HUMORAL IMMUNITET: TEORI, EFFEKTORMEKANISMER, EKSEMPLER - VITENSKAP - 2026

Den humorale immuniteten , også kjent som immunrespons formidlet av antistoffer, er en av de viktigste mekanismene i organismenes forsvar mot invasjon av mikroorganismer eller giftstoffer som er ekstracellulære.

Spesielt refererer humoral immunitet til immunitet formidlet av blodfaktorer, som er serumproteiner kjent som "antistoffer" som fungerer i respons på infeksjoner og produseres spesifikt som svar på tilstedeværelsen av "antigener."

Noen av effektene av antistoffer produsert under den humorale immunresponsen (Kilde: Becky Boone via Wikimedia Commons)

Immunsystemet til et pattedyr kan deles inn i medfødt immunforsvar og adaptivt immunsystem. Det medfødte immunforsvaret består av de forskjellige elementene som fungerer som fysiske og kjemiske barrierer mot inntreden av invaderende midler i kroppen.

Blant slike barrierer er epitelia og noen av stoffene produsert av dem; noen spesifikke celletyper er også involvert, som sammen representerer kroppens første forsvarssystem.

Det adaptive eller spesifikke immunsystemet er litt mer sammensatt og "utviklet", ettersom det utløses som respons på eksponering for smittestoffer eller kontakt med visse mikroorganismer, selv om begge systemene vanligvis fungerer sammen.

Det sies å være et spesifikt system fordi det forekommer som respons på definerte determinanter og er formidlet av høyspesialiserte celler som også har evnen til å "huske" og svare raskere og med mer "styrke" eller "effektivitet" på gjentatte eksponeringer for samme invaderende agent.

Humoral immunitet er en av underkategoriene til adaptiv eller spesifikk immunitet, som også klassifiseres under cellulær immunitet. Begge typer svar avviker fra hverandre, avhengig av hvilken bestanddel av immunsystemet som er involvert.

Teori

Teorien om humoral immunitet, som var et produkt av intense år med forskning og debatt, foreslår at immunitet blir formidlet av stoffer som er tilstede i kroppsvæsker eller "humors."

Denne teorien ble utviklet av mange forskere, som uavhengig studerte og beskrev mange av effektene involvert i slike responsmekanismer.

Paul Ehrlich var kanskje en av de mest innflytelsesrike, gjennomførte de mest dyptgående studiene av antigen-antistoff-komplementaritet på begynnelsen av 1900-tallet.

Litt historie

Den anerkjente immunologen Rudolph Virchow, i 1858, konstaterte at alle kroppslige patologier skyldtes funksjonsfeil i celleelementene som var ansvarlige for beskyttelse, snarere enn av en "feilpasning av løselig humors".

Drøyt 25 år senere, i 1884, brakte Eli Metchnikoff frem den første publikasjonen av den fagocytiske teorien, som i dag former og støtter hovedbaseene i teorien om cellemediert immunitet (cellulær immunitet).

Mange motbydere av Metchnikoff prøvde å "motbevise" påstandene hans, og det var i 1888 at George Nuttall, gjennomførte en serie eksperimenter designet for å teste Metchnikoffs teorier, observerte at serumet til normale dyr hadde en "naturlig toksisitet" mot visse mikroorganismer.

På en slik måte ble det populært i den vitenskapelige verden at cellefrie væsker fra "sunne" eller "spesielt immuniserte" dyr kunne drepe bakterier, slik at det ikke var nødvendig å ty til celleteori for å forklare medfødt og ervervet immunitet .

De første til å verifisere eksistensen av en humorell immunrespons var Emil von Behring og Shibasaburo Kitasato på slutten av 1800-tallet. Von Behring og Kitasato demonstrerte at immunresponsene utløst av difteri og stivkrampe skyldtes tilstedeværelsen av antistoffer mot exotoxin.

På begynnelsen av 1900-tallet innså Karl Landsteiner og andre forskere at andre giftstoffer og stoffer av ikke-bakteriell opprinnelse kunne gi humoral immunitet.

