Classes d'immunoglobulines et leur dynamique liée à l'âge

Les immunoglobulines humaines sont très hétérogènes et sont représentées par cinq classes et plusieurs sous-classes. Elles sont détectées dans le sang à différents âges et atteignent des concentrations typiques de l'adulte à différents moments.

Il est admis de distinguer cinq classes d'immunoglobulines: A, M, G, E et D. Chaque classe présente des différences de poids moléculaire, de coefficient de sédimentation et de participation aux réactions immunitaires. La teneur en immunoglobulines est l'un des indicateurs importants du lien humoral de l'immunité.

Principales caractéristiques des immunoglobulines de différentes classes

Indicateur	IgG	IgA	IgM	IgD	IgE
Forme moléculaire	Monomère	Monomère et dimère	Pentamère	Monomère	Monomère
Nombre de sous-classes	4	2	2	-	-
Poids moléculaire, daltons	150 000	160 000 - monomère	950 000	175 000	190 000
Pourcentage de tous les ID sériques	75-85	7-15	5-10	0,3	0,003
Demi-vie, jours	23	6	5	3	2
Valence des anticorps	2	2	5 ou 10	2	2
Passage transplacentaire	+	-	-	-	-
Participation à l'opsonisation	+	+	+	-	-
Fixation du complément	+	+	+	-	-

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Immunoglobuline G

L'immunoglobuline G contient des anticorps qui jouent un rôle majeur dans la protection contre de nombreuses infections virales (rougeole, variole, rage, etc.) et bactériennes causées principalement par des micro-organismes à Gram positif, ainsi que contre le tétanos et le paludisme, des hémolysines anti-Rhésus et des antitoxines (diphtérie, staphylocoque, etc.). Les anticorps IgG ont un effet destructeur grâce au complément, à l'opsonisation, à l'activation de la phagocytose et possèdent une propriété de neutralisation virale. Les sous-fractions d'immunoglobuline G et leurs ratios peuvent non seulement être déterminés par la spécificité du stimulus antigénique (infection), mais aussi témoigner d'une compétence immunologique incomplète. Ainsi, un déficit en immunoglobuline G2 peut être associé à un déficit en immunoglobuline A, et une augmentation de la concentration en immunoglobuline G4 chez de nombreux enfants reflète la probabilité d'une prédisposition atopique ou d'une atopie, mais d'un type différent de l'atopie classique, basée sur la production et les réactions de l'immunoglobuline E.

Immunoglobuline M

L'immunoglobuline M joue un rôle important dans la protection de l'organisme contre les infections. Elle contient des anticorps contre les bactéries à Gram négatif (shigella, fièvre typhoïde, etc.), les virus, ainsi que des hémolysines du système ABO, le facteur rhumatoïde et des anticorps anti-organes. Les anticorps appartenant à la classe des immunoglobulines M ont une forte activité agglutinante et sont capables d'activer le complément par la voie classique.

Immunoglobuline A

Le rôle et l'importance de l'immunoglobuline A sérique n'ont pas encore été suffisamment étudiés. Elle ne participe pas à l'activation du complément, ni à la lyse des bactéries et des cellules (par exemple, les érythrocytes). Cependant, on peut raisonnablement supposer qu'elle est la principale source de synthèse de l'immunoglobuline A sécrétoire. Cette dernière est produite par les cellules lymphoïdes des muqueuses des systèmes digestif et respiratoire et participe ainsi au système immunitaire local, empêchant l'invasion de pathogènes (virus, bactéries, etc.) dans l'organisme. C'est ce qu'on appelle la première ligne de défense de l'organisme contre les infections.

Immunoglobuline D

On sait peu de choses sur la fonction des anticorps liés à l'immunoglobuline D. L'immunoglobuline D est présente dans les tissus des amygdales et des végétations adénoïdes, ce qui suggère son rôle dans l'immunité locale. L'immunoglobuline D est présente à la surface des lymphocytes B (avec l'IgM monomérique) sous forme de mIg, contrôlant son activation et sa suppression. Il a également été établi que l'immunoglobuline D active le complément alternatif et possède une activité antivirale. Ces dernières années, l'intérêt pour l'immunoglobuline D s'est accru en raison de la description d'une maladie fébrile aiguë de type rhumatisme articulaire aigu (hypertrophie ganglionnaire, polysérosite, arthralgie et myalgie) associée à une hyperimmunoglobulinémie D.

