B LYMFOCYTY: CHARAKTERISTIKA, ŠTRUKTÚRA, FUNKCIE, TYPY - BIOLÓGIE - 2026

Tieto B-lymfocyty alebo B-bunky, patrí do leukocytov skupiny sa podieľajú na humorálnej systém imunitnej odpovede. Vyznačujú sa produkciou protilátok, ktoré rozpoznávajú a napádajú špecifické molekuly, pre ktoré sú navrhnuté.

Lymfocyty boli objavené v 50. rokoch 20. storočia a existencia dvoch rôznych typov (T a B) demonštroval David Glick pri štúdiu imunitného systému hydiny. Charakterizácia B buniek sa však uskutočnila v polovici 60. a začiatkom 70. rokov.

Fotografia ľudského B lymfocytu (Zdroj: NIAID prostredníctvom Wikimedia Commons)

Protilátky produkované B lymfocytmi fungujú ako efektory humorálneho imunitného systému, pretože sa podieľajú na neutralizácii antigénov alebo uľahčujú ich elimináciu inými bunkami, ktoré spolupracujú s uvedeným systémom.

Existuje päť hlavných tried protilátok, čo sú krvné proteíny známe ako imunoglobulíny. Najhojnejšia protilátka je však známa ako IgG a predstavuje viac ako 70% imunoglobulínov vylučovaných v sére.

Charakteristiky a štruktúra

Lymfocyty sú malé bunky s priemerom 8 až 10 mikrónov. Majú veľké jadrá s hojnou DNA vo forme heterochromatínu. Nemajú špecializované organely a mitochondrie, ribozómy a lyzozómy sa nachádzajú v malom zostávajúcom priestore medzi bunkovou membránou a jadrom.

B bunky, rovnako ako T lymfocyty a ďalšie krvotvorné bunky, pochádzajú z kostnej drene. Keď sa sotva „zaviazali“ k lymfoidnej línii, zatiaľ neexprimujú antigénne povrchové receptory, takže nemôžu reagovať na žiadny antigén.

K expresii membránových receptorov dochádza počas dozrievania a potom je možné ich stimulovať určitými antigénmi, čo vyvoláva ich následnú diferenciáciu.

Po dozretí sa tieto bunky uvoľňujú do krvného obehu, kde predstavujú jedinú populáciu buniek so schopnosťou syntetizovať a vylučovať protilátky.

Rozpoznávanie antigénu, ako aj väčšina udalostí, ktoré sa vyskytujú bezprostredne po ňom, sa však nevyskytujú v krvnom obehu, ale v „sekundárnych“ lymfoidných orgánoch, ako sú slezina, lymfatické uzliny, slepý steh, mandle a Peyerove náplasti.

vývoj

B lymfocyty pochádzajú zo zdieľaného prekurzora medzi T bunkami, prírodnými zabíjačskými (NK) bunkami a niektorými dendritickými bunkami. Ako sa vyvíjajú, tieto bunky migrujú na rôzne miesta v kostnej dreni a ich prežitie závisí od špecifických rozpustných faktorov.

Proces diferenciácie alebo vývoja začína preusporiadaním génov, ktoré kódujú ťažké a ľahké reťazce protilátok, ktoré sa neskôr vytvoria.

Vlastnosti

B lymfocyty majú veľmi špeciálnu funkciu, pokiaľ ide o obranný systém, pretože ich funkcie sú zrejmé, keď sa receptory na ich povrchu (protilátky) dostanú do kontaktu s antigénmi z „invazívnych“ alebo „nebezpečných“ zdrojov, ktoré sú rozpoznané. divné.

Interakcia membránový receptor-antigén spúšťa aktivačnú odpoveď v B lymfocytoch takým spôsobom, že tieto bunky proliferujú a diferencujú sa na efektorové alebo plazmatické bunky, ktoré sú schopné sekretovať viac protilátok do krvného riečišťa, ako je tá, ktorá je rozpoznaná antigénom, ktorý vystrelil odpoveď.

