B-LYMFOCYTER: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKTIONER, TYPER - BIOLOGI - 2025

De B-lymfocyter , eller B-celler, tillhöra den leukocyt grupp som är involverad i det humorala immunsvarssystemet. De kännetecknas av produktion av antikroppar, som känner igen och attackerar specifika molekyler för vilka de är utformade.

Lymfocyter upptäcktes på 1950-talet och förekomsten av två olika typer (T och B) demonstrerades av David Glick när han studerade immunsystemet från fjäderfä. Karakteriseringen av B-celler utfördes emellertid mellan mitten av 1960-talet och början av 1970-talet.

Fotografi av en human B-lymfocyt (Källa: NIAID via Wikimedia Commons)

Antikroppar producerade av B-lymfocyter fungerar som effekter av det humorala immunsystemet, eftersom de deltar i neutraliseringen av antigen eller underlättar deras eliminering av andra celler som samarbetar med nämnda system.

Det finns fem huvudklasser av antikroppar, som är blodproteiner kända som immunglobuliner. Den vanligaste antikroppen är emellertid känd som IgG och representerar mer än 70% av de immunoglobuliner som utsöndras i serum.

Egenskaper och struktur

Lymfocyter är små celler, 8 till 10 mikrometer i diameter. De har stora kärnor med rikligt med DNA i form av heterokromatin. De har inte specialiserade organeller och mitokondrier, ribosomer och lysosomer finns i ett litet återstående utrymme mellan cellmembranet och kärnan.

B-celler, liksom T-lymfocyter och andra hematopoietiska celler, har sitt ursprung i benmärgen. När de knappt är "engagerade" i lymfoidlinjen uttrycker de ännu inte antigena ytreceptorer, så de kan inte svara på något antigen.

Uttrycket av membranreceptorer inträffar under mognad och det är då de kan stimuleras av vissa antigener, vilket inducerar deras efterföljande differentiering.

När de är mogna släpps dessa celler ut i blodomloppet, där de representerar den enda cellpopulationen med förmågan att syntetisera och utsöndra antikroppar.

Antigenigenkänning, liksom de flesta av händelserna som inträffar omedelbart efter, inträffar emellertid inte i cirkulationen, utan i "sekundära" lymfoida organ såsom mjälten, lymfkörtlar, bilaga, mandlar och Peyers lappar.

Utveckling

B-lymfocyter härrör från en delad föregångare mellan T-celler, naturliga mördare-celler och vissa dendritiska celler. När de utvecklas migrerar dessa celler till olika platser i benmärgen och deras överlevnad beror på specifika lösliga faktorer.

Processen för differentiering eller utveckling börjar med omarrangemang av generna som kodar för de tunga och lätta kedjorna av antikropparna som senare kommer att produceras.

Funktioner

B-lymfocyter har en mycket speciell funktion när det gäller försvarssystemet, eftersom deras funktioner är uppenbara när receptorerna på deras yta (antikroppar) kommer i kontakt med antigen från "invasiva" eller "farliga" källor som erkänns hur konstigt.

Membranreceptor-antigeninteraktion utlöser ett aktiveringsrespons i B-lymfocyter, på ett sådant sätt att dessa celler sprids och differentieras till effektor- eller plasmaceller, som kan utsöndra fler antikroppar i blodomloppet, såsom den som igenkänns av antigenet som det avfyrade svaret.

Handling av lymfocyter i immunsvar (Källa: SPQR10 via Wikimedia Commons)

Antikroppar, i fallet med det humorala immunsvaret, spelar effekten av effekterna, och antigenen som är "taggade" eller "neutraliserade" av dem kan elimineras på olika sätt:

- Antikroppar kan binda till olika antigenmolekyler och bilda aggregat som känns igen av fagocytiska celler.

- Antigener som finns på membranet hos en invaderande mikroorganism kan igenkännas av antikroppar, som aktiverar det så kallade "komplementsystemet". Detta system uppnår lysering av den invaderande mikroorganismen.

- När det gäller antigener som är toxiner eller virala partiklar kan antikropparna som specifikt utsöndras mot dessa molekyler binda till dem, belägga dem och förhindra deras interaktion med andra cellkomponenter i värden.

De senaste två decennierna har bevittnat flera undersökningar relaterade till immunsystemet och har gjort det möjligt att belysa ytterligare funktioner av B-celler. Dessa funktioner inkluderar presentation av antigener, produktion av cytokiner och en "undertryckande" kapacitet bestämd av utsöndring av interleukin IL-10.

typer

B-celler kan delas upp i två funktionella grupper: effektor B-celler eller plasma B-celler och minne B-celler.