Immunoglobuline E

L'immunoglobuline E, ou réagines, est associée au concept de réactions allergiques immédiates. La principale méthode pour reconnaître une sensibilisation spécifique à divers allergènes est l'étude des immunoglobulines E totales ou totales dans le sérum sanguin, ainsi que des titres d'anticorps immunoglobulines E dirigés contre des allergènes domestiques spécifiques, des substances alimentaires, des pollens de plantes, etc. L'immunoglobuline E active également les macrophages et les éosinophiles, ce qui peut améliorer la phagocytose ou l'activité des microphages (neutrophiles).

Durant la période postnatale, on observe une importante variation du taux sanguin d'immunoglobulines de différentes classes chez l'enfant. Cela est dû au fait que, durant les premiers mois de vie, la dégradation et l'élimination des immunoglobulines de classe B transmises par la mère par voie transplacentaire se poursuivent. Parallèlement, on observe une augmentation de la concentration d'immunoglobulines de toutes les classes produites par l'enfant. Au cours des 4 à 6 premiers mois, les immunoglobulines maternelles sont complètement détruites et la synthèse de leurs propres immunoglobulines commence. Il est à noter que les lymphocytes B synthétisent principalement l'immunoglobuline M, dont la teneur atteint les valeurs caractéristiques des adultes plus rapidement que celle des autres classes d'immunoglobulines. La synthèse de leurs propres immunoglobulines B est plus lente.

Comme indiqué précédemment, à la naissance, l'enfant ne possède pas d'immunoglobulines sécrétoires. Leurs traces commencent à être détectées dès la fin de la première semaine de vie. Leur concentration augmente progressivement et la teneur en immunoglobulines sécrétoires A n'atteint son maximum qu'à l'âge de 10 à 12 ans.

Immunoglobuline E dans le sérum sanguin, kU/l

Âge des enfants	Enfants en bonne santé		Chez les adultes atteints de maladies
	Minimum	Maximum	Maladies	Minimum	Maximum
Nouveau-nés	0	2	Rhinite allergique	120	1000
3-6 mois	3	10	L'asthme atopique	120	1200
12 »	8	20	Dermatite atopique	80	14 000
5 ans	10	50	Aspergillose bronchopulmonaire:
10 »	15	60	Remise	80	1000
Adultes	20	100	Exacerbation	1000	8000
			Syndrome d'hyper-IgE	1000	14 000
			Myélome à IgE	Plus de 15 000	-

Immunoglobulines sériques chez les enfants, g/l

Âge	Immunoglobuline G		Immunoglobuline A		Immunoglobuline M
	Minimum	Maximum	Minimum	Maximum	Minimum	Maximum
0-2 semaines	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 mois	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 à 2 ans	3.1	13,8	0,30	1.20	0,50	2.20
2-3 »	3.7	15,8	0,30	1h30	0,50	2.20
3-6 ans	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

De faibles taux d'immunoglobuline A sécrétoire sont observés chez les enfants de moins d'un an dans les sécrétions de l'intestin grêle et du gros intestin, ainsi que dans les selles. Lors des lavages nasaux des enfants du premier mois, l'immunoglobuline A sécrétoire est absente et augmente très lentement au cours des mois suivants (jusqu'à 2 ans). Ceci explique la faible incidence des infections respiratoires chez les jeunes enfants.

L'immunoglobuline D présente dans le sérum des nouveau-nés une concentration de 0,001 g/l. Elle augmente ensuite après la sixième semaine de vie et atteint des valeurs caractéristiques des adultes vers 5 à 10 ans.

Cette dynamique complexe entraîne des variations quantitatives du sérum sanguin, qui ne peuvent être ignorées lors de l'évaluation des résultats des études diagnostiques du système immunitaire, ainsi que pour l'interprétation des caractéristiques de morbidité et de constitution immunologique à différents âges. De faibles taux d'immunoglobulines durant la première année de vie expliquent la sensibilité des enfants à diverses maladies (organes respiratoires, digestion, lésions cutanées pustuleuses). Avec des contacts accrus entre enfants au cours de la deuxième année de vie, dans un contexte de taux d'immunoglobulines relativement faibles durant cette période, leur morbidité est particulièrement élevée par rapport aux enfants d'autres périodes de l'enfance.

Le sérum sanguin contient une très faible quantité d'immunoglobuline E. Sa concentration augmente avec l'âge, ce qui est largement corrélé à l'apparition de maladies allergiques et, beaucoup moins fréquemment, d'autres maladies (helminthiases, parasitoses).