Pôsobenie lymfocytov na imunitné reakcie (Zdroj: SPQR10 prostredníctvom Wikimedia Commons)

Protilátky, v prípade humorálnej imunitnej reakcie, hrajú úlohu efektorov a antigény, ktoré sú nimi „značené“ alebo „neutralizované“, môžu byť eliminované rôznymi spôsobmi:

- Protilátky sa môžu viazať na rôzne molekuly antigénu a vytvárať agregáty, ktoré sú rozpoznávané fagocytárnymi bunkami.

- Antigény prítomné na membráne napadajúceho mikroorganizmu môžu byť rozpoznávané protilátkami, ktoré aktivujú takzvaný „komplementový systém“. Tento systém dosahuje lýzu napadajúcich mikroorganizmov.

- V prípade antigénov, ktoré sú toxínmi alebo vírusovými časticami, sa protilátky špecificky secernované proti týmto molekulám môžu na ne viazať, poťahovať a brániť ich interakcii s inými bunkovými zložkami hostiteľa.

Posledné dve desaťročia boli svedkami mnohých výskumov týkajúcich sa imunitného systému a umožnili objasniť ďalšie funkcie B buniek, ktoré zahŕňajú prezentáciu antigénov, produkciu cytokínov a „supresívnu“ kapacitu určenú sekréciou interleukín IL-10.

druhy

B bunky sa môžu rozdeliť do dvoch funkčných skupín: efektorové B bunky alebo plazmatické B bunky a pamäťové B bunky.

Efektorové B bunky

Plazmové bunky alebo efektorové B lymfocyty sú bunky produkujúce protilátku, ktoré cirkulujú v krvnej plazme. Sú schopné produkovať a uvoľňovať protilátky do krvného riečišťa, ale majú nízky počet týchto antigénnych receptorov asociovaných s ich plazmatickými membránami.

Tieto bunky produkujú veľké množstvo protilátkových molekúl v relatívne krátkom časovom období. Zistilo sa, že efektorový B-lymfocyt môže produkovať stovky tisíc protilátok za sekundu.

Pamäťové B bunky

Pamäťové lymfocyty majú dlhší polčas ako efektorové bunky a keďže sú to klony B bunky, ktorá bola aktivovaná prítomnosťou antigénu, exprimujú rovnaké receptory alebo protilátky ako bunky, ktoré ich vyvolali.

aktivácia

Aktivácia B lymfocytov nastáva po naviazaní molekuly antigénu na imunoglobulíny (protilátky) naviazané na membránu B buniek.

Interakcia antigén-protilátka môže spustiť dve odpovede: (1) protilátka (membránový receptor) môže vysielať interné biochemické signály, ktoré spúšťajú proces aktivácie lymfocytov, alebo (2) antigén sa môže internalizovať.

Internalizácia antigénu v endozomálnych vezikulách vedie k jeho enzymatickému spracovaniu (ak je to proteínový antigén), kde sú výsledné peptidy „prezentované“ na povrchu B bunky s úmyslom ich rozpoznania pomocným T lymfocytom.

Pomocné T lymfocyty vykonávajú funkcie vylučovania rozpustných cytokínov, ktoré modulujú expresiu a sekréciu protilátok do krvného riečišťa.

zrenia

Na rozdiel od toho, čo sa deje u vtákov, B lymfocyty cicavcov dozrievajú vo vnútri kostnej drene, čo znamená, že keď opustia toto miesto, exprimujú špecifické membránové receptory na väzbu membránových antigénov alebo protilátok.

Počas tohto procesu sú iné bunky zodpovedné za vylučovanie určitých faktorov, ktoré dosahujú diferenciáciu a dozrievanie B lymfocytov, ako je interferón gama (IFN-y).

