What are the differences between immunoglobulin M (IgM) and immunoglobulin G (IgG) regarding structure, timing of appearance, function, and clinical significance?

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Differenze tra IgM e IgG

Le IgM sono i primi anticorpi prodotti durante una risposta immunitaria primaria e formano strutture pentameriche o esameriche con alta avidità, mentre le IgG rappresentano gli anticorpi predominanti nella risposta secondaria, hanno maggiore affinità per l'antigene e costituiscono circa l'80% delle immunoglobuline sieriche totali.

Struttura e Composizione

IgM

  • Struttura multimerica: Le IgM si assemblano in pentameri (10 siti di legame) o esameri (12 siti di legame) con catene pesanti μ contenenti quattro domini costanti ciascuna 1, 2
  • Catena J: I pentameri incorporano una piccola proteina chiamata catena J che stabilizza la struttura pentamerica e permette il legame a diversi recettori 1, 2
  • Proporzione sierica: Rappresentano circa il 5% delle immunoglobuline sieriche totali 3

IgG

  • Struttura monomerica: Molecole singole con maggiore mobilità tissutale
  • Proporzione sierica: Costituiscono circa l'80% delle immunoglobuline sieriche normali 3
  • Affinità: Hanno affinità di legame all'antigene tipicamente superiore rispetto alle IgM, compensando la minore valenza 2

Timing e Risposta Immunitaria

Risposta Primaria

  • IgM: Sono la prima classe di anticorpi secreti dopo l'esposizione ad antigeni estranei 4, 2
  • Switch IgM-IgG: Durante la risposta primaria, alcuni linfociti che inizialmente producono IgM passano alla produzione di IgG con la stessa specificità antigenica 5
  • Vantaggio evolutivo: È vantaggioso per l'organismo effettuare lo switch da IgM a IgG durante la risposta primaria in determinate condizioni, particolarmente per la lisi cellulare complemento-dipendente 5

Risposta Secondaria

  • IgG predominanti: Durante una risposta immunitaria secondaria, le IgG sono gli anticorpi predominanti prodotti durante tutta la risposta 5
  • Memoria immunologica: Le IgG riflettono l'esposizione precedente e la memoria immunologica sviluppata

Funzioni Effettrici

IgM

  • Alta avidità: Nonostante la bassa affinità individuale, la polivalenza permette un legame ad alta avidità 4, 2
  • Attivazione del complemento: Attivano efficientemente il complemento per indurre la lisi cellulare complemento-dipendente 2, 5
  • Antigeni particolari: Particolarmente efficienti nel legare antigeni presenti a bassi livelli e antigeni non proteici (carboidrati o lipidi) presenti su superfici microbiche 2
  • Transcitosi: Tramite il recettore delle immunoglobuline polimeriche (pIgR), le IgM pentameriche vengono trasportate dalla vascolarizzazione alle superfici mucosali di polmoni e tratto gastrointestinale 1, 2

IgG

  • Recettori Fc: Interagiscono con recettori Fc diversi rispetto alle IgM, attivando funzioni effettrici distinte
  • Penetrazione tissutale: Dimensioni minori permettono migliore diffusione nei tessuti
  • Emivita: Generalmente hanno emivita più lunga nel siero

Significato Clinico

Valutazione Diagnostica

  • Test quantitativi: I test sierici quantitativi delle immunoglobuline (IgG, IgA, IgM) sono utilizzati per diagnosticare varie condizioni che influenzano i livelli di queste classi 3
  • Immunodeficienze: La misurazione delle risposte anticorpali funzionali agli antigeni T-indipendenti (polisaccaridi) e T-dipendenti è essenziale per la diagnosi delle sindromi da immunodeficienza anticorpale primaria 6

Gammopatia Monoclonale

  • IgG MGUS: Le IgG monoclonali sono condizioni precursori del mieloma multiplo 6
  • IgM MGUS: Le IgM monoclonali progrediscono tipicamente verso la macroglobulinemia di Waldenström o altri disordini linfoproliferativi 6
  • Manifestazioni cliniche: Le IgM MGUS sono associate a neuropatia periferica (demielinizzante), con il 50% dei pazienti che presenta anticorpi anti-glicoproteina associata alla mielina (MAG) 6
  • Crioglobulinemia: La crioglobulinemia di tipo I può consistere in immunoglobuline monoclonali (tipicamente IgM o IgG) 6
  • Malattia da agglutinine fredde: Frequentemente associata a MGUS (principalmente IgM-κ), causando anemia emolitica 6

Caveat Clinici Importanti

  • Non assumere stabilità: Nelle gammopatie monoclonali, non assumere stabilità senza follow-up appropriato, poiché il rischio di progressione è circa 1% annuo 7, 8
  • Valutazione funzionale: La misurazione dei livelli anticorpali basali non è sufficiente; è necessaria la valutazione della risposta funzionale agli antigeni (es. vaccino pneumococcico) per diagnosticare le immunodeficienze anticorpali 6
  • Complicanze non maligne: Nelle MGUS, non trascurare le complicanze non maligne come trombosi, infezioni, osteoporosi e danno renale, che impattano direttamente su morbilità e mortalità 7, 8

References

Research

Understanding IgM Structure and Biology to Engineer New Antibody Therapeutics.

BioDrugs : clinical immunotherapeutics, biopharmaceuticals and gene therapy, 2025

Research

Structure, Function, and Therapeutic Use of IgM Antibodies.

Antibodies (Basel, Switzerland), 2020

Research

Quantitative serum immunoglobulin tests.

Australian family physician, 2013

Research

Optimal strategies in immunology III. The IgM-IgG switch.

Journal of mathematical biology, 1980

Guideline

Guideline Directed Topic Overview

Dr.Oracle Medical Advisory Board & Editors, 2025

Guideline

Clinical Significance of IgG Lambda Monoclonal Protein

Praxis Medical Insights: Practical Summaries of Clinical Guidelines, 2025

Guideline

Monoclonal Gammopathy of Undetermined Significance (MGUS) Diagnosis and Management

Praxis Medical Insights: Practical Summaries of Clinical Guidelines, 2025

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