Triedy imunoglobulínov a ich dynamika v závislosti od veku

Ľudské imunoglobulíny sú pomerne heterogénne a sú zastúpené 5 triedami a niekoľkými podtriedami. V krvi sa detegujú v rôznych vekových obdobiach a dosahujú koncentrácie typické pre dospelých v rôznych časoch.

Je všeobecne známe, že sa rozlišuje 5 tried imunoglobulínov: A, M, G, E, D. Každá trieda imunoglobulínov sa líši v molekulovej hmotnosti, sedimentačnom koeficiente a v účasti na imunitných reakciách. Obsah imunoglobulínov je jedným z dôležitých ukazovateľov humorálnej väzby imunity.

Hlavné charakteristiky imunoglobulínov rôznych tried

Indikátor	IgG	IgA	IgM	IgD	IgE
Molekulárna forma	Monomér	Monomér a dimér	Pentamér	Monomér	Monomér
Počet podtried	4	2	2	-	-
Molekulová hmotnosť, daltony	150 000	160 000 - monomér	950 000	175 000	190 000
Percentuálny podiel všetkých sérových identifikátorov	75 – 85	7-15	5-10	0,3	0,003
Polčas rozpadu, dni	23	6	5	3	2
Valencia protilátky	2	2	5 alebo 10	2	2
Transplacentárny priechod	+	-	-	-	-
Účasť na opsonizácii	+	+	+	-	-
Fixácia komplementu	+	+	+	-	-

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

Imunoglobulín G

Imunoglobulín G obsahuje protilátky, ktoré zohrávajú vedúcu úlohu v ochrane proti mnohým vírusovým (osýpky, kiahne, besnota atď.) a bakteriálnym infekciám spôsobeným najmä grampozitívnymi mikroorganizmami, ako aj tetanom a maláriou, hemolyzíny proti rézusovému vírusu, antitoxíny (záškrt, stafylokoky atď.). Protilátky IgG majú deštruktívny účinok pomocou komplementu, opsonizácie, aktivácie fagocytózy a majú vírus neutralizačnú vlastnosť. Subfrakcie imunoglobulínu G a ich pomery môžu byť určené nielen špecifickosťou antigénneho stimulu (infekcie), ale môžu byť aj dôkazom neúplnej imunologickej kompetencie. Deficit imunoglobulínu G2 teda môže byť spojený s deficitom imunoglobulínu A a zvýšenie koncentrácie imunoglobulínu G4 u mnohých detí odráža pravdepodobnosť atopickej predispozície alebo atopie, ale iného typu ako klasická, založená na produkcii a reakciách imunoglobulínu E.

Imunoglobulín M

Imunoglobulín M hrá dôležitú úlohu v ochrane tela pred infekciami. Obsahuje protilátky proti gramnegatívnym baktériám (shigella, týfus atď.), vírusom, ako aj hemolyzíny systému ABO, reumatoidný faktor a protilátky proti orgánom. Protilátky patriace do triedy imunoglobulínov M majú vysokú aglutinačnú aktivitu a sú schopné aktivovať komplement klasickou cestou.

Imunoglobulín A

Úloha a význam sérového imunoglobulínu A ešte nie sú dostatočne preskúmané. Nezúčastňuje sa aktivácie komplementu, lýzy baktérií a buniek (napríklad erytrocytov). Zároveň je rozumné predpokladať, že sérový imunoglobulín A je hlavným zdrojom syntézy sekrečného imunoglobulínu A. Ten je tvorený lymfoidnými bunkami slizníc tráviaceho a dýchacieho systému, a preto sa podieľa na lokálnom imunitnom systéme, čím zabraňuje invázii patogénov (vírusov, baktérií atď.) do tela. Ide o tzv. prvú obrannú líniu tela pred infekciou.

Imunoglobulín D

O funkcii protilátok súvisiacich s imunoglobulínom D sa vie len málo. Imunoglobulín D sa nachádza v tkanive mandlí a adenoidov, čo naznačuje jeho úlohu v lokálnej imunite. Imunoglobulín D sa nachádza na povrchu B-lymfocytov (spolu s monomérnym IgM) vo forme mIg, kde riadi jeho aktiváciu a supresiu. Bolo tiež zistené, že imunoglobulín D aktivuje alternatívny komplement a má antivírusovú aktivitu. V posledných rokoch sa záujem o imunoglobulín D zvýšil v dôsledku opisu akútneho horúčkovitého ochorenia typu reumatickej horúčky (zväčšené lymfatické uzliny, polyserozitída, artralgia a myalgia) v kombinácii s hyperimunoglobulinémiou D.

