B LIMFOCĪTI: RAKSTUROJUMS, STRUKTŪRA, FUNKCIJAS, VEIDI - BIOLOĢIJA - 2025

Par B limfocīti jeb B šūnām, pieder leikocītu grupā iesaistīti humorāla imūnās reaģēšanas sistēmu. Viņiem raksturīga antivielu ražošana, kas atpazīst un uzbrūk specifiskām molekulām, kurām tās ir paredzētas.

Limfocīti tika atklāti piecdesmitajos gados un divu dažādu tipu (T un B) esamību demonstrēja Deivids Gliks, pētot mājputnu imūnsistēmu. Tomēr B šūnu raksturojums tika veikts no 1960. gadu vidus līdz 70. gadu sākumam.

Cilvēka B limfocīta fotoattēls (Avots: NIAID, izmantojot Wikimedia Commons)

Antivielas, kuras ražo B limfocīti, darbojas kā humorālās imūnsistēmas efektori, jo tās piedalās antigēnu neitralizācijā vai atvieglo to izvadīšanu citām šūnām, kas sadarbojas ar minēto sistēmu.

Pastāv piecas galvenās antivielu klases, kas ir asins proteīni, kas pazīstami kā imūnglobulīni. Tomēr visizcilākā antiviela ir zināma kā IgG, un tā pārstāv vairāk nekā 70% imūnglobulīnu, kas izdalās serumā.

Raksturojums un uzbūve

Limfocīti ir mazas šūnas, kuru diametrs ir no 8 līdz 10 mikroniem. Viņiem ir lieli kodoli ar bagātīgu DNS heterohromatīna formā. Viņiem nav specializētu organellu un mitohondriji, ribosomas un lizosomas atrodas nelielā atlikušajā telpā starp šūnas membrānu un kodolu.

B šūnas, kā arī T limfocīti un citas asinsrades šūnas rodas kaulu smadzenēs. Kad viņi tik tikko ir "apņēmušies" rīkoties ar limfoīdiem, viņi vēl neizpauž antigēnus virsmas receptorus, tāpēc viņi nevar reaģēt uz jebkuru antigēnu.

Membrānas receptoru ekspresija notiek nogatavināšanas laikā, un tieši tad tos var stimulēt noteikti antigēni, kas izraisa to turpmāko diferenciāciju.

Pēc nobriešanas šīs šūnas tiek izlaistas asinsritē, kur tās pārstāv vienīgo šūnu populāciju ar spēju sintezēt un izdalīt antivielas.

Tomēr antigēna atpazīšana, tāpat kā vairums notikumu, kas notiek tūlīt pēc tam, notiek nevis asinsritē, bet “sekundārajos” limfoīdo orgānos, piemēram, liesā, limfmezglos, papildinājumā, mandeles un Peijera ielāpi.

Attīstība

B limfocīti rodas no kopīga prekursora starp T šūnām, dabisko killer (NK) šūnām un dažām dendrītiskajām šūnām. Attīstoties, šīs šūnas migrē uz dažādām vietām kaulu smadzenēs, un to izdzīvošana ir atkarīga no īpašiem šķīstošiem faktoriem.

Diferenciācijas vai attīstības process sākas ar gēnu pārkārtošanu, kas kodē antivielu smago un vieglo ķēdi, kas vēlāk tiks ražoti.

Iespējas

B limfocītiem ir ļoti īpaša funkcija attiecībā uz aizsardzības sistēmu, jo to funkcijas ir acīmredzamas, kad uz to virsmas esošie receptori (antivielas) nonāk saskarē ar antigēniem no “invazīviem” vai “bīstamiem” avotiem, kas ir atzīti cik dīvaini.

Membrānas receptoru un antigēnu mijiedarbība izraisa aktivizācijas reakciju B limfocītos tādā veidā, ka šīs šūnas proliferējas un diferencējas efektoru vai plazmas šūnās, kas spēj izdalīt asinsritē vairāk antivielu, piemēram, tādu, kuru atpazīst antigēns, kuru tas izdalīja. atbilde.

