HUMORAL IMMUNITET: TEORI, EFFEKTORMEKANISMER, EXEMPEL - VETENSKAP - 2025

Den humorala immuniteten , även känd som immunsvar medierad av antikroppar, är en av de viktigaste mekanismerna för organismernas försvar mot invasion av mikroorganismer eller extracellulära toxiner.

Specifikt hänvisar humoral immunitet till immunitet medierad av blodfaktorer, som är serumproteiner kända som "antikroppar" som fungerar som svar på infektioner och produceras specifikt som svar på närvaron av "antigener."

Några av effekterna av antikroppar som producerats under det humorala immunsvaret (Källa: Becky Boone via Wikimedia Commons)

Ett däggdjurs immunsystem kan delas in i det medfödda immunsystemet och det adaptiva immunsystemet. Det medfödda immunsystemet består av de olika elementen som fungerar som fysiska och kemiska barriärer mot inträde av invaderande medel i kroppen.

Bland sådana hinder är epiteln och några av de ämnen som produceras av dem; vissa specifika celltyper är också involverade, som tillsammans representerar kroppens första försvarssystem.

Det adaptiva eller specifika immunsystemet är lite mer komplicerat och "utvecklats", eftersom det utlöses som svar på exponering för smittämnen eller kontakt med vissa mikroorganismer, även om båda systemen vanligtvis fungerar tillsammans.

Det sägs vara ett specifikt system eftersom det inträffar som svar på definierade determinanter och medieras av mycket specialiserade celler som också har förmågan att "komma ihåg" och svara snabbare och med mer "styrka" eller "effektivitet" på upprepade exponeringar för samma invaderande agent.

Humoral immunitet är en av underkategorierna av adaptiv eller specifik immunitet, som också klassificeras under cellulär immunitet. Båda typerna av svar skiljer sig från varandra beroende på komponenten i det involverade immunsystemet.

Teori

Teorin om humoral immunitet, som var en produkt av intensiva år av forskning och debatt, föreslår att immunitet förmedlas av ämnen som finns i kroppsvätskor eller "humorer."

Denna teori utvecklades av många forskare, som oberoende studerade och beskrev många av de effektorer som är involverade i sådana svarmekanismer.

Paul Ehrlich var kanske en av de mest inflytelserika och genomförde de mest djupgående studierna av antigen-antikroppskomplementaritet i början av 1900-talet.

Lite historia

Den berömda immunologen Rudolph Virchow, 1858, konstaterade att alla kroppsliga patologier berodde på funktionsfel hos de cellulära elementen som var ansvariga för skydd snarare än till en "missanpassning av lösliga humorer".

Drygt 25 år senare, 1884, tog Eli Metchnikoff upp den första publikationen av den fagocytiska teorin, som idag formar och stöder huvudbaserna i teorin om cellmedierad immunitet (cellulär immunitet).

Många avskräckare från Metchnikoff försökte "motbevisa" hans påståenden och det var 1888 som George Nuttall, som genomförde en serie experiment som utformats för att testa Metchnikoffs teorier, observerade att serumet från normala djur hade en "naturlig toxicitet" mot vissa mikroorganismer.

På ett sådant sätt blev det populärt i den vetenskapliga världen att cellfria vätskor från "friska" eller "speciellt immuniserade" djur kunde döda bakterier, så att det inte var nödvändigt att ta till cellteori för att förklara medfödda och förvärvade immunitet .

De första som experimentellt verifierade förekomsten av ett humoralt immunsvar var Emil von Behring och Shibasaburo Kitasato i slutet av 1800-talet. Von Behring och Kitasato demonstrerade att immunsvaret utlöst av difteri och stivkramp berodde på närvaron av antikroppar mot exotoxin.

I början av 1900-talet insåg Karl Landsteiner och andra forskare att andra gifter och ämnen av icke-bakteriellt ursprung kunde ge humoral immunitet.

