B LIMFOCITI: ZNAČILNOSTI, ZGRADBA, FUNKCIJE, VRSTE - BIOLOGIJA - 2026

V limfociti B ali B celice, pripadajo levkocitov skupino, ki sodeluje pri humoralnega sistem imunskega odziva. Zanje je značilno, da proizvajajo protitelesa, ki prepoznajo in napadajo specifične molekule, za katere so zasnovane.

Limfociti so bili odkriti v petdesetih letih prejšnjega stoletja, obstoj dveh različnih vrst (T in B) pa je dokazal David Glick med študijem imunskega sistema perutnine. Vendar je bila karakterizacija celic B izvedena med sredino šestdesetih in začetkom sedemdesetih let prejšnjega stoletja.

Fotografija človeškega B limfocita (Vir: NIAID prek Wikimedia Commons)

Protitelesa, ki jih tvorijo limfociti B, delujejo kot učinki humoralnega imunskega sistema, saj sodelujejo pri nevtralizaciji antigenov ali olajšajo njihovo izločanje z drugimi celicami, ki sodelujejo z omenjenim sistemom.

Obstaja pet glavnih razredov protiteles, to so beljakovine v krvi, znane kot imunoglobulini. Vendar je najbolj razširjeno protitelo znano kot IgG in predstavlja več kot 70% imunoglobulinov, izločenih v serumu.

Značilnosti in struktura

Limfociti so majhne celice, premera 8 do 10 mikronov. Imajo velika jedra z obilno DNK v obliki heterokromatina. Nimajo specializiranih organelov in mitohondrijev, ribosomi in lizosomi v majhnem preostalem prostoru med celično membrano in jedrom.

B celice, pa tudi T limfociti in druge hematopoetske celice izvirajo iz kostnega mozga. Ko se komajda "lotijo" limfoidne linije, še ne izražajo površinskih antigenih receptorjev, zato se ne morejo odzvati na noben antigen.

Med zorenjem pride do izražanja membranskih receptorjev in takrat jih lahko spodbudijo določeni antigeni, kar povzroči njihovo poznejšo diferenciacijo.

Ko dozorijo, se te celice sprostijo v krvni obtok, kjer predstavljajo edino celično populacijo s sposobnostjo sinteze in ločevanja protiteles.

Vendar prepoznavanje antigena, pa tudi večina dogodkov, ki se zgodijo takoj po tem, ne pojavljajo v obtoku, temveč v "sekundarnih" limfoidnih organih, kot so vranica, bezgavke, dodatek, tonzile in Peyerjevi obliži.

Razvoj

B limfociti izvirajo iz skupnega predhodnika med T-celicami, naravnimi celicami (NK) in nekaterimi dendritičnimi celicami. Ko se razvijejo, te celice selijo na različne lokacije v kostnem mozgu, njihovo preživetje pa je odvisno od specifičnih topnih dejavnikov.

Proces diferenciacije ali razvoja se začne s preureditvijo genov, ki kodirajo težke in lahke verige protiteles, ki bodo kasneje nastala.

Lastnosti

Limfociti skupine B imajo v obrambnem sistemu zelo posebno funkcijo, saj so njihove funkcije očitne, ko receptorji na njihovi površini (protitelesa) pridejo v stik z antigeni iz "invazivnih" ali "nevarnih" virov, ki jih prepoznamo kako čudno.

Interakcija membrana receptor-antigen sproži aktivacijski odziv v B-limfocitih, in sicer tako, da se te celice razmnožijo in diferencirajo v efektorske ali plazemske celice, ki lahko izločijo več protiteles v krvni obtok, kot je tisto, ki ga prepozna antigen, ki ga je sprožil odgovor.

Delovanje limfocitov v imunskih odzivih (Vir: SPQR10 prek Wikimedia Commons)

Protitelesa v primeru humoralnega imunskega odziva igrajo vlogo efektorjev, antigene, ki jih "označijo" ali "nevtralizirajo", pa lahko odstranimo na različne načine:

- Protitelesa se lahko vežejo na različne molekule antigena in tvorijo agregate, ki jih prepoznajo fagocitne celice.

- Antigene, prisotne na membrani invazivnega mikroorganizma, lahko prepoznamo po protitelesih, ki aktivirajo tako imenovani "sistem komplementa". Ta sistem doseže lizo invazivnega mikroorganizma.

- V primeru antigenov, ki so toksini ali virusni delci, se protitelesa, posebej izločena proti tem molekulam, lahko vežejo nanje, jih prevlečejo in preprečijo njihovo interakcijo z drugimi celičnimi komponentami gostitelja.

V zadnjih dveh desetletjih smo bili priča številnim preiskavam, povezanim z imunskim sistemom, in omogočile razjasnitev dodatnih funkcij celic B. Te funkcije vključujejo predstavitev antigenov, proizvodnjo citokinov in "supresivno" sposobnost, določeno z izločanjem interlevkin IL-10.