Limfocītu darbība imūnās atbildēs (Avots: SPQR10, izmantojot Wikimedia Commons)

Humorālās imūnās atbildes gadījumā antivielas spēlē efektoru lomu, un antigēnus, kurus tie ir “apzīmējuši” vai “neitralizējuši”, var izvadīt dažādos veidos:

- Antivielas var saistīties ar dažādām antigēna molekulām, veidojot agregātus, kurus atpazīst fagocītiskās šūnas.

- Antigēnus, kas atrodas uzbrūkošā mikroorganisma membrānā, var atpazīt ar antivielām, kas aktivizē tā saukto "komplementa sistēmu". Šī sistēma nodrošina iebrukušo mikroorganismu līzi.

- Antigēnu gadījumā, kas ir toksīni vai vīrusu daļiņas, pret šīm molekulām īpaši izdalītās antivielas var tām saistīties, pārklājot tās un novēršot to mijiedarbību ar citiem saimnieka šūnu komponentiem.

Pēdējās divās desmitgadēs ir notikuši daudzi ar imūnsistēmu saistīti pētījumi, kas ļāvuši noskaidrot papildu B šūnu funkcijas, kas ietver antigēnu noformējumu, citokīnu ražošanu un “nomācošo” spēju, ko nosaka interleikīns IL-10.

Veidi

B šūnas var iedalīt divās funkcionālās grupās: efektora B šūnas vai plazmas B šūnas un atmiņas B šūnas.

B efektora šūnas

Plazmas šūnas vai efektora B limfocīti ir antivielas ražojošās šūnas, kas cirkulē asins plazmā. Viņi spēj ražot un atbrīvot antivielas asinsritē, taču viņiem ir mazs šo antigēnu receptoru skaits, kas saistīts ar viņu plazmas membrānām.

Šīs šūnas samērā īsā laikā rada lielu skaitu antivielu molekulu. Konstatēts, ka efektora B limfocīti sekundē var radīt simtiem tūkstošu antivielu.

Atmiņas B šūnas

Atmiņas limfocītiem ir ilgāks eliminācijas pusperiods nekā efektoršūnām, un, tā kā tie ir B šūnas kloni, kurus aktivizēja antigēna klātbūtne, tie izsaka tos pašus receptorus vai antivielas kā šūna, kas tiem deva izcelsmi.

Aktivizēšana

B limfocītu aktivizēšana notiek pēc antigēna molekulas saistīšanās ar imūnglobulīniem (antivielām), kas piesaistīti B šūnu membrānai.

Antigēna un antivielas mijiedarbība var izraisīt divas reakcijas: (1) antiviela (membrānas receptors) var izstarot iekšējus bioķīmiskus signālus, kas izraisa limfocītu aktivizēšanas procesu, vai (2) antigēnu var internalizēt.

Antigēna internalizācija endosomālajos vezikulos noved pie tā fermentatīvas apstrādes (ja tas ir olbaltumvielu antigēns), kur iegūtie peptīdi tiek "uzrādīti" uz B šūnas virsmas ar nolūku, lai viņus atpazītu palīgs T limfocīti.

Palīga T limfocīti veic šķīstošu citokīnu sekrēcijas funkcijas, kas modulē antivielu ekspresiju un sekrēciju asinsritē.

Nogatavināšana

Atšķirībā no tā, kas notiek putniem, zīdītāju B limfocīti nobriest kaulu smadzenēs, kas nozīmē, ka, izejot no šīs vietas, tie izsaka specifiskus membrānas receptorus membrānas antigēnu vai antivielu saistīšanai.

Šī procesa laikā citas šūnas ir atbildīgas par noteiktu faktoru sekrēciju, kas sasniedz B limfocītu diferenciāciju un nobriešanu, piemēram, gamma interferonu (IFN-γ).

Membrānas antivielas, kas atrodas uz B šūnu virsmas, nosaka to antigēnu specifiskumu. Kad šie nobriest kaulu smadzenēs, specifiskumu nosaka ar gēna segmentu nejaušiem pārkārtojumiem, kas kodē antivielu molekulu.