Imunoglobulín E

Imunoglobulín E alebo reagíny sa spájajú s konceptom alergických reakcií okamžitého typu. Hlavnou metódou na rozpoznávanie špecifickej senzibilizácie na rôzne alergény je štúdium celkového alebo celkového imunoglobulínu E v krvnom sére, ako aj titrov protilátok imunoglobulínu E proti špecifickým alergénom v domácnosti, potravinám, peľu rastlín atď. Imunoglobulín E tiež aktivuje makrofágy a eozinofily, čo môže zvýšiť fagocytózu alebo aktivitu mikrofágov (neutrofilov).

V postnatálnom období dochádza k výraznej dynamike v obsahu imunoglobulínov rôznych tried v krvi detí. Súvisí to s tým, že počas prvých mesiacov života pokračuje rozpad a odstraňovanie tých imunoglobulínov triedy B, ktoré boli prenesené transplacentárne od matky. Súčasne dochádza k zvýšeniu koncentrácie imunoglobulínov všetkých tried vlastnej produkcie. Počas prvých 4-6 mesiacov sú materské imunoglobulíny úplne zničené a začína sa syntéza vlastných imunoglobulínov. Je pozoruhodné, že B-lymfocyty syntetizujú hlavne imunoglobulín M, ktorého obsah dosahuje ukazovatele charakteristické pre dospelých rýchlejšie ako iné triedy imunoglobulínov. Syntéza vlastného imunoglobulínu B prebieha pomalšie.

Ako už bolo uvedené, dieťa pri narodení nemá žiadne sekrečné imunoglobulíny. Ich stopy sa začínajú zisťovať od konca prvého týždňa života. Ich koncentrácia sa postupne zvyšuje a obsah sekrečného imunoglobulínu A dosahuje svoje maximálne hodnoty až vo veku 10 – 12 rokov.

Imunoglobulín E v krvnom sére, kU/l

Vek detí	Zdravé deti		U dospelých s ochoreniami
	Minimálne	Maximálne	Choroby	Minimálne	Maximálne
Novorodenci	0	2	Alergická nádcha	120	1000
3-6 mesiacov	3	10	Atopická astma	120	1200
12 »	8	20	Atopická dermatitída	80	14 000
5 rokov	10	50	Bronchopulmonálna aspergilóza:
10 »	15	60	Remisia	80	1000
Dospelí	20	100	Exacerbácia	1000	8000
			Syndróm hyper-IgE	1000	14 000
			IgE myelóm	Viac ako 15 000	-

Sérové imunoglobulíny u detí, g/l

Vek	Imunoglobulín G		Imunoglobulín A		Imunoglobulín M
	Minimálne	Maximálne	Minimálne	Maximálne	Minimálne	Maximálne
0-2 týždne	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 mesiacov	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 roky	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 rokov	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

Nízke hladiny sekrečného imunoglobulínu A sa nachádzajú u detí v prvom roku života v sekrétoch tenkého a hrubého čreva, ako aj vo výkaloch. V nosových výplachoch detí v prvom mesiaci života sekrečný imunoglobulín A chýba a v nasledujúcich mesiacoch (do 2 rokov) sa jeho hladina zvyšuje veľmi pomaly. To vysvetľuje nižší výskyt respiračných infekcií u malých detí.

Imunoglobulín D v krvnom sére novorodencov má koncentráciu 0,001 g/l. Potom sa zvyšuje po 6. týždni života a dosahuje hodnoty charakteristické pre dospelých do 5-10 rokov.

Takáto komplexná dynamika vytvára zmeny v kvantitatívnych pomeroch v krvnom sére, ktoré nemožno ignorovať pri hodnotení výsledkov diagnostických štúdií imunitného systému, ako aj pri interpretácii charakteristík chorobnosti a imunologickej konštitúcie v rôznych vekových obdobiach. Nízke hladiny imunoglobulínov počas prvého roka života vysvetľujú ľahkú náchylnosť detí na rôzne ochorenia (dýchacie orgány, trávenie, pustulárne kožné lézie). Pri zvýšenom kontakte medzi deťmi v druhom roku života, na pozadí relatívne nízkej hladiny imunoglobulínov počas tohto obdobia, sa pozoruje ich obzvlášť vysoká chorobnosť v porovnaní s deťmi z iných období detstva.

Krvné sérum obsahuje veľmi malé množstvo imunoglobulínu E. Jeho koncentrácia sa zvyšuje s vekom, čo do značnej miery koreluje s nástupom alergických a oveľa menej často aj iných ochorení (helmintiáza, parazitóza).

