B-LYMFOCYTTER: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKSJONER, TYPER - BIOLOGI - 2026

De B-lymfocytter eller B-celler, tilhører den leukocytt-gruppen som er involvert i den humorale immunresponssystemet. De er preget av produksjon av antistoffer, som gjenkjenner og angriper spesifikke molekyler som de er designet for.

Lymfocytter ble oppdaget på 1950-tallet, og eksistensen av to forskjellige typer (T og B) ble demonstrert av David Glick mens han studerte immunforsvaret til fjærkre. Karakteriseringen av B-celler ble imidlertid utført mellom midten av 1960-tallet og begynnelsen av 1970-tallet.

Fotografi av en human B-lymfocytt (Kilde: NIAID via Wikimedia Commons)

Antistoffer produsert av B-lymfocytter fungerer som effektorer av det humorale immunsystemet, siden de deltar i nøytralisering av antigener eller letter deres eliminering av andre celler som samarbeider med nevnte system.

Det er fem hovedklasser av antistoffer, som er blodproteiner kjent som immunoglobuliner. Imidlertid er det mest tallrike antistoffet kjent som IgG og representerer mer enn 70% av immunoglobuliner som skilles ut i serum.

Kjennetegn og struktur

Lymfocytter er små celler, 8 til 10 mikrometer i diameter. De har store kjerner med rikelig DNA i form av heterokromatin. De har ikke spesialiserte organeller og mitokondrier, ribosomer og lysosomer er i et lite gjenværende rom mellom cellemembranen og kjernen.

B-celler, så vel som T-lymfocytter og andre hematopoietiske celler, har sin opprinnelse i benmargen. Når de knapt er "forpliktet" til lymfoide avstamning, uttrykker de ennå ikke antigene overflatreseptorer, slik at de ikke kan svare på noe antigen.

Uttrykket av membranreseptorer skjer under modning, og det er da de er i stand til å bli stimulert av visse antigener, noe som induserer deres påfølgende differensiering.

Når de er modne, frigjøres disse cellene i blodomløpet, hvor de representerer den eneste cellepopulasjonen med evnen til å syntetisere og utskille antistoffer.

Imidlertid forekommer antigengjenkjenning, så vel som de fleste av hendelsene som skjer umiddelbart etter, ikke i sirkulasjonen, men i "sekundære" lymfoide organer som milten, lymfeknuter, appendiks, mandler og Peyers lapper.

Utvikling

B-lymfocytter stammer fra en delt forløper mellom T-celler, naturlige killerceller (NK) og noen dendritiske celler. Når de utvikler seg, migrerer disse cellene til forskjellige steder i benmargen, og deres overlevelse avhenger av spesifikke oppløselige faktorer.

Prosessen med differensiering eller utvikling begynner med omorganiseringen av genene som koder for de tunge og lette kjedene til antistoffene som senere vil bli produsert.

Egenskaper

B-lymfocytter har en veldig spesiell funksjon når det gjelder forsvarssystemet, siden deres funksjoner er tydelige når reseptorene på overflaten deres (antistoffer) kommer i kontakt med antigener fra "invasive" eller "farlige" kilder som er anerkjent. så rart.

Membranreseptor-antigeninteraksjonen utløser en aktiveringsrespons i B-lymfocytter, på en slik måte at disse cellene formerer seg og differensierer til effektor- eller plasmaceller, i stand til å utskille flere antistoffer i blodomløpet slik som den som er anerkjent av antigenet som den fyrte av svaret.

Handling av lymfocytter i immunrespons (Kilde: SPQR10 via Wikimedia Commons)

Antistoffer, i tilfelle av den humorale immunresponsen, spiller rollen som effektorer, og antigenene som er "merket" eller "nøytralisert" av dem kan elimineres på forskjellige måter:

- Antistoffer kan binde seg til forskjellige antigenmolekyler og danne aggregater som blir gjenkjent av fagocytiske celler.

- Antigener til stede på membranen til en invaderende mikroorganisme kan gjenkjennes av antistoffer, som aktiverer det såkalte "komplementsystemet". Dette systemet oppnår lysering av den invaderende mikroorganismen.

- Når det gjelder antigener som er giftstoffer eller virale partikler, kan antistoffene som er spesielt utskilt mot disse molekylene binde seg til dem, belegge dem og forhindre interaksjon med andre cellulære komponenter i verten.

De siste to tiårene har vært vitne til en rekke undersøkelser relatert til immunforsvaret og har gjort det mulig å belyse tilleggsfunksjoner av B.-celler. Disse funksjonene inkluderer presentasjon av antigener, produksjon av cytokiner og en "undertrykkende" kapasitet bestemt av sekresjonen av interleukin IL-10.

typer

B-celler kan deles inn i to funksjonelle grupper: effektor B-celler eller plasma B-celler, og minne B-celler.

