簡介
免疫球蛋白(immunoglobulin)指具有抗體活性的動物蛋白。主要存在於血漿中,也見於其他體液、組織和一些分泌液中。人血漿內的免疫球蛋白大多數存在於丙種球蛋白(γ-球蛋白)中。免疫球蛋白可以分為IgG、IgA、IgM、IgD、IgE五類。
抗體與Ig
抗體是機體免疫細胞被抗原激活後,由B細胞分化成熟為漿細胞後所合成、分泌的一類能與相應抗原特異性結合的具有免疫功能的球蛋白。抗體是生物學功能上的概念,而免疫球蛋白是化學結構上的概念。所有抗體的化學基礎都是免疫球蛋白,但免疫球蛋白並不都具有抗體活性。
主要分類
免疫球蛋白可分為五類,即免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白D(IgD)和免疫球蛋白E(IgE),IgG,IgA和IgM還有亞類。
IgG,IgD,IgE均為單體,分泌液中IgA(SIgA)是雙體,IgM是五聚體。
主要結構
Porter等對血清IgG抗體的研究證明,Ig分子的基本結構是由四肽鏈組成的。即由二條相同的分子量較小的肽鏈稱為輕鏈和二條相同的分子量較大的肽鏈稱為重鏈組成的。輕鏈與重鏈是由二硫鍵連線形成一個四肽鏈分子稱為Ig分子的單體,是構成免疫球蛋白分子的基本結構。Ig單體中四條肽鏈兩端游離的氨基或羧基的方向是一致的,分別命名為氨基端(N端)和羧基端(C端)。
IgG
人體血清免疫球蛋白的主要成分是IgG,它占總的免疫球蛋白的70-75%,,分子量約15萬,含糖2~3%。儘管免疫球蛋白千變萬化,但都有類似的結構。抗體分子是由兩對長短不同的多肽鏈所組成,四條鏈通過鏈間二硫鍵構成Y型基本結構(H2L2)。IgG分子由4條肽鏈組成。其中分子量為2.5萬(23kD)的肽鏈,稱輕鏈(L鏈),分子量為5萬的肽鏈(50~60kD),稱重鏈(H鏈)。輕鏈與重鏈之間通過二硫鍵(—S—S—)相連線。
lgE
免疫球蛋白E(ImmunoglobulinE,簡稱IgE)是一種只發現於哺乳動物內的抗體。免疫球蛋白E由效應B細胞合成,IgE的單體由兩個重鏈和兩個輕鏈組成。免疫球蛋白的主要功能是免疫寄生蟲的入侵和I型變態反應(又稱過敏)。免疫球蛋白E在I型變態反應中扮演重要的角色。寄生蟲和過敏原入侵時,血清中的免疫球蛋白E的含量有明顯的提升。
首次發現
免疫球蛋白E於1966年被日本免疫學家石坂公成和妻子石坂照子發現。石坂夫婦和貢納爾詹森和HansBennich於1969年聯合發表論文在免疫學雜誌上。
受體
免疫球蛋白與肥大細胞和嗜鹼性粒細胞表面上的Fc受體作用引起過敏反應。
FcεRI是有高親和性的受體,另一種受體,FcεRII受體則是低親和性的受體。FcεRI存在於肥大細胞和嗜鹼性粒細胞和抗原呈遞細胞樹突狀白細胞表面。當抗原與肥大細胞表面的FcεRI受體接觸後,免疫球蛋白E與相對處於底層的FcεRI聚合,引起炎症介質的釋放和脫粒。當抗原與嗜鹼性粒細胞表面的IgE交聯耦合後分泌兩種細胞激素,白細胞介素-4和白細胞介素-13和炎症介質。爾相對於低親和性受體FcεRII而言只存在於B細胞表面。但白細胞介素-4可以使其作用於巨噬細胞和血小板的表面。
相關疾病
人體含有過高的IgE含量的話就會引起一系列嚴重的過敏反應,其中Job綜合徵是一種原因不明的遺傳疾病,此疾病多發於1歲幼兒,幼兒的免疫球蛋白E含量異常,引起濕疹、過敏性疾病。是一種先天性免疫缺陷。
IgA
免疫球蛋白A(ImmunoglobulinA,縮寫:IgA),是血清中的含量僅次於IgG,占血清免疫球蛋白的10~20%,存在於黏膜組織,例如消化道、呼吸道以及泌尿生殖系統。黏膜組織具有黏膜層淋巴組織,會製造出IgA以避免遭到病原的入侵,也存在於唾液、淚液以及乳汁當中,尤其是初乳,其IgA的含量相當高。在人體中,IgA的結構主要以單體和雙體的形態存在。依照IgA在身體體內的分布,又可以分成血清型和分泌型。