Effektor B-celler

Plasmaceller eller effektor B-lymfocyter är de antikroppsproducerande cellerna som cirkulerar i blodplasma. De kan producera och släppa antikroppar i blodomloppet, men de har ett lågt antal av dessa antigena receptorer associerade med deras plasmamembran.

Dessa celler producerar ett stort antal antikroppsmolekyler under relativt korta tidsperioder. Det har visat sig att en effektor B-lymfocyt kan producera hundratusentals antikroppar per sekund.

Minne B-celler

Lymfocyter i minnet har en längre halveringstid än effektorceller och eftersom de är kloner av en B-cell som aktiverades av närvaron av ett antigen uttrycker de samma receptorer eller antikroppar som cellen som gav dem ursprung.

Aktivering

Aktivering av B-lymfocyter sker efter bindningen av en antigenmolekyl till immunoglobuliner (antikroppar) bundna till B-cellmembranet.

Interigen mellan antigen och antikroppar kan utlösa två svar: (1) antikroppen (membranreceptorn) kan avge interna biokemiska signaler som utlöser lymfocytaktiveringsprocessen eller (2) antigenet kan internaliseras.

Internaliseringen av antigenet i endosomala vesiklar leder till dess enzymatiska bearbetning (om det är ett proteinantigen), där de resulterande peptiderna "presenteras" på ytan av B-cellen med avsikt att erkännas av en hjälpar-T-lymfocyt.

Helper T-lymfocyter utför funktionerna för att utsöndra lösliga cytokiner som modulerar uttrycket och utsöndringen av antikroppar i blodomloppet.

Mognande

Till skillnad från vad som händer hos fåglar mognar B-lymfocyter från däggdjur inuti benmärgen, vilket betyder att när de lämnar denna plats uttrycker de specifika membranreceptorer för bindning av membranantigener eller antikroppar.

Under denna process är andra celler ansvariga för att utsöndra vissa faktorer som uppnår differentiering och mognad av B-lymfocyter, såsom interferon gamma (IFN-y).

Membranantikropparna som finns på ytan av B-celler är det som bestämmer antigenens specificitet för var och en. När dessa mognar i benmärgen definieras specificiteten av slumpmässiga omarrangemang av segment av genen som kodar antikroppsmolekylen.

När fullt mogna B-celler har vardera endast två funktionella gener som kodar för de tunga och lätta kedjorna för en specifik antikropp.

Hittills har alla antikroppar som produceras av en mogen cell och dess avkommor samma antigena specificitet, det vill säga de är engagerade i en antigen linje (de producerar samma antikropp).

Med tanke på att den genetiska omarrangemanget som B-lymfocyter genomgår när de mognar är slumpmässigt beräknas det att varje cell som är resultatet av denna process uttrycker en unik antikropp, och därmed genererar mer än 10 miljoner celler som uttrycker antikroppar mot olika antigener.

Under mognadsprocessen elimineras selektivt B-lymfocyterna som känner igen extracellulära eller membrankomponenter i organismen som producerar dem, vilket säkerställer att "auto-antikroppar" -populationer inte sprids.

antikroppar

Antikroppar representerar en av de tre klasserna av molekyler som kan känna igen antigen, de andra två är T-cellreceptormolekylerna (TCR) och de viktigaste histokompatibilitetskomplex (MHC) -proteinerna. ).

Till skillnad från TCR och MHC, har antikroppar större antigen specificitet, deras affinitet för antigen är mycket högre och de har studerats bättre (tack vare deras enkla rening).

Enkel schematisk representation av en antikropp (immunoglobulin) (Källa: DO11.10 via Wikimedia Commons)

Antikroppar kan vara på ytan av B-celler eller på membranet i endoplasmatisk retikulum. De finns vanligtvis i blodplasma, men de kan också vara i mellanvätskan i vissa vävnader.

- Struktur

Det finns antikroppsmolekyler av olika klasser, men de är alla glykoproteiner som består av två tunga och två lätta polypeptidkedjor som utgör identiska par och som är sammanlänkade genom disulfidbroar.

Mellan de lätta och tunga kedjorna bildas en typ av "klyftan" som motsvarar antikroppens bindningsställe med antigenet. Varje lätt kedja av ett immunoglobulin väger cirka 24 kDa och varje tung kedja mellan 55 eller 70 kDa. De lätta kedjorna binder var och en till en tung kedja och de tunga kedjorna binder också till varandra.