Effektor B-celler

Plasmaceller eller effektor B-lymfocytter er de antistoffproduserende celler som sirkulerer i blodplasmaet. De er i stand til å produsere og frigjøre antistoffer i blodomløpet, men de har et lavt antall av disse antigene reseptorene assosiert med plasmamembranene deres.

Disse cellene produserer et stort antall antistoffmolekyler i relativt korte perioder. Det har blitt funnet at en effektor B-lymfocytt kan produsere hundretusener av antistoffer per sekund.

Minne B-celler

Lymfocytter i hukommelsen har lengre halveringstid enn effektorceller, og siden de er kloner av en B-celle som ble aktivert ved tilstedeværelse av et antigen, uttrykker de de samme reseptorene eller antistoffene som cellen som ga opphav til dem.

aktivisering

Aktivering av B-lymfocytter skjer etter binding av et antigenmolekyl til immunoglobuliner (antistoffer) bundet til B-cellemembranen.

Antigen-antistoff-interaksjon kan utløse to responser: (1) antistoffet (membranreseptor) kan avgi interne biokjemiske signaler som utløser lymfocyttaktiveringsprosessen eller (2) antigenet kan internaliseres.

Internaliseringen av antigenet i endosomale vesikler fører til dets enzymatiske prosessering (hvis det er et proteinantigen), hvor de resulterende peptidene blir "presentert" på overflaten av B-cellen med den hensikt å bli gjenkjent av en hjelper T-lymfocytt.

Hjelper T-lymfocytter utfører funksjonene for å utskille løselige cytokiner som modulerer uttrykk og sekresjon av antistoffer i blodomløpet.

modning

I motsetning til hva som skjer hos fugler, modnes pattedyr B-lymfocytter inne i beinmargen, noe som betyr at når de forlater dette stedet, uttrykker de spesifikke membranreseptorer for binding av membranantigener eller antistoffer.

Under denne prosessen er andre celler ansvarlige for å utskille visse faktorer som oppnår differensiering og modning av B-lymfocytter, for eksempel interferon gamma (IFN-y).

Membranantistoffene som er på overflaten av B-celler er det som bestemmer den antigene spesifisiteten til hver enkelt. Når disse modnes i benmargen, er spesifisitet definert av tilfeldige omorganiseringer av segmenter av genet som koder for antistoffmolekylet.

Når de er fullt modne B-celler har hver bare to funksjonelle gener som koder for de tunge og lette kjedene til et spesifikt antistoff.

I fremtiden har alle antistoffene produsert av en moden celle og dens avkom den samme antigene spesifisiteten, det vil si at de er forpliktet til en antigen avstamning (de produserer det samme antistoffet).

Gitt at den genetiske omorganiseringen som B-lymfocytter gjennomgår når de modnes er tilfeldig, anslås det at hver celle som er resultatet av denne prosessen uttrykker et unikt antistoff, og dermed genererer mer enn 10 millioner celler som uttrykker antistoffer mot forskjellige antigener.

Under modningsprosessen elimineres selektivt B-lymfocytter som gjenkjenner ekstracellulære eller membrankomponenter i organismen som produserer dem, noe som sikrer at "auto-antistoff" -populasjoner ikke spres.

antistoffer

Antistoffer representerer en av de tre klassene molekyler som er i stand til å gjenkjenne antigener, de to andre er T-cellemottakermolekylene (TCRs) og de viktigste histokompatibilitetskompleksene (MHC) proteiner. ).

I motsetning til TCR og MHC, har antistoffer større antigen spesifisitet, deres affinitet for antigener er mye høyere, og de har blitt studert bedre (takket være deres enkle renselse).

Enkel skjematisk fremstilling av et antistoff (immunoglobulin) (Kilde: DO11.10 via Wikimedia Commons)

Antistoffer kan være på overflaten av B-celler eller på membranen til det endoplasmatiske retikulum. De finnes vanligvis i blodplasma, men de kan også være i den mellomliggende væsken i noen vev.

- Struktur

Det finnes antistoffmolekyler av forskjellige klasser, men de er alle glykoproteiner sammensatt av to tunge og to lette polypeptidkjeder som utgjør identiske par og som er koblet sammen gjennom disulfidbroer.

Mellom de lette og tunge kjeder dannes en slags "kløft" som tilsvarer antistoffets bindingssted og antigenet. Hver lette kjede av et immunglobulin veier omtrent 24 kDa og hver tungkjede mellom 55 eller 70 kDa. De lette kjedene binder seg hver til en tung kjede og de tunge kjedene binder seg også til hverandre.