L'hétérogénéité des immunoglobulines de classe M est détectée dès le 3e mois de vie, puis leur teneur augmente, mais de façon plus marquée vers 2 à 2 ans et demi. Chez les nouveau-nés, la teneur en antitoxine staphylococcique est égale à celle d'un adulte, puis diminue. Une augmentation significative est observée vers 24 à 30 mois. L'évolution de la concentration d'antitoxine staphylococcique dans le sang de l'enfant suggère que son niveau initialement élevé est dû à son transfert transplacentaire par la mère. Sa synthèse se produit plus tard, ce qui explique la fréquence élevée des lésions cutanées pustuleuses (pyodermites) chez les jeunes enfants. En cas d'infections intestinales (salmonellose, coli-entérite, dysenterie), les anticorps dirigés contre leurs agents pathogènes sont rarement détectés chez les enfants au cours des 6 premiers mois de vie, chez seulement 1/3 des patients entre 6 et 12 mois et chez près de 60 % des enfants de 2 ans.

En cas d'infections respiratoires aiguës (adénovirus, parainfluenza), la séroconversion chez les enfants d'un an n'est observée que chez un tiers des personnes atteintes, et chez 60 % d'entre elles à partir de deux ans. Cela confirme une fois de plus les particularités de la formation du lien humoral de l'immunité chez les jeunes enfants. Ce n'est pas un hasard si, dans de nombreux manuels de pédiatrie et d'immunologie, le syndrome ou phénomène clinique et immunologique décrit est qualifié de forme nosologique et est appelé « hypohyshunoglobulinémie transitoire physiologique du jeune enfant ».

Le passage d'une quantité limitée de matériel antigénique alimentaire à travers la barrière intestinale n'est pas un phénomène pathologique en soi. Chez les enfants en bonne santé de tout âge, ainsi que chez les adultes, des traces de protéines alimentaires peuvent pénétrer dans le sang, provoquant la formation d'anticorps spécifiques. Presque tous les enfants nourris au lait de vache développent des anticorps précipitants. L'alimentation au lait de vache entraîne une augmentation de la concentration d'anticorps dirigés contre les protéines du lait dès le cinquième jour suivant l'introduction du lait maternisé. La réponse immunitaire est particulièrement prononcée chez les enfants nourris au lait de vache depuis la période néonatale. L'allaitement maternel antérieur entraîne une diminution de la concentration d'anticorps et son augmentation lente. Avec l'âge, notamment après 1 à 3 ans, on observe une diminution de la concentration d'anticorps dirigés contre les protéines alimentaires, parallèlement à une diminution de la perméabilité de la paroi intestinale. La possibilité d'une antigénémie alimentaire chez les enfants en bonne santé a été démontrée par l'isolement direct d'antigènes alimentaires présents dans le sang sous forme libre ou sous forme de complexe immun.

Chez l'homme, la formation d'une relative imperméabilité aux macromolécules, appelée blocage intestinal, débute in utero et se produit très progressivement. Plus l'enfant est jeune, plus la perméabilité de son intestin aux antigènes alimentaires est élevée.

Le système immunitaire du tractus gastro-intestinal, composé de composants cellulaires et sécrétoires, constitue une forme spécifique de protection contre les effets nocifs des antigènes alimentaires. Sa principale fonction est assurée par l'immunoglobuline A dimérique (SIgA). La teneur en cette immunoglobuline dans la salive et les sécrétions digestives est bien plus élevée que dans le sérum. 50 à 96 % de cette immunoglobuline est synthétisée localement. Les principales fonctions des antigènes alimentaires sont d'empêcher l'absorption des macromolécules du tractus gastro-intestinal (exclusion immunitaire) et de réguler la pénétration des protéines alimentaires à travers l'épithélium de la muqueuse vers l'environnement interne de l'organisme. Des molécules d'antigène relativement petites pénétrant la surface épithéliale stimulent la synthèse locale de SIgA, ce qui empêche l'introduction ultérieure d'antigènes en formant un complexe sur la membrane. Cependant, le tractus gastro-intestinal du nouveau-né est privé de cette forme spécifique de protection, et tout cela peut être pleinement réalisé très rapidement, une fois le système de synthèse de SIgA pleinement mature. Chez un enfant allaité, la période de maturation minimale peut varier de 6 mois à 1 an et demi, voire plus. C'est la période de formation du « bloc intestinal ». Avant cette période, le système de protection sécrétoire locale et de blocage des antigènes alimentaires peut être assuré uniquement et exclusivement par le colostrum et le lait maternel. La maturation finale de l'immunité sécrétoire peut survenir après 10 à 12 ans.

La signification biologique de l'augmentation significative de la teneur en immunoglobuline A du colostrum immédiatement avant la naissance réside dans sa fonction spécialisée d'exclusion immunitaire des antigènes (infectieux et alimentaires) sur les muqueuses.

