HUMORALNA IMUNITETA: TEORIJA, EFEKTORSKI MEHANIZMI, PRIMERI - ZNANOST - 2026

Humoralno imunost , znan tudi kot imunski odgovor protiteles, je eden od najpomembnejših mehanizmov organizmov obrambo pred napadom mikroorganizmov ali toksinov zunajceličnih.

Konkretno, humoralna imunost se nanaša na imunost, ki jo posredujejo krvni dejavniki, to so beljakovine v serumu, znane kot "protitelesa", ki delujejo kot odziv na okužbe in so posebej proizvedene kot odziv na prisotnost "antigenov".

Nekateri učinki protiteles, nastalih med humornim imunskim odzivom (Vir: Becky Boone via Wikimedia Commons)

Imunski sistem sesalca lahko razdelimo na prirojeni imunski sistem in adaptivni imunski sistem. Prirojeni imunski sistem je sestavljen iz različnih elementov, ki delujejo kot fizične in kemične ovire pred vdorom vdorov v telo.

Med take ovire sodijo epitelija in nekatere snovi, ki jih proizvaja; vključenih je tudi nekaj specifičnih vrst celic, ki skupaj predstavljajo prvi obrambni sistem telesa.

Prilagodljivi ali specifični imunski sistem je nekoliko bolj zapleten in se "razvija", saj se sproži kot odziv na izpostavljenost povzročiteljem infekcij ali na stik z določenimi mikroorganizmi, čeprav oba sistema običajno delujeta skupaj.

Ta naj bi bil specifičen sistem, ker se pojavi kot odziv na določene determinante in ga posredujejo visoko specializirane celice, ki imajo tudi možnost, da se "spomnijo" in hitreje ter z večjo "močjo" ali "učinkovitostjo" reagirajo na ponavljajoče se izpostavljenosti isti napadalec.

Humorna imuniteta je ena od podkategorij adaptivne ali specifične imunosti, ki jo prav tako uvrščamo pod celično imunost. Obe vrsti odzivov se med seboj razlikujeta, odvisno od sestavine vpletenega imunskega sistema.

Teorija

Teorija humorne imunosti, ki je bila plod intenzivnih let raziskav in razprav, predlaga, da imunost posredujejo snovi, prisotne v telesnih tekočinah ali "humorju".

To teorijo so razvili številni znanstveniki, ki so neodvisno preučevali in opisali številne učinke, vključene v take odzivne mehanizme.

Paul Ehrlich je bil morda eden najvplivnejših, ki je v zgodnjih 1900-ih izvedel najbolj poglobljene študije komplementarnosti antigen-protitelo.

Malo zgodovine

Priznani imunolog Rudolph Virchow je leta 1858 ugotovil, da so vse telesne patologije posledica motenj celičnih elementov, ki so odgovorni za zaščito, in ne zaradi "neusklajenosti topnih humorjev".

Nekaj ​​več kot 25 let pozneje, leta 1884, je Eli Metchnikoff predstavil prvo objavo fagocitne teorije, ki danes oblikuje in podpira glavne osnove teorije celično posredovane imunosti (celična imunost).

Številni nasprotniki Metchnikoffa so poskušali njegove trditve "oporekati" in leta 1888 je George Nuttall, ki je izvedel vrsto eksperimentov, s katerimi je preizkusil Metchnikoffove teorije, opazil, da ima serum normalnih živali "naravno strupenost" proti nekaterim mikroorganizmi.

Tako je v znanstvenem svetu postalo priljubljeno, da tekočine brez celic iz "zdravih" ali "posebej imuniziranih" živali lahko ubijejo bakterije, tako da se ni bilo treba zateči k teoriji celic, da bi razložili prirojeno in pridobljeno imunost .

Emil von Behring in Shibasaburo Kitasato v poznih 1800-ih sta eksperimentalno preverila obstoj humoralnega imunskega odziva. Von Behring in Kitasato sta dokazala, da so imunski odzivi, ki jih sproži difterija in tetanus, posledica prisotnosti protiteles proti eksotoksin.

V zgodnjih 1900-ih letih Karl Landsteiner in drugi raziskovalci so spoznali, da lahko drugi toksini in snovi nebakterijskega izvora proizvajajo humoralno imunost.

