ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУНИТЕТ: ТЕОРИЯ, ЭФФЕКТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ПРИМЕРЫ - НАУКА

Гуморальный иммунитет , также известный как иммунный ответ , опосредованные антителами, является одним из наиболее важных механизмов защиты от организмов вторжения микроорганизмов или токсинами внеклеточных.

В частности, гуморальный иммунитет относится к иммунитету, опосредованному факторами крови, которые представляют собой сывороточные белки, известные как «антитела», которые действуют в ответ на инфекции и специфически продуцируются в ответ на присутствие «антигенов».

Некоторые эффекты антител, продуцируемых во время гуморального иммунного ответа (Источник: Бекки Бун через Wikimedia Commons)

Иммунную систему млекопитающего можно разделить на врожденную иммунную систему и адаптивную иммунную систему. Врожденная иммунная система состоит из различных элементов, которые действуют как физические и химические барьеры против проникновения вторгшихся агентов в организм.

Среди таких барьеров - эпителий и некоторые из веществ, которые они вырабатывают; также задействованы некоторые специфические типы клеток, которые вместе представляют собой первую защитную систему организма.

Адаптивная или специфическая иммунная система немного сложнее и «развита», поскольку срабатывает в ответ на воздействие инфекционных агентов или контакт с определенными микроорганизмами, хотя обе системы обычно работают вместе.

Говорят, что это особая система, потому что она возникает в ответ на определенные детерминанты и опосредуется узкоспециализированными клетками, которые также обладают способностью «запоминать» и реагировать более быстро и с большей «силой» или «эффективностью» на повторяющиеся воздействия тот же агент вторжения.

Гуморальный иммунитет - это одна из подкатегорий адаптивного или специфического иммунитета, которая также относится к клеточному иммунитету. Оба типа ответов отличаются друг от друга в зависимости от задействованного компонента иммунной системы.

теория

Теория гуморального иммунитета, которая была продуктом многолетних интенсивных исследований и дискуссий, предполагает, что иммунитет опосредуется веществами, присутствующими в жидкостях организма или «юморе».

Эта теория была разработана многими учеными, которые независимо изучили и описали многие из эффекторов, участвующих в таких механизмах ответа.

Пол Эрлих, возможно, был одним из самых влиятельных людей, проводивших наиболее глубокие исследования комплементарности антиген-антитело в начале 1900-х годов.

Немного истории

Известный иммунолог Рудольф Вирхов в 1858 году установил, что все телесные патологии происходят из-за неправильной работы клеточных элементов, ответственных за защиту, а не из-за «несоответствия растворимых жидкостей».

Чуть более 25 лет спустя, в 1884 году, Эли Мечников обнаружил первую публикацию теории фагоцитов, которая сегодня формирует и поддерживает основные основы теории клеточно-опосредованного иммунитета (клеточного иммунитета).

Многие критики Мечникова пытались «опровергнуть» его утверждения, и именно в 1888 году Джордж Наттолл, проводя серию экспериментов, направленных на проверку теорий Мечникова, обнаружил, что сыворотка нормальных животных обладает «естественной токсичностью» по отношению к определенным веществам. микроорганизмы.

Таким образом, в научном мире стало популярным, что бесклеточная жидкость от «здоровых» или «специально иммунизированных» животных может убивать бактерии, поэтому не было необходимости прибегать к теории клеток для объяснения врожденного и приобретенного иммунитета. ,

Первыми, кто экспериментально подтвердил существование гуморального иммунного ответа, были Эмиль фон Беринг и Шибасабуро Китасато в конце 1800-х годов. Фон Беринг и Китасато продемонстрировали, что иммунные ответы, вызванные дифтерией и столбняком, были вызваны наличием антител против экзотоксин.

В начале 1900-х годов Карл Ландштейнер и другие исследователи поняли, что другие токсины и вещества небактериального происхождения могут вызывать гуморальный иммунитет.

Термин «антитело» был придуман вскоре после этого как общий для обозначения тех специфических веществ, которые могут действовать как антитоксины против «антигенов».