體內分布
血清型
血清型IgA存在於血清中,血清IgA具有某些IgG和IgM的免疫功能,特異性IgA能中和血液中的抗原,同時也出現替代性補體免疫系統。
分泌型
分泌型IgA(SecretoryIgA,SIgA)存在於分泌液中,例如:唾液、淚液以及乳汁當中,均含有IgA抗體。分泌型IgA是身體局部黏膜抗感染免疫的主要抗體。故又稱黏膜免疫抗體。IgA不能通過胎盤。新生兒血清中無IgA抗體,但可從母乳中獲得分泌型IgA。
IgM
免疫球蛋白M(或簡稱為IgM)是由B細胞分泌的一種基本抗體。IgM是迄今為止實際發現的在人體循環系統中的最大抗體。它也是接觸抗原首先發生反應的第一抗體。脾臟是IgM的最大生產者。與B細胞表面結合的是單體形式,在分泌形態中則是由五個Y型單體排列而成的五聚體形式,具有極高的親和力。又因其分子量極大,因此在抗原凝集反應中非常有效。在B細胞介導(體液)免疫的早期階段IgG尚不充足,此時則主要由IgM來發揮清除病原的作用。同時為初次遭遇外來抗原後,最早回應出現的循環性抗體,但IgM在血液中的濃度會因清除作用迅速下降。因此,IgM通常可當做感染的指標。
運動強度對Ig影響
一般認為,運動強度是淋巴B細胞分泌功能改變的首要因素,如強度過小或時間不長,則不會引起抗體水平的變化。
Edwards 等報導,5min 強度的上下樓梯跑後,B細胞不會發生顯著的改變。Hanson 等在觀察運動員75%VO2max 跑8-12km 後血中抗體也沒有顯著變化;Ricken(1990)和Nieman(1991)指出長期有氧訓練會引起機體IgG、IgA、IgM 水平提高,機體免疫功能增強。余學好通過對普通學生和太極拳運動員進行一些免疫機能的指標測試發現,長期堅持太極拳運動的實驗組,血清中的IgM 含量有顯著性提高,並且,實驗組無論運動前還是運動後,血清中的IgG,IgA,IgM 含量都顯著高於對照組。另外,如氣功、太極拳、健身操等運動均可使抗體水平提高;蔣桂鳳等研究健身操對女大學生機體免疫球蛋白的影響中得出,每周參加3 次鍛鍊者,血清IgG 含量比對照組及每周鍛鍊1次者高,且在第10 周與第12 周存在顯著性差異;而實驗組間及與對照組血清IgM、IgA 含量差異無顯著性。但也有不同結論,如 Michell 等對11 名青年受試者進行了12 周有氧訓練,觀察運動對人體淋巴細胞功能的影響,測試指標包括免疫球蛋白含量的影響,發現中等強度運動IgA,IgM 會顯著下降。這些與前述結論相矛盾的原因可能與實驗設計、運動方式、實驗系統的差異有關。
但是長時間的或高強度的運動對於身體免疫力反而有著不利的影響。長時間高強度運動導致免疫抑制反應,增加急性傳染病的易感源,降低機體抗感染的免疫機能。中國學者嬌偉研究首次發現,持續的大運動量訓練可使運動員血清出現免疫抑制蛋白,其分子量為140KD,說明免疫抑制蛋白在運動與免疫的調節中發揮著作用;Tvede 用溶血空斑法檢測抗體部分細胞(B 細胞),發現降低,但偶爾幾次劇烈運動對主要免疫球蛋白IgG 的濃度基本上無影響,過度訓練也僅引起輕微的降低,主要表現在淋巴細胞的數量及免疫球蛋白的水平下降,這種免疫球蛋白的降低隨著運動訓練負荷的增加而顯著加劇。任保蓮觀察一次大運動量訓練課和400m 跑對女子田徑運動員免疫球蛋白IgA、IgM、IgG 的影響結果表明大運動量訓練後即刻,IgA、IgM 顯著升高,IgG 非常顯著增高;恢復3h 後,IgM 仍然顯著高於訓練前水平,IgA、IgG 已恢復到訓練前水平。唐蘇麗等觀察國家女子手球運動員大負荷訓練期末血清免疫球蛋白的變化情況得出:大運動負荷後運動員IgA、IgM 水平顯著性降低,表明大負荷強度運動疲勞後機體出現免疫抑制,疾病易感性增加。