'unir-se a dues o més antígens simultàniament fins i tot si són diferents en naturalesa, és molt important per al combat de diferents patologies.

Com a "anticossos naturals", és a dir, aquells que es produeixen sense una immunització prèvia intencional, aquestes immunoglobulines no només poden unir-se a antígens bacterians, sinó també a virus, protozoaris, paràsits metazoarios i fongs, així com a certs components de l'plasma sanguini.

Estructura de la IgM

Anàlogament al que s'ha descrit per a la immunoglobulina G, un dels anticossos més abundants en el plasma sanguini, i les altres immunoglobulines, els monòmers de la immunoglobulina M tenen una estructura que podria descriure com en forma de "I", encara que aquest anticòs sol trobar-se en el plasma com pentámero.

Cadascuna de les 5 subunitats d'aquesta glicoproteïna pentamérica està formada per quatre cadenes: dues cadenes pesades idèntiques "μ" de 55 kDa i dues cadenes lleugeres idèntiques de 25 kDa que, a l'associar-se en la forma pentamérica soluble, pesen al voltant de 970 kDa.

Les cadenes lleugeres s'uneixen només a una porció de les cadenes pesades gràcies a la formació de ponts disulfur entre residus de cisteïna.

Quan aquestes molècules són hidrolitzades enzimàticament, aquesta reacció resulta en dos fragments, un d'ells "homogeni", conegut com la regió constant o Fc, i l'altre conegut com la regió variable o Fab2 (també anomenada regió hipervariable), capaç d'unir-se a un antigen.

La seqüència aminoacídica de la cadena pesada de la immunoglobulina M, especialment la de la regió constant, és la que defineix la seva identitat, així com defineix la dels altres isotips d'anticossos que han estat definits en els animals, que junts conformen a la superfamília d'immunoglobulines.

L'estructura terciària de les cadenes pesades i lleugeres d'aquest anticòs consisteix en làmines β-plegades connectades entre si a través de llaços de longitud variable que poden estar estabilitzats per ponts disulfur.

En la forma pentamérica, cada monòmer de la IgM interactua amb una cadena polipeptídica d'unió anomenada cadena J, de 15 kDa i que permet la formació de l'estructura formada pels 5 monòmers.

Ja que cada monòmer té la capacitat d'unir-se a dues molècules antigèniques idèntiques, 1 pentámero d'IgM pot unir-se a 10 antígens simultàniament.

funcions

La immunoglobulina M participa en la resposta inicial contra antígens bacterians, de manera que usualment és el primer anticòs secretat per les cèl·lules B activades durant la resposta immune.

Ja que la seva estructura soluble és capaç d'unir-se a gran quantitat de molècules d'antigen, aquesta té la capacitat d'afegir o aglutinar partícules antigèniques pertanyents a cèl·lules com els glòbuls vermells, els bacteris, els protozoaris i altres.

Aquest anticòs és molt important per a la neutralització primerenca de toxines bacterianes i també és efectiu en la mediació de l'activitat de sistema de complement, promovent la ràpida "opsonización" de les partícules antigèniques.

Representació gràfica de la immunoglobulina M unida als epítopes antigènics de bacteris invasores (Font: SA1590 via Wikimedia Commons)

La seva forma monomèrica es troba generalment unida a la membrana plasmàtica dels limfòcits B "verges", així com passa amb la immunoglobulina D, i s'ha determinat que gran part de l'repertori de cèl·lules B dels nounats correspon a limfòcits amb IgM en la seva membrana.

També cal destacar el fet que és la primera immunoglobulina produïda per les cèl·lules B "verges" en els fetus durant la gestació, posterior a les primeres estimulacions antigèniques.

Tot i que en baixa concentració, la immunoglobulina M ha estat trobada a les secrecions dels animals mamífers, fet que suggereix que participa també en la protecció immunològica de les mucoses corporals.

Valors alts (significat) d'IgM

Es considera que una persona té valors alts d'una immunoglobulina quan els estudis llancen valors per sobre de la franja normal.