Vrste

B celice lahko razdelimo v dve funkcionalni skupini: efektorske B celice ali plazemske B celice in spominske B celice.

Celice z učinkom B

Limfociti plazemskih celic ali efektor B so celice, ki proizvajajo protitelesa in krožijo v krvni plazmi. So sposobni proizvajati in sproščati protitelesa v krvni obtok, vendar imajo majhno število teh antigenih receptorjev, povezanih z njihovimi plazemskimi membranami.

Te celice v relativno kratkem času proizvajajo veliko število molekul protiteles. Ugotovljeno je bilo, da lahko efektor B limfociti proizvede stotine tisoč protiteles na sekundo.

B celice pomnilnika

Pomnilniški limfociti imajo daljši razpolovni čas kot efektorske celice, in ker gre za klone celice B, ki se je aktivirala s prisotnostjo antigena, izražajo enake receptorje ali protitelesa kot celica, ki jih je povzročila.

Aktivacija

Aktivacija B limfocitov se pojavi po vezavi molekule antigena na imunoglobuline (protitelesa), vezana na membrano celic B.

Interakcija antigen-protitelo lahko sproži dva odziva: (1) protitelo (membranski receptor) lahko oddaja notranje biokemijske signale, ki sprožijo proces aktivacije limfocitov, ali (2) lahko antigen internaliziramo.

Internalizacija antigena v endosomskih veziklih vodi k njegovi encimski predelavi (če gre za beljakovinski antigen), kjer se nastali peptidi "predstavijo" na površini celice B z namenom, da jih prepoznajo pomožni limfociti T.

Limfociti Helper T opravljajo funkcije izločanja topnih citokinov, ki modulirajo ekspresijo in izločanje protiteles v krvni obtok.

Zorenje

Za razliko od tega, kar se zgodi pri pticah, limfociti sesalcev B dozorijo v kostnem mozgu, kar pomeni, da ko zapustijo to mesto, izražajo specifične membranske receptorje za vezavo membranskih antigenov ali protiteles.

Med tem postopkom so druge celice odgovorne za izločanje nekaterih dejavnikov, ki dosežejo diferenciacijo in zorenje limfocitov B, kot je interferonska gama (IFN-γ).

Membrana protiteles, ki so na površini celic B, so tista, ki določajo antigensko specifičnost vsake od njih. Ko ti dozorijo v kostnem mozgu, je specifičnost določena z naključnimi preureditvami segmentov gena, ki kodira molekulo protiteles.

Vsako polno zrele celice B imajo samo dva funkcionalna gena, ki kodirata težke in lahke verige specifičnega protitelesa.

Odslej imajo vsa protitelesa, ki jih proizvaja zrela celica in njeni potomci, enako antigensko specifičnost, to je, da so zavezana antigenski rodu (tvorijo isto protitelo).

Glede na to, da je genska preureditev, ki jo limfociti B doživljajo, ko dozorijo, naključna, se ocenjuje, da vsaka celica, ki je rezultat tega procesa, izraža edinstveno protitelo in tako ustvari več kot 10 milijonov celic, ki izražajo protitelesa na različne antigene.

Med procesom zorenja se selektivno izločijo limfociti skupine B, ki prepoznajo zunajcelične ali membranske sestavine organizma, ki jih proizvaja, s čimer se zagotovi, da se populacije "avto-protiteles" ne širijo.

Protitelesa

Protitelesa predstavljajo enega od treh razredov molekul, ki lahko prepoznajo antigene, druga dva sta molekula receptorjev T (TCR) in glavni protein histokompatibilnosti (MHC). ).

Za razliko od TCR in MHC imajo protitelesa večjo antigensko specifičnost, njihova afiniteta do antigenov je veliko večja in so jih bolje raziskali (zahvaljujoč lažjemu čiščenju).

Preprosta shematična predstavitev protiteles (imunoglobulin) (Vir: DO11.10 prek Wikimedia Commons)

Protitelesa so lahko na površini celic B ali na membrani endoplazemskega retikuluma. Običajno jih najdemo v krvni plazmi, lahko pa tudi v intersticijski tekočini nekaterih tkiv.

- Struktura

Obstajajo molekule protiteles različnih razredov, vendar so vsi glikoproteini sestavljeni iz dveh težkih in dveh lahkih polipeptidnih verig, ki sestavljata identična para in sta skupaj povezana z disulfidnimi mostovi.

Med lahkimi in težkimi verigami se oblikuje nekakšna "razcepka", ki ustreza mestu vezave protitelesa z antigenom. Vsaka lahka veriga imunoglobulina tehta približno 24 kDa, vsaka težka veriga pa med 55 ali 70 kDa. Lahke verige se vežejo na težko verigo, težke verige pa se tudi vežejo med seboj.

