HUMORÁLNA IMUNITA: TEÓRIA, EFEKTOROVÉ MECHANIZMY, PRÍKLADY - VEDA - 2026

Humorálna imunita , tiež známy ako imunitnej odpovede sprostredkovanej protilátkami, je jedným z najdôležitejších mechanizmov organizmy obrany proti invázii mikroorganizmy alebo toxíny extracelulárnych.

Konkrétne sa humorálna imunita vzťahuje na imunitu sprostredkovanú krvnými faktormi, ktoré sú sérovými proteínmi známymi ako „protilátky“, ktoré fungujú v reakciách na infekcie a sú produkované špecificky v reakcii na prítomnosť „antigénov“.

Niektoré z účinkov protilátok produkovaných počas humorálnej imunitnej reakcie (Zdroj: Becky Boone prostredníctvom Wikimedia Commons)

Imunitný systém cicavca sa dá rozdeliť na vrodený imunitný systém a adaptívny imunitný systém. Vrodený imunitný systém sa skladá z rôznych prvkov, ktoré fungujú ako fyzikálne a chemické bariéry proti vstupu vnikajúcich látok do tela.

Medzi také prekážky patrí epitel a niektoré z nich vyrobené látky; zapojené sú aj niektoré špecifické typy buniek, ktoré spolu predstavujú prvý obranný systém tela.

Adaptívny alebo špecifický imunitný systém je o niečo zložitejší a „vyvíjajúci sa“, pretože sa spúšťa v reakcii na vystavenie infekčným agensom alebo na kontakt s určitými mikroorganizmami, hoci oba systémy zvyčajne spolupracujú.

Hovorí sa, že ide o špecifický systém, pretože sa vyskytuje ako reakcia na definované determinanty a je sprostredkovaný vysoko špecializovanými bunkami, ktoré majú tiež schopnosť „pamätať si“ a rýchlejšie a s väčšou „silou“ alebo „efektívnosťou“ reagovať na opakované expozície rovnaký útočník.

Humorálna imunita je jednou z podkategórií adaptívnej alebo špecifickej imunity, ktorá je tiež klasifikovaná ako bunková imunita. Oba typy reakcií sa navzájom líšia v závislosti od zložky imunitného systému, ktorého sa to týka.

teória

Teória humorálnej imunity, ktorá bola výsledkom intenzívnych rokov výskumu a debaty, naznačuje, že imunita je sprostredkovaná látkami prítomnými v telesných tekutinách alebo „humoroch“.

Táto teória bola vyvinutá mnohými vedcami, ktorí nezávisle študovali a opisovali mnoho z efektorov zapojených do takýchto mechanizmov reakcie.

Paul Ehrlich bol možno jedným z najvplyvnejších a uskutočňoval najhlbšie štúdie komplementarity antigén-protilátka na začiatku 20. storočia.

Trocha histórie

Renomovaný imunológ Rudolph Virchow, v roku 1858, preukázal, že všetky telesné patológie boli skôr dôsledkom nesprávneho fungovania bunkových prvkov zodpovedných za ochranu, než „nesúladu rozpustných humorov“.

O niečo viac ako 25 rokov neskôr, v roku 1884, Eli Metchnikoff odhalil prvú publikáciu fagocytovej teórie, ktorá dnes formuje a podporuje hlavné základy teórie bunkovo ​​sprostredkovanej imunity (bunková imunita).

Mnoho kritikov Metchnikoffu sa pokúsilo „vyvrátiť“ jeho tvrdenia a až v roku 1888 George Nuttall uskutočňoval sériu experimentov určených na testovanie Metchnikoffových teórií, že sérum normálnych zvierat malo „prirodzenú toxicitu“ proti určitým mikroorganizmy.

Týmto spôsobom sa vo vedeckom svete stalo populárnym, že bezbunkové tekutiny zo „zdravých“ alebo „špeciálne imunizovaných“ zvierat môžu zabíjať baktérie, takže nie je potrebné uchýliť sa k teórii buniek na vysvetlenie vrodenej a získanej imunity. ,

Prvými, ktorí experimentálne overili existenciu humorálnej imunitnej reakcie, boli Emil von Behring a Shibasaburo Kitasato na konci 18. storočia. Von Behring a Kitasato preukázali, že imunitné reakcie vyvolané záškrtmi a tetanmi boli spôsobené prítomnosťou protilátok proti exotoxín.

Na začiatku 20. rokov 20. storočia si Karl Landsteiner a ďalší vedci uvedomili, že ďalšie toxíny a látky nebakteriálneho pôvodu môžu produkovať humorálnu imunitu.