Begrepet "antistoff" ble kort etterpå myntet som en generalitet, for å referere til de spesifikke stoffene som kunne fungere som antitoksiner mot "antigener".

Ordet antigen var betegnelsen som ble brukt for å definere stoffene som utløser produksjon av humorale antistoffer.

Effektormekanismer

Både humorale immunresponser og cellulære immunresponser er formidlet av en type celle kjent som lymfocytter.

De viktigste hovedpersonene for cellulær immunitet er T-lymfocytter, mens det er B-lymfocytter som reagerer på tilstedeværelsen av fremmede antigener og omdannes til de antistoffproduserende celler som er karakteristiske for humoral immunitet.

Humoral immunitet er den viktigste forsvarsmekanismen mot ekstracellulære mikroorganismer og andre giftstoffer, mens cellulær immunitet bidrar til eliminering av intracellulære patogener, som er "utilgjengelige" for anerkjennelse av antistoffer.

Faser av den humorale immunresponsen

I tillegg til den cellulære immunresponsen, kan den humorale responsen deles inn i tre faser: en av gjenkjennelse, en annen av aktivering og en annen av effekt.

Gjenkjenningsfasen består av binding av antigener til spesifikke membranreseptorer på celleoverflaten til modne B-lymfocytter.

Antistoffer fungerer som slike "reseptorer" og er i stand til å gjenkjenne proteiner, polysakkarider, lipider og andre "fremmede" ekstracellulære stoffer.

Aktiveringsfasen begynner med spredning av lymfocytter etter gjenkjennelse av antigener og fortsetter med differensiering, enten i andre effektorceller som er i stand til å eliminere antigener, eller i minneceller som er i stand til å indusere raskere responser etter en ny eksponering for det. antigen.

I løpet av effektorfasen er lymfocyttene som utøver antigen eliminerende funksjoner kjent som "effektorceller", selv om andre celler vanligvis er involvert, som også deltar i den medfødte immunresponsen, og som fagocytose og eliminerer fremmedstoffer.

Lymfocytter og antistoffer

Antistoffene produsert av lymfocytter eller B-celler har den fysiologiske funksjonen til å nøytralisere og eliminere antigenet som induserte deres dannelse, og det humorale immunsystemet kan svare på en rekke forskjellige antigener.

B-lymfocytter har sin opprinnelse i benmargen som respons på et definert antigen (de er spesifikke), og dette skjer før antigenstimulering. Uttrykket av visse antistoffer utløser spredning og differensieringsresponser fra mer antistoffsekreterende B-celler.

Signaler mellom T-celler og B-celler for aktivering av sistnevnte (Kilde: Manuel Mellina Vicente, via Wikimedia Commons)

Avhengig av antigenets natur, er det imidlertid behov for et tilleggssignal for differensiering og spredning som gis av en spesiell type T-lymfocytt kalt "hjelper T-lymfocytt" som utskiller aktiverende faktorer for B-celler.

immunglobuliner

Siden de hovedsakelig finnes i blodvæsker, kalles antistoffene produsert av B-celler immunoglobuliner. Disse proteinmolekylene har to tunge og to lette glykoproteinkjeder knyttet til hverandre gjennom disulfidbroer (SS).

Struktur av et immunoglobulin G (IgG) (Kilde: w: Bruker: AJVincelli via Wikimedia Commons)

Lette kjedene er kjent som "kappa" og "lambda", men det er 5 typer tunge kjeder som har blitt kalt gamma (G), mu (M), alpha (A), delta (D) og epsilon (E) ).

Kombinasjonen av lette og tunge kjeder ender med dannelsen av immunoglobulinene IgG, IgM, IgA, IgD og IgE. Det mest tallrike antistoffet i pattedyrserum er immunoglobulin IgG (ca. 70%).

Hver kjede av et antistoff har en aminoterminal og en karboksylterminal ende. Delen som er i stand til å binde antigener, er ved den aminoterminale enden, men karboksylterminalregionen er det som dikterer biologisk aktivitet.