Strukturellt sett kan en antikropp delas upp i två "delar": en ansvarig för antigenigenkänning (N-terminal region) och den andra för biologiska funktioner (C-terminal region). Den första är känd som en variabel region, medan den andra är konstant.

Vissa författare beskriver antikroppsmolekyler som "Y" -formade glykoproteiner, tack vare strukturen i antigenkontaktgapet som bildas mellan de två kedjorna.

- Typer av antikroppar

De lätta kedjorna av antikroppar betecknas "kappa" och "lambda" (K och λ), men det finns 5 olika typer av tunga kedjor, som ger identitet till varje antikroppsisotyp.

Fem immunoglobulinisotyper har definierats, kännetecknade av närvaron av de tunga kedjorna y, μ, a, δ och ε. Dessa är respektive IgG, IgM, IgA, IgD och IgE. Både IgG och IgA kan i sin tur delas upp i andra subtyper som kallas IgA1, IgA2, IgG1, IgG2a, IgG2b och IgG3.

Immunoglobulin G

Detta är den vanligaste antikroppen av alla (mer än 70% av det totala) så vissa författare hänvisar till detta som den enda antikroppen som finns i blodserum.

IgG har tunga kedjor identifierade med bokstaven "y" som väger mellan 146 och 165 kDa i molekylvikt. De utsöndras som monomerer och finns i en koncentration från 0,5 till 10 mg / ml.

Halveringstiden för dessa celler sträcker sig från 7 till 23 dagar och de har funktioner för neutralisering av bakterier och virus, dessutom medierar de antikroppsberoende cytotoxicitet.

Immunoglobulin M

IgM finns som en pentamer, det vill säga den finns som ett komplex som består av fem identiska proteindelar, var och en med sina två lätta kedjor och två tunga kedjor.

Som nämnts kallas de tunga kedjorna för dessa antikroppar μ; den har en molekylvikt av 970 kDa och finns i serum i en ungefärlig koncentration av 1,5 mg / ml, med en halveringstid på mellan 5 och 10 dagar.

Det deltar i neutraliseringen av toxiner av bakteriellt ursprung och i "opsoniseringen" av dessa mikroorganismer.

Immunoglobulin A

IgA är monomera och ibland dimera antikroppar. Deras tunga kedjor betecknas med den grekiska bokstaven "a" och har en molekylvikt på 160 kDa. Deras halveringstid är inte längre än 6 dagar och de finns i serum i en koncentration av 0,5-0,3 mg / ml.

Liksom IgM har IgA förmågan att neutralisera bakteriella antigener. De har också antiviral aktivitet och har visat sig vara monomerer i kroppsvätskor och som dimerer på epitelytor.

Immunoglobulin D

IgD finns också som monomerer. Deras tunga kedjor har en molekylvikt av cirka 184 kDa och identifieras med den grekiska bokstaven "δ". Deras koncentration i serum är mycket låg (mindre än 0,1 mg / ml) och har en halveringstid på 3 dagar.

Dessa immunoglobuliner kan hittas på ytan av mogna B-celler och sänder signaler inåt via en cytosolisk "svans".

Immunoglobulin E

De tunga kedjorna av IgE identifieras som "e" -kedjor och väger 188 kDa. Dessa proteiner är också monomerer, har en halveringstid på mindre än 3 dagar, och deras koncentration i serum är nästan försumbar (mindre än 0,0001).

IgE: er har funktioner i bindning av mastceller och basofiler, de förmedlar också allergiska svar och svar mot parasitmaskar.

referenser

1. Hoffman, W., Lakkis, FG, & Chalasani, G. (2015). B-celler, antikroppar och mer. Clinical Journal of the American Society of Nephrology, 11, 1–18.
2. Lebien, TW, & Tedder, TF (2009). B-lymfocyter: hur de utvecklas och fungerar. Blood, 112 (5), 1570–1580.
3. Mauri, C., & Bosma, A. (2012). Immunregleringsfunktion för B-celler. Annu. Pastor Immunol. , 30, 221–241.
4. Melchers, F., & Andersson, J. (1984). B Cellaktivering: tre steg och deras variationer. Cell, 37, 715-720.
5. Tarlinton, D. (2018). B-celler är fortfarande främre och centrala i immunologin. Nature Reviews Immunology, 1–2.
6. Walsh, ER, & Bolland, S. (2014). B-celler: Utveckling, differentiering och reglering av Fcγ Receptor IIB i det humana immunsvaret. I antikropp Fc: Koppla anpassningsbar och medfödd immunitet (s. 115–129).