Termín „protilátka“ bol vytvorený krátko nato ako všeobecný výraz, ktorý sa týka tých špecifických látok, ktoré by mohli pôsobiť ako antitoxíny proti „antigénom“.

Slovo antigén bol termín používaný na definovanie látok, ktoré spúšťajú tvorbu humorálnych protilátok.

Efektorové mechanizmy

Humorálne imunitné reakcie aj bunkové imunitné reakcie sú sprostredkované typom bunky známej ako lymfocyty.

Hlavnými protagonistami bunkovej imunity sú T lymfocyty, zatiaľ čo práve B lymfocyty reagujú na prítomnosť cudzích antigénov a transformujú sa na bunky produkujúce protilátky, ktoré sú charakteristické pre humorálnu imunitu.

Humorálna imunita je hlavným obranným mechanizmom proti extracelulárnym mikroorganizmom a iným toxínom, zatiaľ čo bunková imunita prispieva k eliminácii intracelulárnych patogénov, ktoré sú „neprístupné“ na rozpoznávanie protilátkami.

Fázy humorálnej imunitnej reakcie

Rovnako ako bunková imunitná reakcia, humorálna reakcia môže byť rozdelená do troch fáz: jedna z rozpoznávania, druhá z aktivácie a druhá z účinku.

Fáza rozpoznávania spočíva vo väzbe antigénov na špecifické membránové receptory na bunkovom povrchu zrelých B lymfocytov.

Protilátky fungujú ako také "receptory" a sú schopné rozoznávať proteíny, polysacharidy, lipidy a iné "cudzie" extracelulárne látky.

Aktivačná fáza začína proliferáciou lymfocytov po rozpoznaní antigénov a pokračuje diferenciáciou, buď v iných efektorových bunkách schopných eliminovať antigény, alebo v pamäťových bunkách, ktoré sú schopné indukovať rýchlejšiu reakciu po novej expozícii. antigén.

Počas efektorovej fázy sú lymfocyty, ktoré vykonávajú funkcie eliminujúce antigén, známe ako „efektorové bunky“, hoci sa zvyčajne zúčastňujú aj iné bunky, ktoré sa tiež podieľajú na vrodenej imunitnej odpovedi a ktoré fagocytujú a vylučujú cudzie látky.

Lymfocyty a protilátky

Protilátky produkované lymfocytmi alebo B bunkami majú fyziologickú funkciu neutralizácie a eliminácie antigénu, ktorý indukoval ich tvorbu, a humorálny imunitný systém môže reagovať na množstvo rôznych antigénov.

B lymfocyty pochádzajú z kostnej drene v reakcii na definovaný antigén (sú špecifické) a vyskytujú sa pred antigénovou stimuláciou. Expresia určitých protilátok spúšťa proliferáciu a diferenciáciu odpovedí B lymfocytov vylučujúcich viac protilátok.

Signalizácia medzi T-bunkami a B-bunkami na ich aktiváciu (Zdroj: Manuel Mellina Vicente, prostredníctvom Wikimedia Commons)

V závislosti od povahy antigénu je však potrebný ďalší signál na diferenciáciu a proliferáciu, ktorý je daný špeciálnym typom T lymfocytov nazývaných „pomocné T lymfocyty“, ktorý vylučuje aktivačné faktory pre B bunky.

imunoglobulíny

Pretože sa vyskytujú hlavne v krvných tekutinách, protilátky produkované B bunkami sa nazývajú imunoglobulíny. Tieto proteínové molekuly majú dva ťažké a dva ľahké glykoproteínové reťazce spojené dohromady disulfidovými mostíkmi (SS).

Štruktúra imunoglobulínu G (IgG) (Zdroj: w: Používateľ: AJVincelli prostredníctvom Wikimedia Commons)

Ľahké reťazce sú známe ako „kappa“ a „lambda“, existuje však 5 typov ťažkých reťazcov, ktoré sa nazývajú gama (G), mu (M), alfa (A), delta (D) a epsilon (E). ).

Kombinácia ľahkých a ťažkých reťazcov končí tvorbou imunoglobulínov IgG, IgM, IgA, IgD a IgE. Najčastejšou protilátkou v cicavčom sére je imunoglobulín IgG (približne 70%).

Každý reťazec protilátky má amino-koniec a karboxylový koniec. Časť schopná viazať antigény je na amínovom terminálnom konci, ale karboxylová terminálna oblasť je to, čo určuje biologickú aktivitu.