Izraz "protitelo" je bil kmalu zatem skovan kot splošnost in se nanaša na tiste posebne snovi, ki bi lahko delovale kot antitoksini proti "antigenom".

Beseda antigen je bil izraz, ki se je uporabljal za opredelitev snovi, ki sprožijo tvorbo humoralnih protiteles.

Mehanizmi efektorjev

Tako humoralni imunski odziv kot celični imunski odziv posreduje vrsta celice, znana kot limfociti.

Glavni dejavniki celične imunosti so limfociti T, medtem ko se limfociti B odzivajo na prisotnost tujih antigenov in se pretvorijo v celice, ki proizvajajo protitelesa, značilno za humoralno imunost.

Humoralna imuniteta je glavni obrambni mehanizem proti zunajtelesnim mikroorganizmom in drugim strupom, celična imunost pa prispeva k izločanju medceličnih patogenov, ki jih protitelesa "ne dojemajo".

Faze humornega imunskega odziva

Poleg celičnega imunskega odziva lahko humoralni odziv razdelimo na tri faze: eno prepoznavanje, drugo aktivacijo in drugo učinek.

Faza prepoznavanja je sestavljena iz vezave antigenov na specifične membranske receptorje na celični površini zrelih B limfocitov.

Protitelesa delujejo kot taki "receptorji" in so sposobni prepoznati beljakovine, polisaharide, lipide in druge "tuje" zunajcelične snovi.

Faza aktivacije se začne s proliferacijo limfocitov po prepoznavanju antigenov in se nadaljuje z diferenciacijo bodisi v drugih efektorskih celicah, ki lahko izločajo antigene, bodisi v spominskih celicah, ki lahko po novi izpostavljenosti sprožijo hitrejše odzive. antigen.

Med fazo efektorja so limfociti, ki izvajajo funkcije izločanja antigena, znani kot "efektorske celice", čeprav so običajno vključene druge celice, ki sodelujejo tudi pri prirojenem imunskem odzivu in ki fagocitozirajo in izločajo tuje povzročitelje.

Limfociti in protitelesa

Protitelesa, ki jih proizvajajo limfociti ali celice B, imajo fiziološko funkcijo nevtralizacije in izločanja antigena, ki je povzročil njihovo tvorbo, humoralni imunski sistem pa se lahko odzove na množico različnih antigenov.

B limfociti nastanejo v kostnem mozgu kot odgovor na določen antigen (so specifični) in to se zgodi pred antigensko stimulacijo. Ekspresija nekaterih protiteles sproži širjenje in diferenciacijo odzivov več B-celic, ki izločajo protitelesa.

Signalizacija med T celicami in B celicami za aktivacijo slednjih (Vir: Manuel Mellina Vicente, prek Wikimedia Commons)

Vendar pa je glede na naravo antigena potreben dodaten signal za diferenciacijo in proliferacijo, ki ga daje posebna vrsta limfocitov T, imenovana „pomožni T limfocit“, ki izloča aktivacijske faktorje za B celice.

Imunoglobulini

Ker jih najdemo predvsem v krvnih tekočinah, se protitelesa, ki jih proizvajajo celice B, imenujejo imunoglobulini. Te molekule beljakovin imajo dve težki in dve lahki verigi glikoproteina, povezane med disulfidnimi mostovi (SS).

Struktura imunoglobulina G (IgG) (Vir: w: Uporabnik: AJVincelli prek Wikimedia Commons)

Lahke verige so znane kot "kappa" in "lambda", vendar obstaja 5 vrst težkih verig, ki so jih poimenovali gama (G), mu (M), alfa (A), delta (D) in epsilon (E ).

Kombinacija lahkih in težkih verig se konča s tvorbo imunoglobulinov IgG, IgM, IgA, IgD in IgE. Najpogostejše protitelo v serumu sesalcev je imunoglobulin IgG (približno 70%).

Vsaka veriga protitelesa ima amino terminal in karboksilni terminal. Del, ki lahko veže antigene, je na koncu amino skupine, toda karboksilno terminalno območje narekuje biološko aktivnost.

Humoralni imunski odziv

Karboksilno končno območje protiteles, podobnih IgG, posebej prepoznajo fagocitne celice, kot so nevtrofili in makrofagi, ki imajo zanjo posebne receptorje.