Strukturno gledano lahko protitelo razdelimo na dva "dela": eden je odgovoren za prepoznavanje antigena (N-terminalno območje) in drugi za biološke funkcije (C-terminalno območje). Prvo je znano kot spremenljivo območje, drugo pa konstantno.

Nekateri avtorji opisujejo molekule protiteles kot glikoproteine ​​v obliki črke Y, zahvaljujoč se strukturi kontaktne reže antigena, ki se tvori med obema verigama.

- Vrste protiteles

Lahke verige protiteles so označene kot "kappa" in "lambda" (κ in λ), vendar obstaja 5 različnih vrst težkih verig, ki podeljujejo identiteto vsakemu izotipu protiteles.

Opredeljenih je pet imunoglobulinskih izotipov, za katere je značilna prisotnost težkih verig γ, μ, α, δ in ε. To so IgG, IgM, IgA, IgD in IgE. Tako IgG kot IgA je mogoče razdeliti na druge podtipe, imenovane IgA1, IgA2, IgG1, IgG2a, IgG2b in IgG3.

Imunoglobulin G

To je najpogostejše protitelo od vseh (več kot 70% vseh), zato nekateri avtorji to navajajo kot edino protitelo, ki je prisotno v krvnem serumu.

IgG imajo težke verige, označene s črko "γ", ki tehtajo med 146 in 165 kDa v molekulski masi. Sekreirajo jih kot monomere in jih najdemo v koncentraciji od 0,5 do 10 mg / ml.

Razpolovni čas teh celic se giblje od 7 do 23 dni in imajo funkcije nevtralizacije bakterij in virusov, poleg tega pa posredujejo citotoksičnost, ki je odvisna od protiteles.

Imunoglobulin M

IgM najdemo kot pentamer, torej ga najdemo kot kompleks, sestavljen iz petih enakih deležev beljakovin, vsaka s svojimi dvema lahkima verigama in dvema težkima verigama.

Kot rečeno, se težka veriga teh protiteles imenuje μ; ima molekulsko maso 970 kDa in ga najdemo v serumu v približni koncentraciji 1,5 mg / ml, razpolovni čas med 5 in 10 dnevi.

Sodeluje pri nevtralizaciji toksinov bakterijskega izvora in pri "opsonizaciji" teh mikroorganizmov.

Imunoglobulin A

IgA so monomerna in občasno dimerna protitelesa. Njihove težke verige so označene z grško črko "α" in imajo molekulsko maso 160 kDa. Njihova razpolovna doba ni večja od 6 dni in jih najdemo v serumu v koncentraciji 0,5-0,3 mg / ml.

Tako kot IgM ima tudi IgA sposobnost nevtralizacije bakterijskih antigenov. Imajo tudi protivirusno delovanje in so ga našli kot monomere v telesnih tekočinah in kot dimerje na epitelijskih površinah.

Imunoglobulin D

IgD najdemo tudi kot monomere. Njihove težke verige imajo molekulsko maso približno 184 kDa in so označene z grško črko "δ". Njihova koncentracija v serumu je zelo nizka (manj kot 0,1 mg / ml), razpolovni čas pa je 3 dni.

Te imunoglobuline lahko najdemo na površini zrelih B celic in pošiljajo signale navznoter preko citosolnega "repa".

Imunoglobulin E

Težke verige IgE so označene kot "ε" verige in tehtajo 188 kDa. Ti proteini so tudi monomeri, razpolovna doba je manjša od 3 dni, njihova koncentracija v serumu pa je skoraj zanemarljiva (manj kot 0,0001).

IgE imajo funkcije pri vezavi mastocitov in bazofilov, posredujejo tudi alergijske odzive in odzive proti parazitskim črvom.

Reference

1. Hoffman, W., Lakkis, FG, & Chalasani, G. (2015). B celice, protitelesa in še več. Clinical Journal of American Society of Nephrology, 11, 1–18.
2. Lebien, TW, in Tedder, TF (2009). B Limfociti: kako se razvijajo in delujejo. Kri, 112 (5), 1570–1580.
3. Mauri, C., & Bosma, A. (2012). Imunsko regulativno delovanje celic B. Annu Rev. Immunol. , 30, 221–241.
4. Melchers, F., Andersson, J. (1984). B Aktivacija celic: Trije koraki in njihove različice. Celica, 37, 715-720.
5. Tarlinton, D. (2018). B celice so še vedno sprednje in v središču imunologije. Nature Review Immunology, 1–2.
6. Walsh, ER, & Bolland, S. (2014). B celice: Razvoj, diferenciacija in regulacija s receptorjem Fcγ IIB v humoralnem imunskem odzivu. V protitelesu Fc: povezovanje adaptivne in prirojene imunosti (str. 115–129).