HUMORALINIS IMUNITETAS: TEORIJA, EFEKTORINIAI MECHANIZMAI, PAVYZDŽIAI - MOKSLAS - 2025

Humoralinis imunitetas , taip pat žinomas kaip imuninio atsako tarpininkaujant antikūnų, yra viena iš svarbiausių mechanizmų organizmų gynybą prieš invaziją mikroorganizmų ar toksinų ekstraląsteliniuose.

Humoralinis imunitetas reiškia imunitetą, kurį skatina kraujo veiksniai, ty serumo baltymai, vadinami „antikūnais“, kurie veikia reaguodami į infekcijas ir yra specialiai gaminami reaguojant į „antigenus“.

Kai kurie antikūnų, susidariusių per humorinį imuninį atsaką, poveikis (Šaltinis: Becky Boone per Wikimedia Commons)

Žinduolio imuninę sistemą galima suskirstyti į įgimtą ir adaptyviąją. Įgimta imuninė sistema susideda iš skirtingų elementų, kurie veikia kaip fizinės ir cheminės kliūtys, trukdančios įsibrovėliams patekti į organizmą.

Tarp tokių kliūčių yra epiteliai ir kai kurios jų gaminamos medžiagos; taip pat dalyvauja kai kurie specifiniai ląstelių tipai, kurie kartu atspindi pirmąją kūno gynybos sistemą.

Adaptyvioji arba specifinė imuninė sistema yra šiek tiek sudėtingesnė ir „išsivysčiusi“, nes ji suveikia reaguojant į infekcijos sukėlėjų poveikį arba kontaktuojant su tam tikrais mikroorganizmais, nors abi sistemos dažniausiai veikia kartu.

Teigiama, kad tai yra specifinė sistema, nes ji atsiranda reaguojant į apibrėžtus veiksnius ir yra tarpininkaujama labai specializuotoms ląstelėms, kurios taip pat turi galimybę „atsiminti“ ir greičiau bei didesnio „stiprumo“ ar „efektyvumo“ reaguoti į pakartotinius poveikius tas pats įsibrovėlis.

Humoralinis imunitetas yra vienas iš adaptacinio ar specifinio imuniteto subkategorijų, kuris taip pat priskiriamas ląstelių imunitetui. Abiejų tipų reakcijos skiriasi viena nuo kitos, atsižvelgiant į dalyvaujančią imuninės sistemos komponentą.

Teorija

Humoralinio imuniteto teorija, kuri buvo intensyvių tyrimų ir diskusijų metų rezultatas, siūlo, kad imunitetą tarpininkauja kūno skysčiuose esančios medžiagos arba „šmaikštumai“.

Šią teoriją sukūrė daugelis mokslininkų, kurie savarankiškai tyrė ir apibūdino daugelį efektorių, dalyvaujančių tokiuose atsako mechanizmuose.

Paulas Ehrlichas buvo turbūt vienas įtakingiausių, 1900-ųjų pradžioje atlikęs išsamiausius antigeno ir antikūnų papildomumo tyrimus.

Šiek tiek istorijos

Garsus imunologas Rudolphas Virchowas 1858 m. Nustatė, kad visos kūno patologijos atsirado dėl ląstelių elementų, atsakingų už apsaugą, veikimo sutrikimų, o ne dėl „tirpaus humoro neatitikimo“.

Kiek daugiau nei po 25 metų, 1884 m., Eli Metchnikoff iškėlė pirmąjį fagocitinės teorijos leidimą, kuris šiandien formuoja ir palaiko pagrindinius ląstelių sukelto imuniteto (ląstelinio imuniteto) teorijos pagrindus.

Daugelis „Metchnikoff“ naikintojų mėgino „paneigti“ jo teiginius ir būtent 1888 m. George'as Nuttall'as, atlikdamas eksperimentų, skirtų Metchnikovo teorijoms išbandyti, seriją, pastebėjo, kad normalių gyvūnų serumai turi „natūralų toksiškumą“ tam tikroms medžiagoms. mikroorganizmai.

Tokiu būdu mokslo pasaulyje tapo populiaru, kad „sveikų“ ar „specialiai imunizuotų“ gyvūnų skysčiai be ląstelių gali sunaikinti bakterijas, todėl nebuvo būtina kreiptis į ląstelių teoriją, kad paaiškintų įgimtą ir įgytą imunitetą. .

Pirmieji eksperimento būdu patikrino humoralinio imuninio atsako egzistavimą Emilis von Behringas ir Shibasaburo Kitasato aštuntojo dešimtmečio pabaigoje. Von Behring ir Kitasato parodė, kad difterijos ir stabligės sukeltas imuninis atsakas atsirado dėl antikūnų prieš egzotoksinas.

1900-ųjų pradžioje Karlas Landsteineris ir kiti tyrinėtojai suprato, kad kiti toksinai ir nebakterinės kilmės medžiagos gali sukelti humoralinį imunitetą.