Kad pilnīgi nobriedušas B šūnas, tām ir tikai divi funkcionālie gēni, kas kodē specifiskās antivielas smago un vieglo ķēdi.

Turpmāk visām antivielām, ko ražo nobriedušas šūnas un tās pēcnācēji, ir tāda pati antigēniskā specifitāte, tas ir, viņi ir apņēmušies veidot antigēnu cilmi (tie ražo to pašu antivielu).

Ņemot vērā, ka ģenētiskā pārkārtošanās, kurā B limfocīti nobriest, notiek nejauši, tiek lēsts, ka katra šūna, kas rodas šī procesa rezultātā, izsaka unikālu antivielu, tādējādi veidojot vairāk nekā 10 miljonus šūnu, kas izsaka antivielas pret dažādiem antigēniem.

Nogatavināšanas laikā selektīvi tiek izvadīti B limfocīti, kas atpazīst tos ražojošā organisma ārpusšūnu vai membrānas komponentus, nodrošinot, ka netiek izplatītas “autoantivielu” populācijas.

Antivielas

Antivielas pārstāv vienu no trim molekulu klasēm, kas spēj atpazīt antigēnus, pārējās divas ir T šūnu receptoru molekulas (TCR) un galvenās histocompatibility complex (MHC) olbaltumvielas. ).

Atšķirībā no TCR un MHC, antivielām ir lielāka antigēna specifitāte, to afinitāte pret antigēniem ir daudz augstāka, un tās ir labāk izpētītas (pateicoties to vieglajai attīrīšanai).

Antivielu (imūnglobulīna) vienkāršs shematisks attēlojums (Avots: DO11.10, izmantojot Wikimedia Commons)

Antivielas var atrasties uz B šūnu virsmas vai uz endoplazmas retikulāra membrānas. Parasti tie atrodas asins plazmā, bet tie var būt arī dažu audu intersticiālajā šķidrumā.

- struktūra

Ir dažādu klašu antivielu molekulas, tomēr tie visi ir glikoproteīni, kas sastāv no divām smagām un divām vieglām polipeptīdu ķēdēm, kas veido identiskus pārus un ir savienoti kopā caur disulfīdu tiltiem.

Starp vieglajām un smagajām ķēdēm veidojas sava veida "šķeltne", kas atbilst antivielas saistīšanās vietai ar antigēnu. Katra imūnglobulīna vieglā ķēde sver apmēram 24 kDa, un katra smagā ķēde ir no 55 līdz 70 kDa. Gaismas ķēdes katra saistās ar smago ķēdi, un smagās ķēdes savienojas arī viena ar otru.

Strukturāli antivielas var iedalīt divās “daļās”: viena, kas atbild par antigēna atpazīšanu (N-gala reģions) un otra par bioloģiskajām funkcijām (C-gala reģions). Pirmais ir pazīstams kā mainīgais reģions, bet otrais ir nemainīgs.

Daži autori apraksta antivielu molekulas kā “Y” formas glikoproteīnus, pateicoties antigēna kontakta spraugas struktūrai, kas veidojas starp abām ķēdēm.

- antivielu veidi

Antivielu vieglās ķēdes tiek apzīmētas kā "kappa" un "lambda" (κ un λ), taču ir 5 dažādi smago ķēžu veidi, kas piešķir identitāti katram antivielu izotipam.

Ir definēti pieci imūnglobulīna izotpi, kurus raksturo smago ķēžu γ, μ, α, δ un ε klātbūtne. Tie ir attiecīgi IgG, IgM, IgA, IgD un IgE. Gan IgG, gan IgA, savukārt, var sadalīt citos apakštipos, ko sauc par IgA1, IgA2, IgG1, IgG2a, IgG2b un IgG3.

Imūnglobulīns G

Šī ir visbagātākā antiviela no visām (vairāk nekā 70% no visām), tāpēc daži autori atsaucas uz to kā vienīgo antivielu, kas atrodas asins serumā.