Alts valors d'immunoglobulina M plasmàtica poden ser indicatius de l'exposició recent a un antigen, així com un estadi primerenc d'hepatitis viral i altres condicions patològiques com:

- mononucleosi, - artritis reumatoide, - macroglobulinemia de Waldenstrom, - síndrome nefròtica (danys renals)

- desenvolupament d'infeccions causades per agents parasíticos

Un altre motiu pel qual es poden obtenir alts valors d'IgM en el sèrum és l'existència de síndromes de "Hiper IgM" (HIGM). Els pacients amb aquesta síndrome són més susceptible a l'patiment d'infeccions recurrents i fins i tot a diferents tipus de càncer, ja que el mateix cursa amb una caiguda dràstica dels nivells d'IgG.

Valors baixos (significat)

L'existència d'algunes patologies significatives com els mielomes múltiples, alguns tipus de leucèmies i certes malalties immunològiques hereditàries s'ha correlacionat amb baixos nivells d'immunoglobulina M en el sèrum.

Els pacients amb la síndrome de deficiència lligat a el cromosoma X de Wiskott-Aldrich poden presentar baixos nivells de IgM, però, un petit augment en els nivells de les altres quatre immunoglobulines pot compensar aquesta condició.

Baixos nivells d'IgM poden indicar condicions més severes com una deficiència d'immunoglobulines, el que pot tenir serioses implicacions per a la salut, especialment durant l'exposició a antígens nous o durant el curs de certes malalties.

Aquestes deficiències poden tenir moltes causes, des errors en els sistemes de reconeixement antigènic fins defectes en la producció d'anticossos per part dels limfòcits B.

Nivells tan baixos com 40 mg / dl han estat reportats per a aquells pacients amb deficiències selectives d'IgM, que consisteixen en una forma "rara" de disgammaglobulinemia.

valors normals

El rang normal de concentració plasmàtica de la immunoglobulina M és summament variable i depèn, entre moltes coses, de l'edat. Segons els diferents grups etaris, aquest anticòs està en una concentració de:

- 26-122 mg / dl entre 0 i 5 mesos

- 32-132 mg / dl entre 5 i 9 mesos

- 40-143 mg / dl entre 9 i 15 mesos

- 46-152 mg / dl entre 15 i 24 mesos

- 37-184 mg / dl entre 2 i 4 anys

- 27-224 mg / dl entre 4 i 7 anys

- 35-251 mg / dl entre 7 i 10 anys

- 41-255 mg / dl entre 10 i 13 anys

- 45-244 mg / dl entre 13 i 16 anys

- 49-201 mg / dl entre 16 i 18 anys

- 37-286 mg / dl en adults majors a 18 anys, encara que alguns textos indiquen que el rang està entre 45 i 150 mg / dl, entre 45 i 250 mg / dl o entre 60 i 360 mg / dl

És important esmentar que aquests valors de concentració de la IgM són més o menys 10 vegades menors als d'altres immunoglobulines importants com la IgG, per exemple.

referències

1. Actor, JK (2019). Introductory Immunology, 2nd: Basic Concepts for Interdisciplinary Applications. Academic Press.
2. Bengten, I., Wilson, M., Miller, N., Clem, LW, Pilström, L., & Warr, GW (2000). Immunoglobulin isotypes: structure, function, and genetics. In Origin and Evolution of the Vertebrate Immune System (pp. 189-219). Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Burrell, CJ, Howard, CR, & Murphy, FA (2016). Fenner and White 's Medical Virology. Academic Press.
4. Casali, P. (1998). IgM. Elsevier.
5. Hu, F., Zhang, L., Zheng, J., Zhao, L., Huang, J., Shao, W.,… & Qiu, X. (2012). Spontaneous production of immunoglobulin M in human Epithelial cancer cells. PloS one, 7 (12).
6. Kruetzmann, S., Rosat, MM, Weber, H., Germing, U., Tournilhac, O., Peter, HH,… & Quintí, I. (2003). Human immunoglobulin M memory B cells controlling Streptococcus pneumoniae Infections are generated in the spleen. The Journal of experimental medicine, 197 (7), 939-945.
7. Petar, P., Dubois, D., Rabin, BS, & Shurin, MR (2005). Immunoglobulin Titers and Immunoglobulin Subtypes. In Measuring Immunity (pp. 158-171). Academic Press.
8. Sullivan, KE, & Stiehm, ER (Eds.). (2014). Stiehm 's immune deficiencies. Academic Press.