To prepoznavanje vključuje stik med receptorjem in protitelesom in prav ta zveza olajša fagocitozo in razgradnjo antigenov znotraj fagocitnih celic.

Za razliko od IgG se drugi razredi imunoglobulinov ne nahajajo v izločkih in tkivih. Vendar pa so prav tako koristne pri pridobivanju imunskega odziva.

IgM imunoglobulini (10% serumskih imunoglobulinov) so močni aktivatorji komplementarnega sistema, zato delujejo v lizi antigena in povečajo odpornost.

IgA imunoglobulini (20% serumskih imunoglobulinov) se proizvajajo v limfoidnih tkivih in se predelajo in transportirajo na sluznico pljuč in prebavil. Delujejo na nevtralizacijo virusov in drugih antigenov, ki vstopajo v površine sluznice.

IgD se veže na B limfocite in deluje kot antigenski receptor, IgE (znan kot alergijsko protitelo) pa se prek specifičnih receptorjev veže na površino mastocitov in bazofilcev. Oba imunoglobulina sta v zelo nizki koncentraciji v serumu.

Primeri

Protitelesa, ki jih proizvajajo glavni učinki humoralnega imunskega odziva (B-limfociti), lahko "sprožijo" ali "aktivirajo" različne odzivne mehanizme proti različnim vrstam groženj.

Na primer, imunoglobulini IgG so aktivatorji tistega, kar je znano kot "kaskada komplementa", ki deluje na nevtralizacijo virusnih delcev in tako preprečuje njihovo vezavo na gostiteljske celice.

Med nosečnostjo mati prenaša protitelesa na plod skozi trofoblastične celice v posteljici, ki imajo receptorje z visoko afiniteto do karboksilnega konca imunoglobulinov, kot je IgG.

Humoralni odziv na bakterije, ki imajo "kapsule", sestavljene iz polisaharidov, posreduje imunoglobulin M, ki spodbuja fagocitozo teh mikroorganizmov.

Drugi pomemben primer humoralne imunosti je sistemski odziv na parazite, kjer IgE "usmeri" njihovo uničenje skozi eozinofilne celice.

Reference

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Celična in molekularna imunologija (3. izd.). Madrid: McGraw-Hill.
2. Carroll, MC in Isenman, DE (2012). Ureditev humorne imunitete po dopolnilih. Imuniteta, 37 (2), 199–207.
3. Kindt, T., Goldsby, R., in Osborne, B. (2007). Kubyjeva imunologija (6. izd.). Mehika DF: McGraw-Hill Interamericana iz Španije.
4. Klein, T. (2007). Pridobljeni imunski odziv. V xPharm: Celovita referenca farmakologije (str. 1–5).
5. Lishner, H., & DiGeorge, A. (1969). Vloga timusa v humoralni imunosti. Lancet, 2, 1044–1049.
6. Medzhitov, R., in Janeway, C. (2000). Prirojena imuniteta. The New England Journal of Medicine, 338–344.
7. Merlo, LMF, & Mandik-Nayak, L. (2013). Prilagodljiva imunost: B celice in protitelesa. Pri raku Imunoterapija: imunsko zatiranje in rast tumorja: druga izdaja (str. 25–40).
8. Silverstein, AM (1979). Zgodovina imunologije. Celična proti humorni imuniteti: determinanti in posledice epske bitke 19. stoletja. Celična imunologija, 48 (1), 208–221.
9. Steinman, RM (2008). Povezava prirojene s prilagodljivo imunostjo skozi dendritične celice. Prirojena imunost na pljučno okužbo (str. 101–113).
10. Tan, TT in Coussens, LM (2007). Humoralna imunost, vnetja in raka. Trenutno mnenje o imunologiji, 19 (2), 209–216.
11. Twigg, HL (2005). Humoralna imunska obramba (protitelesa): nedavni napredek. Zbornik Ameriškega torakalnega društva, 2 (5), 417–421.
12. Wherry, EJ, & Masopust, D. (2016). Prilagodljiva imuniteta: nevtraliziranje, odpravljanje in spominanje za naslednjič. V virusni patogenezi: od osnov do sistemske biologije: tretja izdaja (str. 57–69).