Слово «антиген» использовалось для определения веществ, запускающих выработку гуморальных антител.

Эффекторные механизмы

И гуморальные иммунные ответы, и клеточные иммунные ответы опосредуются клетками, известными как лимфоциты.

Основными действующими лицами клеточного иммунитета являются Т-лимфоциты, тогда как именно В-лимфоциты реагируют на присутствие чужеродных антигенов и превращаются в продуцирующие антитела клетки, характерные для гуморального иммунитета.

Гуморальный иммунитет является основным механизмом защиты от внеклеточных микроорганизмов и других токсинов, в то время как клеточный иммунитет способствует устранению внутриклеточных патогенов, которые «недоступны» для распознавания антителами.

Фазы гуморального иммунного ответа

Как и клеточный иммунный ответ, гуморальный ответ можно разделить на три фазы: одна - распознавания, вторая - активации и третья - воздействия.

Фаза распознавания состоит из связывания антигенов со специфическими мембранными рецепторами на клеточной поверхности зрелых В-лимфоцитов.

Антитела действуют как такие «рецепторы» и способны распознавать белки, полисахариды, липиды и другие «чужеродные» внеклеточные вещества.

Фаза активации начинается с пролиферации лимфоцитов после распознавания антигенов и продолжается дифференцировкой либо в других эффекторных клетках, способных устранять антигены, либо в клетках памяти, способных вызывать более быстрые ответы после нового воздействия на них. антиген.

Во время эффекторной фазы лимфоциты, которые проявляют антиген-элиминирующие функции, известны как «эффекторные клетки», хотя обычно участвуют и другие клетки, которые также участвуют во врожденном иммунном ответе и которые фагоцитируют и устраняют чужеродные агенты.

Лимфоциты и антитела

Антитела, продуцируемые лимфоцитами или В-клетками, обладают физиологической функцией нейтрализации и устранения антигена, который вызвал их образование, а гуморальная иммунная система может реагировать на множество различных антигенов.

В-лимфоциты возникают в костном мозге в ответ на определенный антиген (они специфичны), и это происходит до антигенной стимуляции. Экспрессия определенных антител запускает реакции пролиферации и дифференцировки большего количества В-клеток, секретирующих антитела.

Передача сигналов между Т-клетками и В-клетками для активации последних (Источник: Мануэль Меллина Висенте, через Wikimedia Commons)

Однако, в зависимости от природы антигена, для дифференциации и пролиферации необходим дополнительный сигнал, который подает особый тип Т-лимфоцитов, называемый «хелперные Т-лимфоциты», который секретирует активирующие факторы для В-клеток.

Иммуноглобулины

Поскольку они в основном содержатся в жидкостях крови, антитела, вырабатываемые В-клетками, называются иммуноглобулинами. Эти белковые молекулы имеют две тяжелые и две легкие гликопротеиновые цепи, связанные друг с другом дисульфидными мостиками (SS).

Структура иммуноглобулина G (IgG) (Источник: пользователь: AJVincelli через Wikimedia Commons)

Легкие цепи известны как «каппа» и «лямбда», но существует 5 типов тяжелых цепей, которые называются гамма (G), мю (M), альфа (A), дельта (D) и эпсилон (E ).

Комбинация легкой и тяжелой цепей заканчивается образованием иммуноглобулинов IgG, IgM, IgA, IgD и IgE. Наиболее распространенным антителом в сыворотке млекопитающих является иммуноглобулин IgG (примерно 70%).

Каждая цепь антитела имеет аминоконцевой и карбоксильный конец. Участок, способный связывать антигены, находится на аминоконцевом конце, но карбоксильный концевой участок определяет биологическую активность.

Гуморальный иммунный ответ

Карбоксильный концевой участок IgG-подобных антител специфически распознается фагоцитарными клетками, такими как нейтрофилы и макрофаги, у которых есть специальные рецепторы для него.

Это распознавание включает контакт между рецептором и антителом, и именно это соединение способствует фагоцитозу и деградации антигенов внутри фагоцитарных клеток.

