HUMORĀLĀ IMUNITĀTE: TEORIJA, EFEKTORMEHĀNISMI, PIEMĒRI - ZINĀTNE - 2025

Humorālo imunitāti , kas pazīstams arī kā imūnās atbildes reakcijas vidutāji antivielām, ir viens no svarīgākajiem mehānismiem organismiem aizsardzību pret iebrukumu mikroorganismiem vai toksīnu ekstracelulāro.

Konkrēti, humorālā imunitāte attiecas uz imunitāti, ko mediē asins faktori, kas ir seruma proteīni, kas pazīstami kā "antivielas" un kas darbojas reakcijā uz infekcijām un ir īpaši ražoti, reaģējot uz "antigēnu" klātbūtni.

Daži no antivielu efektiem, kas veidojas humorālās imūnās atbildes laikā (Avots: Bekija Boone, izmantojot Wikimedia Commons)

Zīdītāja imūnsistēmu var iedalīt iedzimtā imūnsistēmā un adaptīvajā imūnsistēmā. Iedzimtā imūnsistēma sastāv no dažādiem elementiem, kas darbojas kā fiziski un ķīmiski šķēršļi iebrucēju iekļūšanai ķermenī.

Starp šādiem šķēršļiem ir epitēlija un dažas no tām ražotajām vielām; ir iesaistīti arī daži specifiski šūnu tipi, kas kopā pārstāv ķermeņa pirmo aizsardzības sistēmu.

Adaptīvā vai specifiskā imūnsistēma ir nedaudz sarežģītāka un "attīstīta", jo tā tiek iedarbināta, reaģējot uz infekcijas izraisītāju iedarbību vai saskarē ar noteiktiem mikroorganismiem, lai gan abas sistēmas parasti darbojas kopā.

Tiek uzskatīts, ka tā ir īpaša sistēma, jo tā rodas, reaģējot uz noteiktiem determinantiem, un to medijē ļoti specializētas šūnas, kurām ir arī spēja "atcerēties" un ātrāk un ar lielāku "spēku" vai "efektivitāti" reaģēt uz atkārtotu iedarbību uz tas pats iebrucējs.

Humorālā imunitāte ir viena no adaptīvās vai specifiskās imunitātes apakškategorijām, kuru arī klasificē zem šūnu imunitātes. Abu veidu reakcijas atšķiras viena no otras atkarībā no iesaistītās imūnsistēmas sastāvdaļas.

Teorija

Humorālās imunitātes teorija, kas bija intensīvu pētījumu un debašu gadu rezultāts, ierosina, ka imunitāti mediē vielas, kas atrodas ķermeņa šķidrumos vai "humori".

Šo teoriju izstrādāja daudzi zinātnieki, kuri patstāvīgi pētīja un aprakstīja daudzus efektorus, kas iesaistīti šādos reakcijas mehānismos.

Pols Ehrlics, iespējams, bija viens no ietekmīgākajiem, kurš 1900. gadu sākumā veica padziļinātos antigēna un antivielu komplementaritātes pētījumus.

Nedaudz vēstures

Slavenais imunologs Rūdolfs Viršovs 1858. gadā konstatēja, ka visas ķermeņa patoloģijas ir radušās nepareizu to šūnu elementu darbības dēļ, kas ir atbildīgi par aizsardzību, nevis “šķīstošo humoru neatbilstības dēļ”.

Nedaudz vairāk kā 25 gadus vēlāk, 1884. gadā, Eli Metchnikoff atklāja pirmo fagocītiskās teorijas publikāciju, kas mūsdienās veido un atbalsta šūnu mediētās imunitātes (šūnu imunitāte) teorijas galvenos pamatus.

Daudzi Metchnikoff iznīcinātāji mēģināja "atspēkot" viņa apgalvojumus, un 1888. gadā Džordžs Nutalls, veicot virkni eksperimentu, kas bija paredzēts Metchnikoff teoriju pārbaudei, novēroja, ka normālu dzīvnieku serumam ir "dabiska toksicitāte" pret noteiktiem mikroorganismi.

Tādā veidā zinātnes pasaulē kļuva populārs, ka bez veseliem vai “īpaši imunizētiem” dzīvniekiem no šūnām nonākuši šķidrumi var nogalināt baktērijas, tāpēc, lai izskaidrotu iedzimto un iegūto imunitāti, nevajadzēja ķerties pie šūnu teorijas. .

Pirmie, kas eksperimentāli pārbaudīja humorālās imūnās atbildes esamību, bija Emīls fon Behrings un Shibasaburo Kitasato 1800. gadu beigās. Von Behring un Kitasato parādīja, ka difterijas un stingumkrampju izraisītās imūnās atbildes ir saistītas ar antivielu klātbūtni pret eksotoksīns.