中國學者觀察到長跑運動員冬訓期間,在加大運動量初期1 個月,IgG,IgA 含量顯著下降,IgM無明顯變化,冬訓2個月後IgG,IgA 均已恢復正常。PtrovaI.V 等發現,高水平運動員的血清免疫球蛋白水平降低,而隨著訓練強度的增加,其非特異性免疫機能同樣明顯降低;浦鈞宗等研究不同訓練量對動物免疫指標的影響指出:5 週遊泳訓練後小鼠抗原引起的抗體應答受到抑制,抗體產生水平較對照組明顯降低;還有研究指出在劇烈運動或幾星期的強度運動後,抗體產生改變,運動員以高強度跑45km 或75km 時,血清免疫球蛋白減少10%- 28% 達2d 之久。分泌型抗體IgA(SIgA)在黏膜表面起著重要的防禦作用,運動後即刻能減少唾液SigA 的含量,慢性高強度訓練導致SigA 降低可持續一段時間,所以長時間劇烈運動會抑制機體黏膜的免疫功能,這可能是運動員在訓練或比賽後更易患上呼吸道感染的原因。
普遍認為適度運動可增強免疫功能,長時間大強度運動會降低運動員的免疫功能,而免疫功能的下降恰恰是一次次過渡訓練未能充分恢復造成免疫抑制累積的結果,因此進行體育鍛鍊時不能掉入“運動越多越大越好”的誤區,需掌握自身體育鍛鍊的最佳範圍,以達到真正強身健體的目的。
與疾病
所有的抗體是Ig,但Ig並不都是抗體。Ig的兩個重要特徵是特異性和多樣性。它們是機體受抗原(如病原體)刺激後產生的,其主要作用是與抗原起免疫反應,生成抗原-抗體複合物,從而阻斷病原體對機體的危害,使病原體失去致病作用。另一方面,免疫球蛋白有時也有治病作用。臨床上的過敏症狀如花粉引起的支氣管痙攣,青黴素導致全身過敏反應,皮膚蕁麻疹(俗稱風疹塊)等都是由免疫球蛋白製劑能增強人體抗病毒的能力,可作藥用。如注射人血清或人胎盤中提取的丙種球蛋白製劑可防治麻疹、傳染性肝炎等傳染病。Ig是一個多藣有分子:
(1)可結合抗原;
(2)可作為抗原誘發抗體的產生;
(3)可激發一系列如補體激活、吞吐噬調理、信號傳導等次級反應。各種特異性Ig已被廣泛套用於臨床疾病的預防、治療和診斷。例如,IgM是體液免疫應答首先產生的Ig。SIgA是機體黏膜防禦感染的重要因素。IgE是同速髮型過敏反應發生有關的Ig。IgD以膜結合形式存在於B細胞,在B細胞分化發育中起重調節有作用。
使用
1、丙種球蛋白注入人體後產生的免疫力是被動給予的,不是自身主動產生的,一般2周就被排泄,之後體內丙種球蛋白的含量又恢復到原來水平,要長期保持體內所含丙種球蛋白的高水平,就必須每隔2周注射1次。
2、套用丙種球蛋白有一定的適應症,因為該藥隨所含抗體量的不同而預防效果各異。普通的丙種球蛋白主要用於預防麻疹、A肝、流行性腮腺炎等,想用丙種球蛋白來預防各種疾病是不可能的。
3、如果反覆注射丙種球蛋白,因其本身可作為抗原,刺激人體產生一種對抗丙種球蛋白的抗體,即抗抗體,一旦再注射丙種球蛋白,就會被抗體中和,不能發揮其抗病作用。
4、人體自身能夠合成丙種球蛋白,如經常使用外來藥品,就會抑制自身抗體的產生,從而降低機體的抗病能力。
5、由於丙種球蛋白是血液製品,萬一在來源上把關不嚴,反而造成血源污染,使健康人體傳染上疾病,況且對人體來說,外來的丙種球蛋白畢竟是“異物”,個別人注射後可能會引起過敏反應。
因此,把丙種球蛋白作為強化劑、補藥來使用是沒有科學根據的,想通過反覆注射該藥來長期預防疾病、增強體質也是不可能的。
免疫球蛋白分類
免疫球蛋白(Ig)指具有抗體(Ab)活性或化學結構,與抗體分子相似的球蛋白。免疫球蛋白是由兩條相同的輕鏈和兩條相同的重鏈通過鏈間二硫鍵連線而成的四肽鏈結構。免疫球蛋白分為五類,即免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白D(IgD)和免疫球蛋白E(IgE)。