IgG ir smagas ķēdes, kas identificētas ar burtu "γ" un kuru molekulmasa sver no 146 līdz 165 kDa. Tie izdalās kā monomēri un to koncentrācija ir no 0,5 līdz 10 mg / ml.

Šo šūnu pusperiods svārstās no 7 līdz 23 dienām, un tām ir funkcijas baktēriju un vīrusu neitralizācijā, turklāt tās ir starpnieka atkarīgas citotoksicitātes starpība.

Imūnglobulīns M

IgM tiek atrasts kā pentamers, tas ir, tas tiek atrasts kā komplekss, kas sastāv no piecām identiskām olbaltumvielu porcijām, katrai no tām ir divas vieglās ķēdes un divas smagās ķēdes.

Kā minēts, šo antivielu smago ķēdi sauc par μ; tā molekulmasa ir 970 kDa, un tas serumā ir atrodams aptuveni 1,5 mg / ml koncentrācijā, tā eliminācijas pusperiods ir no 5 līdz 10 dienām.

Tas piedalās baktēriju izcelsmes toksīnu neitralizācijā un šo mikroorganismu "opsonizācijā".

Imūnglobulīns A

IgAs ir monomēriskas un reizēm dimēriskas antivielas. Viņu smagās ķēdes apzīmē ar grieķu burtu "α", un to molekulmasa ir 160 kDa. Viņu eliminācijas pusperiods nav ilgāks par 6 dienām, un serumā tie ir atrodami koncentrācijā 0,5–0,3 mg / ml.

Tāpat kā IgM, arī IgA ir spēja neitralizēt baktēriju antigēnus. Viņiem ir arī pretvīrusu aktivitāte, un ir konstatēts, ka tie ir atrodami kā monomēri ķermeņa šķidrumos un kā dimēri uz epitēlija virsmām.

Imūnglobulīns D

IgDs ir atrodami arī kā monomēri. Viņu smago ķēžu molekulmasa ir aptuveni 184 kDa, un tās identificē ar grieķu burtu "δ". Viņu koncentrācija serumā ir ļoti zema (mazāk nekā 0,1 mg / ml), un to eliminācijas pusperiods ir 3 dienas.

Šos imūnglobulīnus var atrast uz nobriedušu B šūnu virsmas un nosūtīt signālus uz iekšu caur citosola “asti”.

Imūnglobulīns E

IgE smagās ķēdes tiek identificētas kā "ε" ķēdes un sver 188 kDa. Šie proteīni ir arī monomēri, to eliminācijas pusperiods ir mazāks par 3 dienām, un to koncentrācija serumā ir gandrīz nenozīmīga (mazāka par 0,0001).

IgE ir funkcijas tuklo šūnu un bazofilu saistīšanā, tie arī pastarpina alerģisko reakciju un reakciju pret parazītiskajiem tārpiem.

Atsauces

1. Hofmans, W., Lakkis, FG, & Chalasani, G. (2015). B šūnas, antivielas un citi. Amerikas Nefroloģijas biedrības klīniskais žurnāls, 11., 1. – 18.
2. Lebiens, TW un siena ārdītājs, TF (2009). B limfocīti: kā tie attīstās un darbojas. Asinis, 112 (5), 1570–1580.
3. Mauri, C., un Bosma, A. (2012). B šūnu imūno regulējošā funkcija. Annu. Imunols. , 30, 221–241.
4. Melchers, F., & Andersson, J. (1984). B šūnu aktivizēšana: trīs soļi un to variācijas. Cell, 37, 715-720.
5. Tarlinton, D. (2018). B šūnas joprojām atrodas imunoloģijas priekšpusē un centrā. Dabas apskats, imunoloģija, 1. – 2.
6. Walsh, ER, & Bolland, S. (2014). B šūnas: Fcγ IIB receptora attīstība, diferenciācija un regulēšana humorālā imūnā atbildē. In Antibody Fc: Adaptīvās un iedzimtas imunitātes sasaiste (115. – 129. Lpp.).