Termen "antikropp" myntades kort därefter som en allmänhet, för att hänvisa till de specifika ämnen som kan fungera som antitoxiner mot "antigener".

Ordet antigen var termen som används för att definiera de ämnen som utlöser produktionen av humorala antikroppar.

Effektormekanismer

Både humorala immunsvar och cellulära immunsvar medieras av en typ av cell som kallas lymfocyter.

Huvudprotagonisterna för cellulär immunitet är T-lymfocyterna, medan det är B-lymfocyterna som svarar på närvaron av främmande antigener och förvandlas till de antikroppsproducerande celler som är karakteristiska för humoral immunitet.

Humoral immunitet är den huvudsakliga försvarsmekanismen mot extracellulära mikroorganismer och andra toxiner, medan cellulär immunitet bidrar till eliminering av intracellulära patogener, som är "otillgängliga" för erkännande av antikroppar.

Faser av det humorala immunsvaret

Förutom det cellulära immunsvaret kan det humorala svaret delas upp i tre faser: en av igenkänning, en annan av aktivering och en annan av effekt.

Genkänningsfasen består av bindning av antigener till specifika membranreceptorer på cellytan hos mogna B-lymfocyter.

Antikroppar fungerar som sådana "receptorer" och kan känna igen proteiner, polysackarider, lipider och andra "främmande" extracellulära substanser.

Aktiveringsfasen börjar med spridningen av lymfocyter efter igenkänningen av antigen och fortsätter med differentiering, antingen i andra effektorceller som kan eliminera antigen, eller i minneceller som kan inducera snabbare svar efter en ny exponering för det. antigen.

Under effektorfasen är lymfocyterna som utövar antigen eliminationsfunktioner kända som "effektorceller", även om andra celler vanligtvis är involverade, som också deltar i det medfödda immunsvaret, och som fagocytos och eliminerar främmande medel.

Lymfocyter och antikroppar

Antikropparna som produceras av lymfocyter eller B-celler har den fysiologiska funktionen att neutralisera och eliminera antigenet som inducerade deras bildning, och det humorala immunsystemet kan reagera på ett flertal olika antigener.

B-lymfocyter har sitt ursprung i benmärgen som svar på ett definierat antigen (de är specifika) och detta sker före antigenstimulering. Uttrycket av vissa antikroppar utlöser spridnings- och differentieringsresponsen av mer antikroppsutsöndrande B-celler.

Signalering mellan T-celler och B-celler för aktivering av de senare (Källa: Manuel Mellina Vicente, via Wikimedia Commons)

Beroende på antigenets natur krävs emellertid en ytterligare signal för differentiering och spridning som ges av en speciell typ av T-lymfocyt som kallas "helper T-lymfocyt" som utsöndrar aktiverande faktorer för B-celler.

immunoglobuliner

Eftersom de huvudsakligen finns i blodvätskor kallas antikropparna som produceras av B-celler immunoglobuliner. Dessa proteinmolekyler har två tunga och två lätta glykoproteinkedjor kopplade till varandra genom disulfidbroar (SS).

Struktur för ett immunoglobulin G (IgG) (Källa: w: Användare: AJVincelli via Wikimedia Commons)

De lätta kedjorna är kända som "kappa" och "lambda", men det finns 5 typer av tunga kedjor som har kallats gamma (G), mu (M), alfa (A), delta (D) och epsilon (E) ).

Kombinationen av lätta och tunga kedjor slutar med bildandet av immunoglobulinerna IgG, IgM, IgA, IgD och IgE. Den vanligaste antikroppen i däggdjurserum är immunoglobulin IgG (ungefär 70%).

Varje kedja av en antikropp har en aminoterminal och en karboxylterminal ände. Den del som kan binda antigener är vid den aminoterminala änden, men den karboxylterminala regionen är det som dikterar biologisk aktivitet.

Humoral immunrespons

Den karboxylterminala regionen av IgG-liknande antikroppar känns igen specifikt av fagocytiska celler, såsom neutrofiler och makrofager, som har speciella receptorer för den.