Terminas „antikūnas“ netrukus buvo sugalvotas kaip bendras dalykas, turintis omenyje tas specifines medžiagas, kurios galėtų veikti kaip antitoksinai prieš „antigenus“.

Žodis antigenas buvo terminas, naudojamas apibrėžti medžiagas, kurios sukelia humoralinių antikūnų gamybą.

Efektoriaus mechanizmai

Tiek humorinę, tiek ląstelinę imuninę reakciją tarpininkauja ląstelių rūšis, vadinama limfocitais.

Pagrindiniai ląstelių imuniteto veikėjai yra T limfocitai, tuo tarpu B limfocitai reaguoja į pašalinius antigenus ir virsta antikūnus gaminančiomis ląstelėmis, būdingomis humoraliniam imunitetui.

Humoralinis imunitetas yra pagrindinis gynybos mechanizmas nuo tarpląstelinių mikroorganizmų ir kitų toksinų, tuo tarpu ląstelinis imunitetas padeda pašalinti tarpląstelinius patogenus, kurių „neprieinama“ atpažinimui pagal antikūnus.

Humoralinio imuninio atsako fazės

Ne tik ląstelinis imuninis atsakas, bet ir humorinę reakciją galima suskirstyti į tris fazes: vieną atpažinimo, kitą aktyvavimo ir kitą poveikį.

Atpažinimo fazę sudaro antigenų surišimas su specifiniais membranos receptoriais subrendusių B limfocitų ląstelių paviršiuje.

Antikūnai veikia kaip „receptoriai“ ir gali atpažinti baltymus, polisacharidus, lipidus ir kitas „pašalines“ tarpląstelines medžiagas.

Aktyvacijos fazė prasideda limfocitų proliferacija po antigenų atpažinimo ir tęsiasi diferenciacija arba kitose efektorinėse ląstelėse, galinčiose pašalinti antigenus, arba atminties ląstelėse, galinčiose sukelti greitesnį atsaką po naujos ekspozicijos. antigenas.

Efektoriaus fazėje limfocitai, atliekantys antigeną šalinančias funkcijas, yra žinomi kaip „efektorinės ląstelės“, nors paprastai dalyvauja kitos ląstelės, kurios taip pat dalyvauja įgimtame imuniniame atsake ir kurios fagocitozuoja ir pašalina pašalinius veiksnius.

Limfocitai ir antikūnai

Limfocitų ar B ląstelių gaminami antikūnai turi fiziologinę funkciją neutralizuoti ir pašalinti antigeną, kuris sukėlė jų susidarymą, o humoralinė imuninė sistema gali reaguoti į daugybę skirtingų antigenų.

B limfocitai atsiranda kaulų čiulpuose reaguojant į apibrėžtą antigeną (jie yra specifiniai) ir tai įvyksta prieš antigeninę stimuliaciją. Tam tikrų antikūnų ekspresija skatina daugiau antikūnus išskiriančių B ląstelių proliferaciją ir diferenciaciją.

Signalizacijos tarp T ir B ląstelių pastarųjų aktyvacijai (Šaltinis: Manuel Mellina Vicente, per „Wikimedia Commons“)

Tačiau, atsižvelgiant į antigeno pobūdį, diferenciacijai ir proliferacijai reikalingas papildomas signalas, kurį suteikia specialus T limfocitų tipas, vadinamas „pagalbiniu T limfocitu“, kuris išskiria B ląsteles aktyvinančius veiksnius.

Imunoglobulinai

Kadangi jie daugiausia randami kraujo skysčiuose, B ląstelių gaminami antikūnai yra vadinami imunoglobulinais. Šios baltymų molekulės turi dvi sunkias ir dvi lengvas glikoproteinų grandines, sujungtas viena su kita per disulfidinius tiltelius (SS).

Imunoglobulino G (IgG) struktūra (Šaltinis: w: Vartotojas: AJVincelli per Wikimedia Commons)

Lengvosios grandinės yra žinomos kaip „kappa“ ir „lambda“, tačiau yra 5 sunkiųjų grandinių tipai, kurie buvo vadinami gama (G), mu (M), alfa (A), delta (D) ir epsilon (E). ).

Lengvųjų ir sunkiųjų grandinių derinys baigiasi imunoglobulinų IgG, IgM, IgA, IgD ir IgE susidarymu. Gausiausias antikūnas žinduolių serume yra imunoglobulino IgG (maždaug 70%).

Kiekviena antikūno grandinė turi amino galą ir karboksilo galą. Dalis, galinti surišti antigenus, yra amino gale, tačiau karboksilo galinė sritis yra tai, kas diktuoja biologinį aktyvumą.