La teneur en SIgA du colostrum est très élevée, atteignant 16-22,7 mg/l. Avec la transition du lait de colostrum au lait mature, la concentration en immunoglobulines sécrétoires diminue significativement. La mise en œuvre des fonctions protectrices de la SIgA est facilitée par sa forte résistance à l'action protéolytique des enzymes, grâce à laquelle la SIgA conserve son activité dans tout le tractus gastro-intestinal. Chez l'enfant allaité, elle est presque entièrement excrétée sous forme inchangée dans les selles.

La participation de SIgA dans le lait maternel aux processus immunitaires associés aux antigènes alimentaires a été prouvée par la détection d'anticorps immunoglobulines A dans le lait maternel contre un certain nombre de protéines alimentaires: α-caséine, β-caséine, β-lactoglobuline du lait de vache.

La deuxième immunoglobuline la plus concentrée est l'immunoglobuline G, et la teneur relativement élevée en immunoglobuline G4 est particulièrement intéressante. Le rapport entre la concentration d'immunoglobuline G4 dans le colostrum et la teneur plasmatique sanguine est plus de dix fois supérieur à celui de l'immunoglobuline G dans le colostrum et la teneur plasmatique sanguine. Selon les chercheurs, ce fait pourrait indiquer une production locale d'immunoglobuline G4 ou son transport sélectif du sang périphérique vers les glandes mammaires. Le rôle de l'immunoglobuline G4 du colostrum n'est pas clair, mais sa participation aux processus d'interaction avec les antigènes alimentaires est confirmée par la détection d'anticorps spécifiques de l'immunoglobuline C4 dirigés contre la β-lactoglobuline, l'albumine sérique bovine et l'α-gliadine dans le plasma et le colostrum. Il a été suggéré que l'immunoglobuline G4 améliore l'activation antigénique des mastocytes et des basophiles, entraînant la libération de médiateurs nécessaires à la chimiotaxie et à la phagocytose.

La teneur en immunoglobulines E du colostrum atteint plusieurs centaines de nanogrammes par ml. Dans le lait maternel, sa teneur diminue rapidement et n'est détectée qu'en cas de forte concentration dans le sérum maternel. Il a été démontré qu'un facteur antigénique spécifique inhibant la production d'immunoglobulines E chez le nouveau-né peut être transmis par le lait maternel.

Ainsi, l'état de synthèse des immunoglobulines détermine non seulement la prédisposition d'un jeune enfant aux infections, mais constitue également un mécanisme causal de la pénétration d'un large flux de substances allergènes à travers la barrière intestinale et celle des autres muqueuses. Associé à d'autres caractéristiques anatomiques et physiologiques des jeunes enfants, ce phénomène constitue une forme particulière et indépendante de « constitution atopique transitoire », ou diathèse du jeune enfant. Cette diathèse peut se manifester par des manifestations très prononcées, principalement cutanées (eczéma, dermatose allergique) jusqu'à l'âge de 2-3 ans, suivies d'une rémission rapide des lésions cutanées, voire d'une guérison complète, dans les années qui suivent. Chez de nombreux enfants présentant une prédisposition héréditaire à l'atopie, l'augmentation de la perméabilité des muqueuses pendant la période de diathèse atopique transitoire contribue à la mise en place de cette prédisposition héréditaire et à la formation d'une longue chaîne de maladies allergiques déjà persistantes.

Ainsi, les caractéristiques physiologiques de l'immunité liées à l'âge chez les jeunes enfants entraînent une augmentation significative de leur sensibilité aux facteurs environnementaux infectieux et à l'exposition aux allergènes. Ceci détermine de nombreuses exigences en matière de soins aux enfants et de prévention des maladies. Cela inclut la nécessité d'une surveillance particulière du risque de contact avec les infections, la faisabilité d'une éducation individuelle ou en mini-groupe, le contrôle de la qualité des aliments et de leur tolérance en fonction des symptômes de réactions allergiques. Il existe également une solution, issue de l'évolution millénaire des mammifères: l'allaitement maternel complet. Le colostrum et le lait maternel, riches en immunoglobulines A, en macrophages et en lymphocytes, compensent l'immaturité de l'immunité générale et locale des enfants des premiers mois de vie, leur permettant de dépasser en toute sécurité l'âge critique ou limite de leur système immunitaire.

L’augmentation des taux d’immunoglobulines sériques et sécrétoires à l’âge de 5 ans coïncide avec une diminution de l’incidence des maladies infectieuses au cours de cette période de l’enfance, ainsi qu’avec une évolution plus douce et plus bénigne de nombreuses infections.