Globulin miễn dịch có khoảng 25% protein huyết tương là những phân tử được biệt hóa có hoạt động kháng thể. Đơn vị cơ bản của mọi globulin miễn dịch gồm 4 chuỗi polypeptid gắn với nhau bằng cầu nối disulfid. Đó là hai chuỗi nặng giống nhau (trọng lượng phân tử 55.000 - 70.000 MW) và hai chuỗi nhẹ giống nhau (trong lượng phân tử khoảng 23.000) cả hai chuỗi nặng, nhẹ đều có vùng C tận cùng hằng định (C) và vùng N - tận cùng thay đổi (V). Đoạn thay đổi nhiều của vùng V của các chuỗi nặng và nhẹ xoắn vào nhau trong thể cấu tạo ba chiều tạo thành vị trí liên hợp chịu trách nhiệm về liên tác động đặc hiệu với kháng nguyên.

Kháng thể có một trong 5 lớp của chuỗi nặng (y, α, µ, δ, e) và một trong hai typ chuỗi nhẹ (κ và λ) mỗi typ của chuổi nhẹ có thể được phối hợp với mỗi lớp của chuỗi nặng. Khoảng gần 60% gbobulin miễn dịch người có chuỗi nhẹ κ và 40% có chuỗi nhẹ λ. Độ 10 triệu tính đặc hiệu kháng thể khác nhau tồn tại trong một cá thể nào đó.

Các lớp globulin miễn dịch

Globululln miễm dịch M (IgM). IgM được cấu tạo từ 5 đơn vị globulin miễn dịch cơ bản giống nhau. Các đơn vị này được nối với nhau bởi càu nối disulfid và một polypeptid nhỏ đã biết là chuỗi J. Trọng lượng phân tử của IgM vào khoảng 900.000. Phân tử IgM được tạo chủ yếu ở trong mạch và trên bề mặt của lympho bào B và bình thường không qua được rau thai. Kháng thể IgM; có từ sớm trong các đáp ứng miễn dịch. Kháng nguyên carbohydrat như bản chất nhóm máu kích thích IgM.

Gbbulin miễn dịch A (IgA). IgA có trong máu và nồng độ tương đối cao trong nước bọt, sữa non, nước mắt và các chất bài tiết của phế quản, ống dạ dày - ruột. IgA huyết thanh là một đơn vị globulin miễn dịch đơn trong khi bài tiết IgA được tạo thành từ hai đơn vị nối với nhau bằng chuỗi J. Một phân tử có trọng lượng phân tử 70.000 MW được gọi là thành phần bài tiết gắn vào đoạn Fc. Cần phải vận chuyển IgA vào lòng các tuyến ngoại tiết và tạo sức đề kháng với sự phá hủy của enzym. Việc bài tiết IgA đóng một vai trò quan trọng trong đề kháng của vật chủ, chống lại nhiễm virus và vi khuẩn bằng cách ức chế vận chuyển của vi khuẩn qua viêm mạch.

Gbbulin miễn dịch G (IgG) là một đơn vị globulin miễn dịch đơn có trọng lượng phân tử là 150.000 chiếm khoảng 85% tổng globulin miễn dịch huyết thanh. IgG được phân phối trong dịch ngoài tế bào và là globulin miễn dịch duy nhất có thể qua nhau thai một cách bình thường. IgG gắn bổ thể qua thụ thể Fc có trong vùng hằng định của chuỗi nặng. IgG gắn vào bề mặt của tế bào và vi khuẩn và sau đó những vật này bị thực bào hoặc bị giết chết bởi các tế bào độc tế bào.

Gbbulin miễn dịch E (IgE). IgE có trong huyết thanh với nồng độ rất thấp là một đơn vị globulin miễn dịch đơn trong chuỗi nặng. Gần 50% bệnh nhân bị bệnh dị ứng có tăng IgE trong huyết thanh. IgE là chất gây mẫn cảm da hay kháng thể phản ứng bởi tác dụng của việc gắn với các tế bào bón. Liều tác động đặc hiệu giữa kháng nguyên và IgE gắn trên bề mặt của tế bào bón dẫn đến sự phóng thích các sản phẩm viêm như histamin, leukotrien, protease và các yếu tố hóa hướng động. Các chất trung gian này có thể gây co thắt phế quản, dãn mạch, co thắt cơ trơn và hóa tụ tập các tế bào miễn dịch và viêm khác.

Gbbulin miễn dịch D (IgD). IGD có trong huyết thanh với nồng độ rất thấp như một đơn vị globulin miễn dịch đơn cơ bản của chuỗi nặng. IgD thấy trên bề mặt của đa số lympho bào B cùng phối hợp với IgM và ở đó, có thể dùng làm thụ thể kháng nguyên.

Các gen globulin miễn dịch

Các gen mã hóa cho các phân tử globulin miễn dịch chuỗi nhẹ và nặng trải qua những sắp xếp lại trong các ADN của tế bào B dẫn đến việc tổng hợp và biểu hiện của nhóm rất khác nhau của phân tử globulin miễn dịch. Việc sắp xếp lại dòng của các gen globulin miễn dịch trong các tế bào B thường được dùng để xác định dòng của nhiều bệnh bạch cầu và u lympho

Các test của globulin miễn dịch

Trị giá của globulin miễn dịch có thể tăng cao hay giảm thấp trong một số lớn bệnh tăng gamma globulin, dấu hiệu globulin miễn dịch huyết thanh tăng nhất là typ đơn dòng, là giới hạn cho chẩn đoán, Trong các bệnh khác như bệnh gan mạn tính, nhiễm khuẩn mạn tính hay trạng thái viêm chưa rõ nguyên nhân, tăng đa dòng của globulin miễn dịch thường là tình cờ hay chưa rõ ý nghĩa. Nếu suy giảm miễn dịch còn nghi ngờ trong khi có nhiều vi khuẩn tái phát, việc đo globulin miễn dịch huyết thanh là một test chủ yếu về chức năng tế bào B và tương bào. Trong suy giảm miễn dịch mắc phải như trong AIDS, có thể thấy rất nhiều nhiễm khuẩn tái phát, với tăng nghịch thường các globulin miễn dịch.