Humoralinis imuninis atsakas

Į IgG panašių antikūnų karboksilo galinę sritį konkrečiai atpažįsta fagocitinės ląstelės, tokios kaip neutrofilai ir makrofagai, turinčios tam specialius receptorius.

Šis pripažinimas apima sąlytį tarp receptoriaus ir antikūno, ir būtent ši sąjunga palengvina fagocitozę ir antigenų skaidymą fagocitinėse ląstelėse.

Kitaip nei IgG, kitų klasių imunoglobulinai nerandami sekretuose ir audiniuose. Tačiau jie yra tokie pat naudingi sužadinant imuninį atsaką.

IgM imunoglobulinai (10% serumo imunoglobulinų) yra stiprūs komplemento sistemos aktyvatoriai, todėl jie funkcionuoja antigeno lizės metu ir didina atsparumą.

IgA imunoglobulinai (20% serumo imunoglobulinų) gaminami limfoidiniuose audiniuose ir yra perdirbami bei gabenami į plaučių ir virškinimo trakto gleivinę. Jie veikia norėdami neutralizuoti virusus ir kitus antigenus, patenkančius į gleivinės paviršius.

IgD yra sujungtas su B limfocitais ir veikia kaip antigeno receptorius, o IgE (žinomas kaip alerginis antikūnas) per specifinius receptorius yra sujungtas su putliųjų ląstelių ir bazofilų paviršiumi. Abu imunoglobulinų koncentracija serume yra labai maža.

Pavyzdžiai

Antikūnai, kuriuos gamina pagrindiniai humoralinio imuninio atsako efektoriai (B limfocitai), turi savybę „indukuoti“ arba „suaktyvinti“ skirtingus atsako mechanizmus prieš skirtingų rūšių grėsmes.

Pavyzdžiui, IgG imunoglobulinai yra vadinamojo „komplemento kaskados“ aktyvatoriai, kurie neutralizuoja viruso daleles ir taip užkerta kelią jų prisijungimui prie ląstelių-šeimininkų.

Nėštumo metu motina perneša antikūnus vaisiui per trofoblastines placentos ląsteles, turinčius receptorius, turinčius didelį afinitetą imunoglobulinų, pavyzdžiui, IgG, karboksilo galui.

Humoralinis atsakas į bakterijas, turinčias „kapsules“, sudarytas iš polisacharidų, yra vykdomas imunoglobulino M, kuris skatina šių mikroorganizmų fagocitozę.

Kitas svarbus humoralinio imuniteto pavyzdys yra sisteminis atsakas į parazitus, kai IgE „nukreipia“ jų sunaikinimą per eozinofilines ląsteles.

Nuorodos

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Ląstelinė ir molekulinė imunologija (3-asis leidimas). Madridas: „McGraw-Hill“.
2. „Carroll“, MC ir „Isenman“, DE (2012). Humoralinio imuniteto reguliavimas komplementais. Imunitetas, 37 (2), 199–207.
3. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Kuby'io imunologija (6-asis leidimas). Meksikos DF: „McGraw-Hill Interamericana“ iš Ispanijos.
4. Kleinas, T. (2007). Įgytas imuninis atsakas. „XPharm“: išsami farmakologijos nuoroda (1–5 psl.).
5. Lishner, H., ir DiGeorge, A. (1969). Užkrūčio ląstos vaidmuo humoraliniame imunitete. „Lancet“, 2, 1044–1049.
6. Medžitovas, R., ir Janeway, C. (2000). Įgimtas imunitetas. Naujasis Anglijos medicinos žurnalas, 338–344.
7. Merlo, LMF ir Mandik-Nayak, L. (2013). Adaptyvusis imunitetas: B ląstelės ir antikūnai. Vėžio imunoterapijoje: imuninės sistemos slopinimas ir auglių augimas: antrasis leidimas (p. 25–40).
8. Silversteinas, AM (1979). Imunologijos istorija. Ląstelinis ir humorinis imunitetas: Epinio XIX a. Mūšio veiksniai ir pasekmės. Ląstelių imunologija, 48 (1), 208–221.
9. Steinman, RM (2008). Įgimto ir adaptyvaus imuniteto susiejimas per dendritines ląsteles. Įgimtas imunitetas nuo plaučių infekcijos (101–113 psl.).
10. Tan, TT ir Coussens, LM (2007). Humoralinis imunitetas, uždegimas ir vėžys. Dabartinė nuomonė imunologijoje, 19 (2), 209–216.
11. Twigg, HL (2005). Humoralinė imuninė gynyba (antikūnai): naujausi pasiekimai. Amerikos krūtinės ląstos draugijos leidiniai, 2 (5), 417–421.
12. Wherry, EJ, ir Masopust, D. (2016). Adaptyvusis imunitetas: neutralizuokite, pašalinkite ir prisiminkite kitą kartą. Virusinėje patogenezėje: nuo pagrindų iki sistemų biologijos: trečiasis leidimas (p. 57–69).