Strukturelt sett kan et antistoff deles inn i to "deler": den ene som er ansvarlig for gjenkjennelse av antigener (N-terminal region) og den andre for biologiske funksjoner (C-terminal region). Den første er kjent som en variabel region, mens den andre er konstant.

Noen forfattere beskriver antistoffmolekyler som "Y" -formede glykoproteiner, takket være strukturen i antigenkontaktgapet som dannes mellom de to kjedene.

- Typer antistoffer

De lette kjedene til antistoffer er betegnet som "kappa" og "lambda" (K og λ), men det er 5 forskjellige typer tunge kjeder, som gir identitet til hver antistoff-isotype.

Fem immunoglobulinisotyper er definert, karakterisert ved tilstedeværelsen av de tunge kjedene γ, μ, α, δ og ε. Disse er henholdsvis IgG, IgM, IgA, IgD og IgE. Både IgG og IgA kan på sin side deles inn i andre undertyper som kalles IgA1, IgA2, IgG1, IgG2a, IgG2b og IgG3.

Immunoglobulin G

Dette er det mest tallrike antistoffet av alle (mer enn 70% av det totale), så noen forfattere omtaler dette som det eneste antistoffet som finnes i blodserum.

IgG har tunge kjeder identifisert med bokstaven "y" som veier mellom 146 og 165 kDa i molekylvekt. De skilles ut som monomerer og finnes i en konsentrasjon fra 0,5 til 10 mg / ml.

Halveringstiden for disse cellene varierer fra 7 til 23 dager, og de har funksjoner i nøytralisering av bakterier og virus, i tillegg formidler de antistoffavhengig cytotoksisitet.

Immunoglobulin M

IgM finnes som en pentamer, det vil si at den finnes som et kompleks som består av fem identiske proteindeler, hver med sine to lette kjeder og to tunge kjeder.

Som nevnt kalles den tunge kjeden til disse antistoffene μ; den har en molekylvekt på 970 kDa og finnes i serum i en omtrentlig konsentrasjon på 1,5 mg / ml, med en halveringstid på mellom 5 og 10 dager.

Det deltar i nøytralisering av giftstoffer av bakteriell opprinnelse og i "opsoniseringen" av disse mikroorganismer.

Immunoglobulin A

IgAer er monomere og tidvis dimere antistoffer. Deres tunge kjeder er betegnet med den greske bokstaven "α" og har en molekylvekt på 160 kDa. Halveringstiden deres er ikke mer enn 6 dager, og de finnes i serum i en konsentrasjon på 0,5-0,3 mg / ml.

I likhet med IgM har IgA evnen til å nøytralisere bakterielle antigener. De har også antiviral aktivitet og har blitt funnet å bli funnet som monomerer i kroppsvæsker og som dimerer på epiteloverflater.

Immunoglobulin D

IgDer finnes også som monomerer. Deres tunge kjeder har en molekylvekt på omtrent 184 kDa og er identifisert med den greske bokstaven "δ". Deres konsentrasjon i serum er veldig lav (mindre enn 0,1 mg / ml), og de har en halveringstid på 3 dager.

Disse immunoglobulinene kan bli funnet på overflaten av modne B-celler og sender signaler innover via en cytosolisk "hale."

Immunoglobulin E

De tunge kjedene til IgE er identifisert som "ε" kjeder og veier 188 kDa. Disse proteinene er også monomerer, har en halveringstid på mindre enn 3 dager, og konsentrasjonen i serum er nesten ubetydelig (mindre enn 0,0001).

IgE-er har funksjoner i binding av mastcelle og basofil, de formidler også allergiske reaksjoner og responser mot parasittiske ormer.

referanser

1. Hoffman, W., Lakkis, FG, & Chalasani, G. (2015). B-celler, antistoffer og mer. Clinical Journal of the American Society of Nephrology, 11, 1–18.
2. Lebien, TW, & Tedder, TF (2009). B-lymfocytter: Hvordan de utvikler seg og fungerer. Blod, 112 (5), 1570–1580.
3. Mauri, C., & Bosma, A. (2012). Immunregulerende funksjon av B-celler. Annu. Pastor Immunol. , 30, 221–241.
4. Melchers, F., & Andersson, J. (1984). B Celleaktivering: Tre trinn og deres variasjoner. Cell, 37, 715-720.
5. Tarlinton, D. (2018). B-celler fremdeles foran og sentrum i immunologi. Nature Reviews Immunology, 1–2.
6. Walsh, ER, & Bolland, S. (2014). B-celler: Utvikling, differensiering og regulering av Fcγ Receptor IIB i Humoral Immune Response. I antistoff Fc: Linking Adaptive and Innate Immunity (s. 115–129).