В отличие от IgG, другие классы иммуноглобулинов не обнаруживаются в секретах и тканях. Однако они не менее полезны для индукции иммунного ответа.

Иммуноглобулины IgM (10% сывороточных иммуноглобулинов) являются мощными активаторами системы комплемента, поэтому они участвуют в лизисе антигена и повышают устойчивость.

Иммуноглобулины IgA (20% сывороточных иммуноглобулинов) продуцируются в лимфоидных тканях, перерабатываются и транспортируются к слизистой оболочке легких и желудочно-кишечного тракта. Они нейтрализуют вирусы и другие антигены, попадающие на слизистые оболочки.

IgD связан с B-лимфоцитами и функционирует как рецептор антигена, тогда как IgE (известный как аллергическое антитело) связывается с поверхностью тучных клеток и базофилов через специфические рецепторы. Оба иммуноглобулина находятся в очень низкой концентрации в сыворотке.

Примеры

Антитела, продуцируемые основными эффекторами гуморального иммунного ответа (В-лимфоцитами), обладают способностью «индуцировать» или «активировать» различные механизмы ответа против различных типов угроз.

Например, иммуноглобулины IgG являются активаторами так называемого «каскада комплемента», который нейтрализует вирусные частицы, предотвращая их связывание с клетками-хозяевами.

Во время беременности мать передает антитела плоду через трофобластические клетки плаценты, которые имеют рецепторы с высоким сродством к карбоксильному концу иммуноглобулинов, таким как IgG.

Гуморальный ответ на бактерии, которые имеют «капсулы», состоящие из полисахаридов, опосредован иммуноглобулином М, который способствует фагоцитозу этих микроорганизмов.

Другой важный пример гуморального иммунитета - системный ответ на паразитов, когда IgE «направляет» их разрушение через эозинофильные клетки.

Ссылки

Аббас А., Лихтман А. и Побер Дж. (1999). Клеточная и молекулярная иммунология (3-е изд.). Мадрид: Макгроу-Хилл.
Кэрролл, М.С., и Изенман, Д.Е. (2012). Регуляция гуморального иммунитета комплементом. Иммунитет, 37 (2), 199–207.
Киндт Т., Голдсби Р. и Осборн Б. (2007). Иммунология Куби (6-е изд.). Мексика DF: McGraw-Hill Interamericana из Испании.
Кляйн, Т. (2007). Приобретенный иммунный ответ. В xPharm: Комплексный справочник по фармакологии (стр. 1–5).
Лишнер, Х., и ДиДжордж, А. (1969). Роль тимуса в гуморальном иммунитете. Ланцет, 2, 1044–1049.
Меджитов, Р., и Джейнвей, К. (2000). Врожденный иммунитет. Медицинский журнал Новой Англии, 338–344.
Мерло, LMF, и Мандик-Наяк, Л. (2013). Адаптивный иммунитет: В-клетки и антитела. В иммунотерапии рака: подавление иммунитета и рост опухоли: второе издание (стр. 25–40).
Сильверштейн, AM (1979). История иммунологии. Клеточный иммунитет против гуморального: детерминанты и последствия эпической битвы XIX века. Клеточная иммунология, 48 (1), 208–221.
Штейнман, РМ (2008). Связывание врожденного иммунитета с адаптивным через дендритные клетки. В «Врожденный иммунитет к легочной инфекции» (стр. 101–113).
Тан, Т.Т., и Кусенс, Л.М. (2007). Гуморальный иммунитет, воспаление и рак. Текущее мнение в иммунологии, 19 (2), 209–216.
Твигг, HL (2005). Гуморальная иммунная защита (антитела): последние достижения. Труды Американского торакального общества, 2 (5), 417–421.
Уэрри, Э.Дж., и Масопуст, Д. (2016). Адаптивный иммунитет: нейтрализация, устранение и напоминание в следующий раз. В вирусном патогенезе: от основ до системной биологии: третье издание (стр. 57–69).

ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУНИТЕТ: ТЕОРИЯ, ЭФФЕКТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ПРИМЕРЫ - НАУКА - 2026