Freie Immunglobulin-Leichtketten

1. Chemische Struktur und Molekulargewicht

Immunglobulin-Leichtketten (IgLk) haben ein Molekulargewicht von ungefähr 25.000 Dalton und kommen in zwei Hauptklassen vor, κ und λ. Die Aminosäurensequenz der konstanten, carboxy-terminalen Hälfte bestimmt die Klassenzugehörigkeit. Die variable, amino-terminale Region ist gemeinsam mit dem variablen Teil der schweren Immunglobulinketten an der spezifischen Antigenbindung innerhalb des intakten Immunglobulins (Ig) beteiligt.

IgLk werden parallel zu intaktem Ig von den B-Zellen produziert, und zwar in einem 10 bis 40%igen Überschuss im Vergleich zu den schweren Immunglobulinketten (Hannam-Harris AC, J Immunol 125:2177-2181, 1980). Aufgrund der schnellen Entfernung durch die Niere ist die Serumkonzentration von freien IgLk bei gesunden Personen 1000-fach niedriger als jene von intaktem Ig. IgLk kommen im Serum sowohl als Monomere als auch als Dimere vor (Berggard I, J Biol Chem 244:4299-4307, 1969).

2. Metabolismus und Biologie

Freie IgLk existieren in vielen biologischen Flüssigkeiten wie Serum, Urin, Zerebrospinal- und Gelenksflüssigkeit. Das Lymphsystem produziert etwa 500 mg an IgLk pro Tag. Freie IgLk werden glomerulär filtriert. IgLk-Monomere werden innerhalb von 2 bis 4 Stunden und IgLk-Dimere innerhalb von 3 bis 6 Stunden ausgeschieden (Bradwell AR, Clin Chem 51:805-807, 2005). Die Halbwertszeit intakter Ig liegt bei 20 bis 25 Tagen für IgG, bei 6 Tagen für IgA, bei 3 Tagen für IgD, bei 2 Tagen für IgE und bei 5 Tagen für IgM. Bei gesunden Personen beträgt die renale Ausscheidungsrate freier IgLk 1 bis 10 mg pro Tag.

Ebenso wie andere Proteine mit ähnlichem Molekulargewicht (Clark WR, J Am Soc Nephrol 13:S41-47, 2002; Maack T, Kidney Int 16:251-270, 1979) werden IgLk hauptsächlich renal metabolisiert. IgLk werden zunächst glomerulär filtriert und anschließend im proximalen Tubulus reabsorbiert (Wochner RD, J Exp Med 126:207-221, 1967). An diesem Prozess sind die Endozytoserezeptoren Megalin und Cubilin beteiligt (Christensen EI, Am J Physiol Renal Physiol 280:F562-573, 2001). Cubilin, ein 460.000 Dalton-Rezeptor, spielt eine wesentliche Rolle bei der Endozytose von freien IgLk in proximalen Tubuluszellen (Batuman V, Am J Physiol 275:F246-254, 1998). Das 600.000 Dalton- Transmembranprotein Megalin vermittelt die Internalisierung von Cubilin und seinen Liganden (Klassen RB, J Appl Physiol 98:257-263, 2005). Nach ihrer zellulären Aufnahme werden IgLk von lysosomalen Enzymen abgebaut (Maack T, Kidney Int 16:251-270, 1979). Die Niere kann 10 bis 30 g freier IgLk pro Tag absorbieren (Waldmann TA, J Clin Invest 51:2162-2174, 1972). Daher befinden sich unter normalen Bedingungen nur geringe Mengen freier IgLk in Serum und Harn.