Có thể đo kháng thể và globulin miễn dịch bằng ba cách: (1) Xác định chất lượng và số lượng các globulin miễn dịch huyết thanh. (2) Xác định hàm lượng ngừng kết tố hồng cầu đồng loại và; (3) Xác định hàm lượng kháng thể sau khi gây miễn dịch bằng độc tố uốn ván, độc tố bạch cầu hay vaccin ho gà: Phương pháp thứ nhất kiểm nghiệm sự có mặt của globulin miễn dịch huyết thanh nhưng không kiểm nghiệm được đầy đủ chức năng của globulin miễn dịch. Phương pháp thứ hai kiểm nghiệm kháng thể chức năng hiện có trong huyết thanh của hầu hết các cá thể như một hậu quả của sự tiếp xúc với nhiễm khuẩn hay với các chất cuá nhóm máu. Phương pháp thứ ba xét nghiệm hoạt độ kháng thể chức năng trong huyết thanh sau khi gây miễn dịch có định trước. Trong nhiều bệnh, các test lâm sàng của miễn dịch kháng thể thường hay được dùng là điện di protein, miễn dịch điện di và xác định số lượng globulin miễn dịch.

Miễn dịch diện di và diện di protein

Điện di protein là một sàng lọc để đo lường bán định lượng các protein khác nhau trong dịch của cơ thể người, thường là trong huyết thanh hay nước tiểu. Các protein được phân lập bằng điện trong một băng cellulose acetat trên cơ sở điện lực trong albumin, α1, α2, β và globulin. Nồng độ tương đối của globulin, mà bao gồm như tất cả globulin miễn dịch, được xác định bằng các thuốc nhuộm màu protein. Test này thường được xác định để sàng lọc các bệnh tăng quá mức hay suy giảm globulin miễn dịch.

Miễn dịch điện di dùng để phân lập các lớp globulin miễn dịch đặc hiệu trọng dịch cơ thể. Thí dụ, huyết thanh được tách ra bằng điện di và rồi cho phản ứng với kháng huyết thanh tương ứng chống trực tiếp IgG, IgA hay IgM. Kết quả mẫu đặt được cho phép nhận biết được các globulin miễn dịch bất thường như protein u tủy (M). Phương pháp này cũng còn được dùng để phân biệt tăng đơn dòng hay đa dòng trong globulin miễn dịch. Đây chỉ là bán định lượng và như vậy không thể dùng xác định trị giá globulin miễn dịch một cách chính xác như trong bệnh macroglobulin máu Waldenstrom.

Kỹ thuật tương tự khác gọi là điện di cố định miễn dịch có một qui mô rộng thay thế miễn dịch điện di. Với kỹ thuật này, protein huyết thanh được phân tách bằng điện di trong gel và rồi đưa miễn dịch tại chỗ bằng kháng huyết thanh đơn đặc hiệu. Các protein không kết tủa được rửa sạch và các băng kết tủa miễn dịch còn lại được phát hiện bằng nhuộm màu protein. Phương pháp này có lợi là kết quả nhanh hơn và tính giải quyết có vẻ cao hơn khi có các trị giá thấp của chuỗi globulin miễn dịch đơn dòng. Khi điện di protein bình thường nhưng nếu nghi ngờ một protein M thì cả miễn dịch điện di hay điện di cố định miễn dịch của cả huyết thanh và nước tiểu cô đặc cần tiến hành vì những test này có độ nhậy lớn hơn.

Định lượng globulin miễn dịch: Khuếch tán xuyên tâm và kỹ thuật đo độ đục

Xác định định lượng trị giá IgG, IgA và IgM trong huyết thanh có thể dùng kỹ thuật khuếch tán xuyên tâm. Những giếng tròn cắt trên một bàn gel có thấm một kháng huyết thanh đặc hiệu trực tiếp chống một lớp globulin miễn dịch đơn của người. Bán kính hay đường kính của vòng tròn kết tủa tỷ lệ với nồng độ của globulin miễn dịch huyết thanh. Trị giá chính xác globulin miễn dịch được xác định bằng cách so sánh đường kính của 1 huyết thanh không biết với đường kính của chuẩn globulin miễn dịch với trị giá đã biết.

Xác định nồng độ hụyết thanh của IgM, IgG và IgA (có thể một cách chính xác và nhanh bằng cách đo độ đục. Phượng pháp này sử dụng một dụng cụ đo độ đục sinh ra bởi liên tác dụng của phức hợp, globulin miễn dịch và kháng globulin miễn dịch. Phương pháp này nhanh hơn phương pháp khuếch tán xuyên tâm và thường được dùng để đo một phổ rộng của các protein huyết thanh. Việc đo trị giá globulin miễn dịch đơn thuần không phân biệt được các globulin miễn dịch đơn dòng như các phương pháp điện di miễn dịch hay điện di cố định miễn dịch.

Trị giá IgE không được công nhặn dùng trong lâm sàng và trị giá IgE phải được đo bằng những kỹ thuật nhậy cảm hơn như xét nghiệm miễn dịch phóng xạ hay xét nghiệm miễn dịch gắn men (enzyme-linked-immunossay).