Heterogenita imunoglobulínov triedy M sa zisťuje už v 3. mesiaci života, potom sa ich obsah zvyšuje, ale výraznejšie - v 2-2 1/2 rokoch. U novorodencov je obsah stafylokokového antitoxínu rovnaký ako u dospelých a potom klesá. Jeho spoľahlivé zvýšenie sa opäť pozoruje v 24-30 mesiacoch života. Dynamika koncentrácie stafylokokového antitoxínu v krvi dieťaťa naznačuje, že jeho spočiatku vysoká hladina je spôsobená jeho transplacentárnym prenosom z matky. K jeho vlastnej syntéze dochádza neskôr, čo vysvetľuje vysoký výskyt pustulárnych kožných lézií (pyodermia) u malých detí. V prípadoch črevných infekcií (salmonelóza, kolienteritída, úplavica) sa protilátky proti ich patogénom u detí v prvých 6 mesiacoch života zriedkavo zisťujú, vo veku 6 až 12 mesiacov - iba u 1/3 pacientov a u detí v druhom roku života - takmer u 60 %.

V prípade akútnych respiračných infekcií (adenovírus, parainfluenza) sa sérokonverzia u detí vo veku jedného roka vyskytuje iba u 1/3 prekonaných detí a v druhom roku už u 60 %. To opäť potvrdzuje zvláštnosti formovania humorálnej imunity u malých detí. Nie je náhoda, že v mnohých príručkách o pediatrii a imunológii opísaný klinický a imunologický syndróm alebo jav dostáva práva nozologickej formy a označuje sa ako „fyziologická prechodná hypoyshunoglobulinémia u malých detí“.

Prechod obmedzeného množstva antigénneho materiálu z potravy cez črevnú bariéru sám o sebe nie je patologickým javom. U zdravých detí akéhokoľvek veku, ako aj u dospelých, sa do krvi môžu dostať stopové množstvá potravinových bielkovín, ktoré spôsobujú tvorbu špecifických protilátok. Takmer všetky deti kŕmené kravským mliekom si vytvárajú precipitačné protilátky. Kŕmenie kravským mliekom vedie k zvýšeniu koncentrácie protilátok proti mliečnym bielkovinám už 5 dní po zavedení umelej výživy. Imunitná odpoveď je obzvlášť výrazná u detí, ktoré dostávali kravské mlieko od novorodeneckého obdobia. Predchádzajúce dojčenie má za následok nižší obsah protilátok a jeho pomalý nárast. S vekom, najmä po 1-3 rokoch, sa zisťuje pokles koncentrácie protilátok proti potravinovým bielkovinám súbežne so znížením priepustnosti črevnej steny. Možnosť potravinovej antigémie u zdravých detí bola dokázaná priamou izoláciou potravinových antigénov nachádzajúcich sa v krvi vo voľnej forme alebo ako súčasť imunitného komplexu.

Vznik relatívnej nepriepustnosti pre makromolekuly, tzv. črevného bloku, u ľudí začína už v maternici a prebieha veľmi postupne. Čím je dieťa mladšie, tým vyššia je priepustnosť jeho čriev pre potravinové antigény.

Špecifickou formou ochrany pred škodlivými účinkami potravinových antigénov je imunitný systém gastrointestinálneho traktu, ktorý pozostáva z bunkových a sekrečných zložiek. Hlavnú funkčnú záťaž nesie dimérny imunoglobulín A (SIgA). Obsah tohto imunoglobulínu v slinách a tráviacich sekrétoch je oveľa vyšší ako v sére. 50 až 96 % sa syntetizuje lokálne. Hlavnými funkciami vo vzťahu k potravinovým antigénom je zabránenie absorpcie makromolekúl z gastrointestinálneho traktu (imunitné vylúčenie) a regulácia prenikania potravinových bielkovín cez epitel sliznice do vnútorného prostredia tela. Relatívne malé molekuly antigénov prenikajúce cez povrch epitelu stimulujú lokálnu syntézu SIgA, čo zabraňuje následnému zavedeniu antigénov vytvorením komplexu na membráne. Gastrointestinálny trakt novorodenca je však o túto špecifickú formu ochrany zbavený a všetky vyššie uvedené sa môžu plne realizovať veľmi skoro, keďže systém syntézy SIgA úplne dozrie. U dojčeného dieťaťa sa obdobie minimálne dostatočného dozrievania môže pohybovať od 6 mesiacov do 1 '/2 roka alebo viac. Toto bude obdobie formovania „črevného bloku“. Pred týmto obdobím môže byť systém lokálnej sekrečnej ochrany a blokovania potravinových antigénov zabezpečený iba a výlučne kolostrom a materským mliekom. Konečné dozrievanie sekrečnej imunity môže nastať po 10 – 12 rokoch.

Biologický význam výrazného zvýšenia obsahu imunoglobulínu A v kolostre bezprostredne pred pôrodom spočíva v jeho špecializovanej funkcii imunitného vylúčenia antigénov (infekčných a potravinových) na slizniciach.