Membránové protilátky, ktoré sú na povrchu B buniek, určujú antigénnu špecifickosť každej z nich. Keď tieto dozrievajú v kostnej dreni, špecificita je definovaná náhodným preusporiadaním segmentov génu, ktorý kóduje molekulu protilátky.

Keď sú úplne zrelé B bunky, každý má iba dva funkčné gény, ktoré kódujú ťažké a ľahké reťazce špecifickej protilátky.

Preto všetky protilátky produkované zrelými bunkami a ich potomkami majú rovnakú antigénnu špecificitu, to znamená, že sú viazané na antigénnu líniu (produkujú rovnakú protilátku).

Vzhľadom na to, že genetické preskupenie, ktorému B lymfocyty podliehajú v priebehu zrenia, je náhodné, odhaduje sa, že každá bunka, ktorá je výsledkom tohto procesu, exprimuje jedinečnú protilátku, čím sa vytvára viac ako 10 miliónov buniek, ktoré exprimujú protilátky proti rôznym antigénom.

Počas procesu dozrievania sa B lymfocyty, ktoré rozpoznávajú extracelulárne alebo membránové zložky organizmu, ktorý ich produkuje, selektívne eliminujú, čím sa zabezpečí, aby sa populácie „autoprotilátok“ nerozširovali.

protilátky

Protilátky predstavujú jednu z troch tried molekúl schopných rozpoznávať antigény, ďalšie dve sú molekuly receptorov T buniek (TCR) a proteíny hlavného histokompatibilného komplexu (MHC). ).

Na rozdiel od TCR a MHC majú protilátky väčšiu antigénnu špecificitu, ich afinita k antigénom je omnoho vyššia a vďaka ľahkej purifikácii boli lepšie študované.

Jednoduché schematické znázornenie protilátky (imunoglobulínu) (Zdroj: DO11.10 cez Wikimedia Commons)

Protilátky môžu byť na povrchu B buniek alebo na membráne endoplazmatického retikula. Zvyčajne sa nachádzajú v krvnej plazme, ale môžu sa nachádzať aj v intersticiálnej tekutine niektorých tkanív.

- Štruktúra

Existujú molekuly protilátok rôznych tried, sú to však všetky glykoproteíny zložené z dvoch ťažkých a dvoch ľahkých polypeptidových reťazcov, ktoré tvoria rovnaké páry a ktoré sú vzájomne spojené disulfidovými mostíkmi.

Medzi ľahkými a ťažkými reťazcami sa vytvára druh "rozštepu", ktorý zodpovedá väzobnému miestu protilátky s antigénom. Každý ľahký reťazec imunoglobulínu váži približne 24 kDa a každý ťažký reťazec medzi 55 alebo 70 kDa. Ľahké reťazce sa každý viažu na ťažký reťazec a ťažké reťazce sa tiež viažu navzájom.

Štruktúrne povedané, protilátka sa môže rozdeliť na dve „časti“: jedna je zodpovedná za rozpoznávanie antigénu (N-terminálna oblasť) a druhá za biologické funkcie (C-terminálna oblasť). Prvá je známa ako variabilná oblasť, zatiaľ čo druhá je konštantná.

Niektorí autori opisujú molekuly protilátok ako glykoproteíny v tvare „Y“, a to vďaka štruktúre kontaktnej medzery pre antigén, ktorá sa vytvára medzi týmito dvoma reťazcami.

- Druhy protilátok

Ľahké reťazce protilátok sú označené ako „kappa" a „lambda" (K a X), existuje však päť rôznych typov ťažkých reťazcov, ktoré prepožičiavajú identitu každému izotypu protilátky.

Bolo definovaných päť imunoglobulínových izotypov charakterizovaných prítomnosťou ťažkých reťazcov y, μ, a, δ a ε. Sú to IgG, IgM, IgA, IgD a IgE. IgG aj IgA môžu byť ďalej rozdelené do ďalších podtypov nazývaných IgA1, IgA2, IgG1, IgG2a, IgG2b a IgG3.