1900. gadu sākumā Kārlis Landsteiners un citi pētnieki saprata, ka citi toksīni un nebakteriālas izcelsmes vielas var radīt humorālu imunitāti.

Neilgi pēc tam termins "antiviela" tika izveidots kā vispārējs, lai apzīmētu tās īpašās vielas, kuras varētu darboties kā antitoksīni pret "antigēniem".

Vārds antigēns bija termins, ko izmantoja, lai definētu vielas, kas izraisa humorālo antivielu ražošanu.

Efektoru mehānismi

Gan humorālo imūnreakciju, gan šūnu imūno reakciju mediē šūnu tips, kas pazīstams kā limfocīti.

Galvenie šūnu imunitātes veicinātāji ir T limfocīti, savukārt B limfocīti reaģē uz svešu antigēnu klātbūtni un pārveidojas antivielas ražojošās šūnās, kas raksturīgas humorālajai imunitātei.

Humorālā imunitāte ir galvenais aizsardzības mehānisms pret ārpusšūnu mikroorganismiem un citiem toksīniem, savukārt šūnu imunitāte veicina intracelulāro patogēnu izvadīšanu, kuri ir “nepieejami” antivielu atpazīšanai.

Humorālās imūnās atbildes fāzes

Papildus šūnu imūnās atbildes reakcijai humorālo reakciju var iedalīt trīs fāzēs: viena atpazīšanas, otra aktivizēšanas un otra iedarbībā.

Atpazīšanas fāze sastāv no antigēnu saistīšanās ar specifiskiem membrānas receptoriem uz nobriedušu B limfocītu šūnu virsmas.

Antivielas darbojas kā šādi "receptori" un spēj atpazīt olbaltumvielas, polisaharīdus, lipīdus un citas "svešas" ārpusšūnu vielas.

Aktivizācijas fāze sākas ar limfocītu proliferāciju pēc antigēnu atpazīšanas un turpinās ar diferenciāciju vai nu citās efektoru šūnās, kuras spēj izvadīt antigēnus, vai atmiņas šūnās, kas spēj izraisīt ātrāku reakciju pēc jaunas iedarbības uz to. antigēns.

Efektorfāzes laikā limfocītus, kas veic antigēnu atdalīšanas funkcijas, sauc par "efektoršūnām", lai gan parasti tiek iesaistītas citas šūnas, kuras arī piedalās iedzimtā imūnā atbildē un kuras fagocitozē un izvada svešus aģentus.

Limfocīti un antivielas

Antivielām, kuras ražo limfocīti vai B šūnas, ir fizioloģiska funkcija - neitralizēt un izvadīt antigēnu, kas inducēja to veidošanos, un humorālā imūnsistēma var reaģēt uz dažādu antigēnu daudzveidību.

B limfocīti rodas kaulu smadzenēs, reaģējot uz noteiktu antigēnu (tie ir specifiski), un tas notiek pirms antigēnas stimulācijas. Noteiktu antivielu ekspresija izraisa proliferāciju un diferenciācijas reakcijas vairāk antivielas izdalošām B šūnām.

Signalizācija starp T un B šūnām, lai aktivizētu pēdējās (Avots: Manuel Mellina Vicente, izmantojot Wikimedia Commons)

Tomēr atkarībā no antigēna rakstura diferenciācijai un proliferācijai ir nepieciešams papildu signāls, ko dod īpašs T limfocītu tips, ko sauc par "helper T limfocītu", kas izdala B šūnu aktivizējošos faktorus.

Imūnglobulīni

Tā kā tās galvenokārt atrodamas asins šķidrumos, B šūnu ražotās antivielas sauc par imūnglobulīniem. Šīm olbaltumvielu molekulām ir divas smagas un divas vieglas glikoproteīnu ķēdes, kas savstarpēji savienotas caur disulfīdu tiltiem (SS).

Imūnglobulīna G (IgG) struktūra (Avots: w: Lietotājs: AJVincelli, izmantojot Wikimedia Commons)

Vieglās ķēdes sauc par "kappa" un "lambda", bet ir 5 smago ķēžu veidi, kurus sauc par gamma (G), mu (M), alfa (A), delta (D) un epsilon (E). ).

Vieglo un smago ķēžu kombinācija beidzas ar imūnglobulīnu IgG, IgM, IgA, IgD un IgE veidošanos. Visizplatītākā antiviela zīdītāju serumā ir imūnglobulīna IgG (aptuveni 70%).

Katrā antivielas ķēdē ir aminotermināls un karboksiltermināls gals. Daļa, kas spēj saistīt antigēnus, atrodas aminoterminālajā galā, bet karboksilterminālais reģions ir tas, kas diktē bioloģisko aktivitāti.

