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Abstract

Immunglobulin D ist ein altes biologisches Molekül, das sich entwickelt hat und möglicherweise funktionell mit Immunglobulin M zusammenarbeitet. Es wird als monomerer Antikörper ähnlich dem Immunglobulin G produziert und hat eine Halbwertszeit von weniger als 3 Tagen. IgD ist an verschiedenen Funktionen des Immunsystems beteiligt, unter anderem als „Ersatz“ für IgM oder IgA bei Personen, die einen Mangel an einer dieser Antikörperklassen haben.

Schlüsselwörter

Immunglobulin, Immunität, Zelle, humoraler Antikörper

Einführung

Immunglobulin D (IgD oder Gamma D) wurde in den frühen 1960er Jahren entdeckt (1). Der Antikörper hat ein Molekulargewicht von 185 kDa und macht etwa 0,25 % der Gesamtmenge aller Immunglobuline im menschlichen Serum aus. Es wird angenommen, dass IgD eine lange evolutionäre Geschichte hat, da es mit Arten assoziiert ist, die adaptive Immunantworten besitzen. Die ältesten von ihnen sind bestimmte Arten von Knorpelfischen, die vor 500 Millionen Jahren existierten. Dies ist ein Zeitpunkt in der Evolutionsgeschichte, an dem vermutlich einige der ersten Wirbeltiere mit Kiefern entstanden sind. Die Theorie besagt, dass IgD seither in seiner Struktur und wahrscheinlich auch in seiner Funktion unverändert geblieben ist. IgD wird auf B-Lymphozyten exprimiert, wenn diese als unreife Zellen das Knochenmark verlassen. Wenn B-Lymphozyten die Reife erreichen, exprimieren sie sowohl IgM als auch IgD. IgD kann bei allergischen Reaktionen eine Rolle spielen, da es sowohl an Basophile als auch an Mastzellen binden kann. Diese Zelltypen haben einen gemeinsamen Ursprung im Knochenmark, differenzieren sich aber auf leicht unterschiedlichen Wegen. All diese Beobachtungen lassen den Schluss zu, dass IgD zumindest teilweise eine Form der Überwachung ist, die uralt ist, da es an den Stellen des Antigeneintritts in die Schleimhaut positioniert ist.

Struktur

IgD findet sich im Serum in relativ geringen Mengen, etwa 30 Mikrogramm/ml. Die Struktur ist ähnlich wie bei IgG und IgE. Es besteht aus zwei schweren und zwei leichten Ketten, die durch Di-Sulfid-Bindungen zusammengehalten werden. IgD hat eine Scharnierregion, die die FAB- und FC-Region des intakten Moleküls schneidet und ein Molekulargewicht von etwa 185 kDa aufweist. Die Di-Sulfid-Bindungen sind relativ hitzelabil und empfindlich gegenüber Proteasen. IgD hat einen flexiblen Ort für die Komplementbildung und kann im Falle von IgM-Defekten als Ersatz dienen. B-Lymphozyten können IgD durch alternatives RNA-Spleißen und Klassenwechselkombinationen exprimieren. Letzteres kommt nur bei höheren Tieren vor und führt zu einer Diversifizierung von IgD. IgD hat eine H-Region, die aus einer aminoterminalen Region mit einem Zufluss von Threonin- und Alaninresten besteht. Außerdem hat es 3 C-Domänen. Die C-terminalen Regionen sind reich an Arginin und Glutamat. Diese werden durch O-Glykosylierung modifiziert, um den IgD-Rezeptor auf T-Lymphozyten zu binden. Die H-Regionen des menschlichen IgD interagieren mit Heparin und assoziierten Proteoglykanen, die auf Basophilen und Mastzellen exprimiert werden, was auf einen gemeinsamen Ursprung hindeutet.

IgD-Funktion und klinische Bedeutung

Wie bereits erwähnt, kommt IgD in menschlichen (und anderen tierischen Seren) in relativ geringen Mengen vor, die Rolle, die es spielt, ist spezialisiert und erfolgt oft in Zusammenarbeit mit Zellen, insbesondere an der Oberfläche. IgD kann auch zirkulieren, aber nicht in großer Menge, und diese Zirkulation scheint lokal begrenzt zu sein. Als Teil der Zelloberflächen-Interaktionsfunktion fungiert IgD als Aktivierungssignal für B-Lymphozyten. Wenn B-Zellen aktiviert werden, produzieren sie als Reaktion auf ein Antigen spezifische Antikörper. Als Teil des Balletts, das die Beziehung zwischen IgD und IgM darstellt, wird IgM ausschließlich von nicht aktivierten oder unreifen B-Lymphozyten exprimiert, was bedeutet, dass IgM normalerweise bis zur Reife eines Organismus exprimiert wird. Wenn die B-Lymphozyten das Knochenmark verlassen, wo sie „geboren“ werden, beginnt die Expression von IgD. Wenn die B-Lymphozyten die Reife erreichen, werden sie beide Antikörpertypen exprimieren, wobei jedoch IgM überwiegt.

Das zirkulierende IgD entsteht wahrscheinlich durch einen Wechsel von IgM zu IgD im Rachenraum. Eine wichtige Funktion des sezernierten IgD scheint in der Immunität der oberen Atemwege zu liegen. Es gibt Hinweise darauf, dass bei Personen mit IgM- oder IgA-Mangel die IgD-Spiegel erhöht sind, wenn eines der beiden Immunglobuline nicht in normalen Konzentrationen vorliegt. Es wurde beobachtet, dass Patienten mit IgA-Mangel und chronischen Infektionen der oberen Atemwege einen Anstieg der nasalen Plasmazellen mit IgD aufweisen. Darüber hinaus zeigen Patienten, die Erregern der Atemwege wie Röteln oder Mycobacterium tuberculosis ausgesetzt waren, einen Anstieg von IgD im Serum. Wie bereits erwähnt, ist IgD in der Milz oder im Darm selten. In der Tonsillenschleimhaut ist es jedoch häufiger anzutreffen. Diese Plasmazellen können in den Blutkreislauf gelangen, wo sie andere Schleimhäute besiedeln.

Abgeschiedenes IgD interagiert nicht nur direkt mit Mikroben über V-spezifische Antikörper, sondern geht auch direkte Fc-Interaktionen mit Mastzellen, Basophilen und Monozyten ein. Im Falle der Basophilen führt dies zur Freisetzung von IL-4, das die B-Zellen und damit die IgG-Produktion aktivieren kann. Dieser eigentliche Rezeptor ist jedoch noch nicht identifiziert worden.

IgD hat die Fähigkeit, bestimmte entzündungsfördernde Funktionen im Immunsystem zu aktivieren, wie Fieber, antibiotikaresistente Entzündungen (die systemisch sein können) und erhöhte IgD-Serumwerte. Dies sind einige der Merkmale des Hyper-IgD-Syndroms, das durch Substitutionen der Mevalonatkinase verursacht wird. Erhöhte IgD-Werte verursachen auch periodisches Fieber. Aphthöse Stomatitis, Pharyngitis und Adenitis sind weitere Erkrankungen, bei denen periodisches Fieber mit einer aseptischen Schleimhautentzündung einhergeht. In der Schleimhaut sind IgD-bewaffnete Basophile vorhanden. Während die Pathogenese dieses Syndroms nicht klar ist, ist es klar, dass ungefesselte IgD-Spiegel damit verbunden sind.

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