Imunoglobulín G

Toto je najhojnejšia protilátka zo všetkých (viac ako 70% z celku), takže niektorí autori to označujú ako jedinú protilátku prítomnú v krvnom sére.

IgG majú ťažké reťazce označené písmenom "y", ktoré majú molekulovú hmotnosť medzi 146 a 165 kDa. Vylučujú sa ako monoméry a nachádzajú sa v koncentrácii od 0,5 do 10 mg / ml.

Polčas týchto buniek sa pohybuje od 7 do 23 dní a majú funkcie pri neutralizácii baktérií a vírusov, navyše sprostredkujú cytotoxicitu závislú od protilátok.

Imunoglobulín M

IgM sa nachádza ako pentamér, to znamená, že sa vyskytuje ako komplex tvorený piatimi identickými proteínovými časťami, z ktorých každý má dva ľahké reťazce a dva ťažké reťazce.

Ako bolo uvedené, ťažký reťazec týchto protilátok sa nazýva μ; má molekulovú hmotnosť 970 kDa a nachádza sa v sére v približnej koncentrácii 1,5 mg / ml, s polčasom rozpadu 5 až 10 dní.

Podieľa sa na neutralizácii toxínov bakteriálneho pôvodu a na „opsonizácii“ týchto mikroorganizmov.

Imunoglobulín A

IgA sú monomérne a príležitostne dimérne protilátky. Ich ťažké reťazce sú označené gréckym písmenom „a“ a majú molekulovú hmotnosť 160 kDa. Ich polčas rozpadu nie je väčší ako 6 dní a nachádzajú sa v sére v koncentrácii 0,5 - 0,3 mg / ml.

Rovnako ako IgM, IgA má schopnosť neutralizovať bakteriálne antigény. Majú tiež antivírusovú aktivitu a zistilo sa, že sa vyskytujú ako monoméry v telových tekutinách a ako diméry na epitelových povrchoch.

Imunoglobulín D

IgD sa tiež nachádzajú ako monoméry. Ich ťažké reťazce majú molekulovú hmotnosť asi 184 kDa a sú označené gréckym písmenom „5“. Ich koncentrácia v sére je veľmi nízka (menej ako 0,1 mg / ml) a polčas rozpadu je 3 dni.

Tieto imunoglobulíny sa nachádzajú na povrchu zrelých B buniek a vysielajú signály dovnútra cez cytosolický "chvost".

Imunoglobulín E

Ťažké reťazce IgE sú identifikované ako "e" reťazce a vážia 188 kDa. Tieto proteíny sú tiež monoméry, majú polčas menej ako 3 dni a ich koncentrácia v sére je takmer zanedbateľná (menej ako 0,0001).

IgE majú funkciu pri väzbe na žírne bunky a bazofily, sprostredkúvajú tiež alergické reakcie a reakcie proti parazitickým červom.

Referencie

1. Hoffman, W., Lakkis, FG a Chalasani, G. (2015). Bunky B, protilátky a ďalšie. Clinical Journal of American Society of Nephrology, 11, 1-18.
2. Lebien, TW, a Tedder, TF (2009). B lymfocyty: ako sa vyvíjajú a fungujú. Blood, 112 (5), 1570 - 1580.
3. Mauri, C., & Bosma, A. (2012). Imunitná regulačná funkcia B buniek. Annu. Immunol. 30, 221 - 241.
4. Melchers, F., & Andersson, J. (1984). Aktivácia buniek B: Tri kroky a ich variácie. Cell, 37, 715 - 720.
5. Tarlinton, D. (2018). B bunky stále vpredu a v centre imunologie. Nature Reviews Immunology, 1-2.
6. Walsh, ER, a Bolland, S. (2014). Bunky B: Vývoj, diferenciácia a regulácia receptorom Fcy IIB pri humorálnej imunitnej odpovedi. V protilátke Fc: Prepojenie adaptívnej a vrodenej imunity (s. 115 - 129).