Humora imūnā atbilde

IgG līdzīgo antivielu karboksilterminālo reģionu īpaši atpazīst fagocītiskās šūnas, piemēram, neitrofīli un makrofāgi, kuriem ir īpaši receptori.

Šī atpazīšana ietver kontaktu starp receptoru un antivielu, un tieši šī savienība veicina fagocitozi un antigēnu sadalīšanos fagocītiskajās šūnās.

Atšķirībā no IgG, citas imūnglobulīnu klases nav atrodamas sekrēcijās un audos. Tomēr tie ir tikpat noderīgi, lai izraisītu imūno reakciju.

IgM imūnglobulīni (10% no seruma imūnglobulīniem) ir spēcīgi komplementa sistēmas aktivatori, tāpēc tie darbojas antigēna lizē un palielina rezistenci.

IgA imūnglobulīni (20% seruma imūnglobulīnu) tiek ražoti limfoīdos audos un tiek apstrādāti un transportēti uz plaušu gļotādu un kuņģa-zarnu traktu. Viņi darbojas, lai neitralizētu vīrusus un citus antigēnus, kas nonāk gļotādas virsmās.

IgD ir piesaistīts B limfocītiem un darbojas kā antigēna receptors, savukārt IgE (pazīstams kā alerģiska antiviela) caur specifiskiem receptoriem ir saistīts ar tuklo šūnu un bazofilu virsmu. Abi imūnglobulīni serumā ir ļoti zemā koncentrācijā.

Piemēri

Antivielas, ko ražo humorālās imūnās atbildes galvenie efektori (B limfocīti), spēj "izraisīt" vai "aktivizēt" dažādus atbildes mehānismus pret dažāda veida draudiem.

Piemēram, IgG imūnglobulīni ir tā saucamās "komplementa kaskādes" aktivatori, kas darbojas, lai neitralizētu vīrusu daļiņas, tādējādi novēršot to saistīšanos ar saimnieka šūnām.

Grūtniecības laikā māte nodod antivielas auglim caur trofoblastiskajām šūnām placentā, kurām ir receptori ar augstu afinitāti pret imūnglobulīnu karboksilterminālu, piemēram, IgG.

Humorālo reakciju uz baktērijām, kurām ir "kapsulas", kas sastāv no polisaharīdiem, mediē imūnglobulīns M, kas veicina šo mikroorganismu fagocitozi.

Vēl viens svarīgs humorālās imunitātes piemērs ir sistēmiska reakcija uz parazītiem, kur IgE "novirza" to iznīcināšanu caur eozinofīlajām šūnām.

Atsauces

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Šūnu un molekulārā imunoloģija (3. izd.). Madride: Makgreivs.
2. Carroll, MC un Isenman, DE (2012). Humorālās imunitātes regulēšana ar komplementa palīdzību. Imunitāte, 37 (2), 199–207.
3. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Kubija imunoloģija (6. izdevums). Meksika DF: McGraw-Hill Interamericana no Spānijas.
4. Kleins, T. (2007). Iegūtā imūnā atbilde. In xPharm: visaptverošā farmakoloģijas atsauce (1. – 5. Lpp.).
5. Lishner, H., un DiGeorge, A. (1969). Aizkrūts dziedzera loma humorālajā imunitātē. Lancet, 2, 1044–1049.
6. Medžitovs, R., un Džeinvejs, C. (2000). Iedzimta imunitāte. The New England Journal of Medicine, 338–344.
7. Merlo, LMF, & Mandik-Nayak, L. (2013). Adaptīvā imunitāte: B šūnas un antivielas. Vēža imūnterapijā: imūnsistēmas nomākums un audzēja augšana: otrais izdevums (25. – 40. Lpp.).
8. Silverstein, AM (1979). Imunoloģijas vēsture. Šūna pret humorālo imunitāti: 19. gadsimta episkās kaujas faktori un faktori. Cellular Immunology, 48 (1), 208–221.
9. Šteinmans, RM (2008). Iedzimto sasaiste ar adaptīvo imunitāti caur dendrītiskajām šūnām. Iedzimtā imunitāte pret plaušu infekciju (101. – 113. Lpp.).
10. Tan, TT, & Coussens, LM (2007). Humora imunitāte, iekaisums un vēzis. Pašreizējais atzinums imunoloģijā, 19. (2), 209. – 216.
11. Twigg, HL (2005). Humora imūnā aizsardzība (antivielas): jaunākie sasniegumi. American Thoracic Society raksti, 2 (5), 417. – 421.
12. Wherry, EJ, & Masopust, D. (2016). Adaptīvā imunitāte: neitralizēšana, novēršana un atcerēšanās nākamajai reizei. Vīrusu patoģenēzē: no pamatiem līdz sistēmu bioloģijai: trešais izdevums (57. – 69. Lpp.).