Obsah SIgA v kolostre je veľmi vysoký a dosahuje 16-22,7 mg/l. S prechodom kolostra na zrelé mlieko sa koncentrácia sekrečných imunoglobulínov výrazne znižuje. Realizáciu ochranných funkcií SIgA uľahčuje jej výrazná odolnosť voči proteolytickému pôsobeniu enzýmov, vďaka čomu si SIgA zachováva svoju aktivitu vo všetkých častiach gastrointestinálneho traktu a u dieťaťa, ktoré je dojčené, sa takmer úplne vylučuje v nezmenenej forme stolicou.

Účasť SIgA v ľudskom mlieku na imunitných procesoch spojených s potravinovými antigénmi bola dokázaná detekciou protilátok imunoglobulínu A v ľudskom mlieku proti viacerým potravinovým bielkovinám: α-kazeínu, β-kazeínu, β-laktoglobulínu z kravského mlieka.

Druhým najkoncentrovanejším imunoglobulínom je imunoglobulín G a obzvlášť zaujímavý je relatívne vysoký obsah imunoglobulínu G4. Pomer koncentrácie imunoglobulínu G4 v kolostre k obsahu v krvnej plazme prevyšuje pomer koncentrácie imunoglobulínu G v kolostre k obsahu v krvnej plazme viac ako 10-krát. Táto skutočnosť môže podľa výskumníkov naznačovať lokálnu produkciu imunoglobulínu G4 alebo jeho selektívny transport z periférnej krvi do mliečnych žliaz. Úloha imunoglobulínu G4 v kolostre nie je jasná, ale jeho účasť v procesoch interakcie s potravinovými antigénmi je potvrdená detekciou špecifických protilátok imunoglobulínu C4 proti β-laktoglobulínu, bovinnému sérovému albumínu a α-gliadínu v plazme aj v kolostre. Predpokladá sa, že imunoglobulín G4 zvyšuje antigénnu aktiváciu mastocytov a bazofilov, čo vedie k uvoľňovaniu mediátorov potrebných pre chemotaxiu a fagocytózu.

Obsah imunoglobulínu E v kolostre dosahuje niekoľko stoviek nanogramov na 1 ml. V materskom mlieku jeho obsah rýchlo klesá a je stanovený iba pri vysokom obsahu v krvnom sére matky. Zistilo sa, že s materským mliekom sa môže prenášať antigén-špecifický faktor potláčajúci tvorbu imunoglobulínu E u novorodencov.

Stav syntézy imunoglobulínov teda nielen určuje pripravenosť malého dieťaťa na infekcie, ale ukazuje sa aj ako kauzálny mechanizmus prenikania širokého prúdu alergénnych látok cez črevnú bariéru a bariéru iných slizníc. Spolu s ďalšími anatomickými a fyziologickými charakteristikami malých detí to tvorí špeciálnu a celkom nezávislú formu „prechodnej atopickej konštitúcie alebo diatézy malých detí“. Táto diatéza môže mať veľmi výrazné, predovšetkým kožné prejavy (ekzém, alergická dermatóza) až do 2-3 rokov veku s rýchlou následnou remisiou kožných zmien alebo úplným zotavením v nasledujúcich rokoch. U mnohých detí s dedičnou predispozíciou k atopii prispieva zvýšená priepustnosť slizníc počas obdobia prechodnej atopickej diatézy k realizácii dedičnej predispozície a vzniku dlhého reťazca už pretrvávajúcich alergických ochorení.

Vekom podmienené fyziologické vlastnosti imunity u malých detí teda určujú výrazné zvýšenie ich citlivosti na infekčné faktory prostredia aj na vystavenie alergénom. To určuje mnohé požiadavky na starostlivosť o deti a prevenciu chorôb. Patrí sem potreba špeciálnej kontroly rizika kontaktu s infekciami, uskutočniteľnosť individuálneho alebo mini-skupinového vzdelávania, kontrola kvality potravín a ich tolerancie podľa príznakov alergických reakcií. Existuje aj východisko zo situácie, ktoré vyvinula tisícročná evolúcia cicavcov - je to plné dojčenie detí. Kolostrum a natívne ľudské mlieko, ktoré obsahujú veľké množstvo imunoglobulínu A, makrofágov a lymfocytov, akoby kompenzovali nezrelosť všeobecnej a lokálnej imunity u detí v prvých mesiacoch života, čo im umožňuje bezpečne prekonať vek kritického alebo hraničného stavu imunitného systému.

Zvýšenie hladín sérových a sekrečných imunoglobulínov do 5. roku života sa zhoduje s poklesom výskytu infekčných ochorení počas tohto obdobia detstva, ako aj s miernejším a benígnejším priebehom mnohých infekcií.