Detta erkännande involverar kontakt mellan receptorn och antikroppen, och det är denna sammanslutning som underlättar fagocytos och nedbrytning av antigen i fagocytiska celler.

Till skillnad från IgG, finns de andra klasserna av immunoglobuliner inte i sekretioner och vävnader. Men de är lika användbara för att framkalla immunresponsen.

IgM-immunglobuliner (10% av serumimmunoglobuliner) är potenta aktivatorer av komplementsystemet, därför fungerar de i antigenlys och ökar i resistens.

IgA-immunglobuliner (20% av serumimmunoglobuliner) produceras i lymfoida vävnader och bearbetas och transporteras till slemhinnan i lungorna och mag-tarmkanalen. De arbetar för att neutralisera virus och andra antigener som kommer in i slemhinneytorna.

IgD är bundet till B-lymfocyter och fungerar som en antigenreceptor, medan IgE (känd som den allergiska antikroppen) är bunden till ytan på mastceller och basofiler genom specifika receptorer. Båda immunoglobulinerna är i mycket låg koncentration i serum.

exempel

Antikropparna som produceras av huvudeffekterna av det humorala immunsvaret (B-lymfocyter) har förmågan att "inducera" eller "aktivera" olika responsmekanismer mot olika typer av hot.

Till exempel är IgG-immunglobuliner aktivatorer av vad som kallas "komplementkaskaden", som arbetar för att neutralisera virala partiklar, och därmed förhindra deras bindning till värdceller.

Under graviditeten överför mamman antikroppar till fostret genom trofoblastiska celler i moderkakan, som har receptorer med hög affinitet för karboxylterminalen hos immunglobuliner såsom IgG.

Det humorala svaret på bakterier som har "kapslar" sammansatta av polysackarider medieras av immunoglobulin M, vilket främjar fagocytos av dessa mikroorganismer.

Ett annat viktigt exempel på humoral immunitet är det systemiska svaret på parasiter, där IgE "leder" deras förstörelse genom eosinofila celler.

referenser

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Cellular and Molecular Immunology (3: e upplagan). Madrid: McGraw-Hill.
2. Carroll, MC, & Isenman, DE (2012). Reglering av humoral immunitet genom komplement. Immunity, 37 (2), 199–207.
3. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Kuby's Immunology (6: e upplagan). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana of Spain.
4. Klein, T. (2007). Det förvärvade immunsvaret. I xPharm: The Comprehensive Pharmacology Reference (s. 1–5).
5. Lishner, H., & DiGeorge, A. (1969). Tymusens roll i humoral immunitet. The Lancet, 2, 1044–1049.
6. Medzhitov, R., & Janeway, C. (2000). Medfödd immunitet. The New England Journal of Medicine, 338–344.
7. Merlo, LMF, & Mandik-Nayak, L. (2013). Adaptiv immunitet: B-celler och antikroppar. I cancerimmunterapi: Immunsuppression och tumörtillväxt: andra upplagan (s. 25–40).
8. Silverstein, AM (1979). Immunologins historia. Cellulär kontra humoral immunitet: Determinanter och konsekvenser av en episk strid från 1800-talet. Cellular Immunology, 48 (1), 208-221.
9. Steinman, RM (2008). Länka medfödd till adaptiv immunitet genom dendritiska celler. I medfödd immunitet mot lunginfektion (s. 101–113).
10. Tan, TT, & Coussens, LM (2007). Humoral immunitet, inflammation och cancer. Aktuellt yttrande i immunologi, 19 (2), 209–216.
11. Twigg, HL (2005). Humoral immunförsvar (antikroppar): Nya framsteg. Proceedings of the American Thoracic Society, 2 (5), 417–421.
12. Wherery, EJ, & Masopust, D. (2016). Adaptiv immunitet: neutralisera, eliminera och komma ihåg för nästa gång. I Viral Pathogenesis: From Basics to Systems Biology: Third Edition (s. 57–69).