Humorálna imunitná reakcia

Karboxylová koncová oblasť protilátok podobných IgG je špecificky rozpoznávaná fagocytárnymi bunkami, ako sú neutrofily a makrofágy, ktoré na to majú špeciálne receptory.

Toto rozpoznávanie zahŕňa kontakt medzi receptorom a protilátkou a práve toto spojenie uľahčuje fagocytózu a degradáciu antigénov vo fagocytárnych bunkách.

Na rozdiel od IgG sa iné triedy imunoglobulínov nenachádzajú v sekrétoch a tkanivách. Sú však rovnako užitočné pri vyvolaní imunitnej reakcie.

Imunoglobulíny IgM (10% sérových imunoglobulínov) sú silnými aktivátormi komplementového systému, preto pôsobia pri lýze antigénov a pri zvyšovaní rezistencie.

Imunoglobulíny IgA (20% sérových imunoglobulínov) sa produkujú v lymfoidných tkanivách a spracovávajú sa a transportujú do sliznice pľúc a gastrointestinálneho traktu. Pôsobia na neutralizáciu vírusov a iných antigénov, ktoré vstupujú na povrch slizníc.

IgD sa viaže na B lymfocyty a funguje ako antigénový receptor, zatiaľ čo IgE (známy ako alergická protilátka) sa viaže na povrch žírnych buniek a bazofilov prostredníctvom špecifických receptorov. Oba imunoglobulíny sú vo veľmi nízkej koncentrácii v sére.

Príklady

Protilátky produkované hlavnými efektormi humorálnej imunitnej reakcie (B lymfocyty) majú schopnosť "indukovať" alebo "aktivovať" rôzne mechanizmy odozvy proti rôznym typom hrozieb.

Napríklad imunoglobulíny IgG sú aktivátory tzv. Komplementovej kaskády, ktorá pôsobí na neutralizáciu vírusových častíc, čím bráni ich väzbe na hostiteľské bunky.

Počas tehotenstva matka prenáša protilátky na plod prostredníctvom trofoblastických buniek v placente, ktoré majú receptory s vysokou afinitou pre karboxylový koniec imunoglobulínov, ako je IgG.

Humorálna reakcia na baktérie, ktoré majú „kapsuly“ zložené z polysacharidov, je sprostredkovaná imunoglobulínom M, ktorý podporuje fagocytózu týchto mikroorganizmov.

Ďalším dôležitým príkladom humorálnej imunity je systémová reakcia na parazity, kde IgE riadi ich deštrukciu prostredníctvom eozinofilných buniek.

Referencie

1. Abbas, A., Lichtman, A. a Pober, J. (1999). Bunková a molekulárna imunológia (3. vydanie). Madrid: McGraw-Hill.
2. Carroll, MC, a Isenman, DE (2012). Regulácia humorálnej imunity komplementom. Immunity, 37 (2), 199–207.
3. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Kuby's Immunology (6. vydanie). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana zo Španielska.
4. Klein, T. (2007). Získaná imunitná reakcia. In xPharm: The Comprehensive Pharmacology Reference (s. 1–5).
5. Lishner, H., & DiGeorge, A. (1969). Úloha týmusu v humorálnej imunite. The Lancet, 2, 1044 - 1049.
6. Medzhitov, R., & Janeway, C. (2000). Vrodená imunita. The New England Journal of Medicine, 338 - 344.
7. Merlo, LMF a Mandik-Nayak, L. (2013). Adaptívna imunita: B bunky a protilátky. V onkologickej imunoterapii: potlačenie imunitného systému a rast nádoru: druhé vydanie (s. 25–40).
8. Silverstein, AM (1979). História imunológie. Bunková a humorálna imunita: determinanty a dôsledky epickej bitky 19. storočia. Cellular Immunology, 48 (1), 208–221.
9. Steinman, RM (2008). Spojenie vrodenej s adaptívnou imunitou prostredníctvom dendritických buniek. Pri vrodenej imunite voči pľúcnej infekcii (s. 101–113).
10. Tan, TT, a Coussens, LM (2007). Humorálna imunita, zápal a rakovina. Current Opinion in Immunology, 19 (2), 209 - 2116.
11. Twigg, HL (2005). Humorálna imunitná obrana (protilátky): Posledný pokrok. Zborník americkej hrudnej spoločnosti, 2 (5), 417 - 421.
12. Wherery, EJ a Masopust, D. (2016). Adaptívna imunita: Neutralizujúca, eliminujúca a pamätať si nabudúce. Vo vírusovej patogenéze: od základov k systémovej biológii: tretie vydanie (s. 57 - 69).