Humoral immunrespons

Det karboksylterminale området av IgG-lignende antistoffer er spesielt gjenkjent av fagocytiske celler som neutrofiler og makrofager, som har spesielle reseptorer for det.

Denne gjenkjennelsen innebærer kontakt mellom reseptoren og antistoffet, og det er denne foreningen som letter fagocytose og nedbrytning av antigener i fagocytiske celler.

I motsetning til IgG, er de andre klassene med immunglobuliner ikke funnet i sekresjoner og vev. Imidlertid er de like nyttige for å få frem immunresponsen.

IgM-immunglobuliner (10% av serumimmunoglobuliner) er potente aktivatorer av komplementsystemet, derfor fungerer de i antigenlys og øker i resistens.

IgA-immunglobuliner (20% av serumimmunoglobuliner) produseres i lymfoide vev og behandles og transporteres til slimhinnen i lungene og mage-tarmkanalen. De jobber for å nøytralisere virus og andre antigener som kommer inn i slimhinneoverflater.

IgD er bundet til B-lymfocytter og fungerer som en antigenreseptor, mens IgE (kjent som det allergiske antistoffet) er bundet til overflaten av mastceller og basofiler gjennom spesifikke reseptorer. Begge immunoglobuliner er i veldig lav konsentrasjon i serum.

eksempler

Antistoffene produsert av hovedeffektorer av den humorale immunresponsen (B-lymfocytter) har evnen til å "indusere" eller "aktivere" forskjellige responsmekanismer mot forskjellige typer trusler.

For eksempel er IgG-immunglobuliner aktivatorer av det som er kjent som "komplementkaskaden", som arbeider for å nøytralisere virale partikler, og dermed forhindre at de bindes til vertsceller.

Under graviditet overfører mor antistoffer til fosteret gjennom trofoblastiske celler i morkaken, som har reseptorer med høy affinitet for karboksylterminalen til immunoglobuliner som IgG.

Den humorale responsen på bakterier som har "kapsler" sammensatt av polysakkarider, er mediert av immunoglobulin M, som fremmer fagocytose av disse mikroorganismene.

Et annet viktig eksempel på humoral immunitet er den systemiske responsen på parasitter, der IgE "dirigerer" deres ødeleggelse gjennom eosinofile celler.

referanser

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Cellular and Molecular Immunology (3. utg.). Madrid: McGraw-Hill.
2. Carroll, MC, & Isenman, DE (2012). Regulering av humoral immunitet ved komplement. Immunity, 37 (2), 199–207.
3. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Kuby's Immunology (6. utg.). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
4. Klein, T. (2007). Den ervervede immunresponsen. I xPharm: The Comprehensive Pharmacology Reference (s. 1–5).
5. Lishner, H., & DiGeorge, A. (1969). Tymusens rolle i humoral immunitet. The Lancet, 2, 1044–1049.
6. Medzhitov, R., & Janeway, C. (2000). Medfødt immunitet. The New England Journal of Medicine, 338–344.
7. Merlo, LMF, & Mandik-Nayak, L. (2013). Adaptiv immunitet: B-celler og antistoffer. I kreftimmunoterapi: immunsuppresjon og tumorvekst: Andre utgave (s. 25–40).
8. Silverstein, AM (1979). Immunologiens historie. Cellular versus Humoral Immunity: Determinants and konsekvenser av et episk slag fra 1800-tallet. Cellular Immunology, 48 (1), 208–221.
9. Steinman, RM (2008). Knytte medfødt til adaptiv immunitet gjennom dendritiske celler. I medfødt immunitet mot lungeinfeksjon (s. 101–113).
10. Tan, TT, & Coussens, LM (2007). Humoral immunitet, betennelse og kreft. Current Opinion in Immunology, 19 (2), 209–216.
11. Twigg, HL (2005). Humoralt immunforsvar (antistoffer): Nyere fremskritt. Proceedings of the American Thoracic Society, 2 (5), 417–421.
12. Wherry, EJ, & Masopust, D. (2016). Adaptiv immunitet: nøytralisere, eliminere og huske for neste gang. I Viral Pathogenesis: From Basics to Systems Biology: Third Edition (s. 57–69).