HUMORAL IMMUNITET: TEORI, EFFEKTORMEKANISMER, EKSEMPLER - VIDENSKAB - 2025

Den humorale immunitet, også kendt som immunrespons medieret af antistoffer, er en af ​​de vigtigste mekanismer i organismernes forsvar mod invasion af mikroorganismer eller toksiner ekstracellulære.

Specifikt henviser humoral immunitet til immunitet formidlet af blodfaktorer, som er serumproteiner kendt som "antistoffer", der fungerer som respons på infektioner og produceres specifikt som respons på tilstedeværelsen af ​​"antigener".

Nogle af virkningerne af antistoffer produceret under den humorale immunrespons (Kilde: Becky Boone via Wikimedia Commons)

Et pattedyrs immunsystem kan opdeles i et medfødt immunsystem og et adaptivt immunsystem. Det medfødte immunsystem består af de forskellige elementer, der fungerer som fysiske og kemiske barrierer mod indtrængen af ​​invaderende stoffer i kroppen.

Blandt sådanne barrierer er epithelen og nogle af de stoffer, der er produceret af dem; nogle specifikke celletyper er også involveret, som samlet repræsenterer kroppens første forsvarssystem.

Det adaptive eller specifikke immunsystem er lidt mere komplekst og "udviklet", da det udløses som reaktion på udsættelse for infektiøse midler eller til kontakt med visse mikroorganismer, selvom begge systemer normalt fungerer sammen.

Det siges at være et specifikt system, fordi det forekommer som respons på definerede determinanter og formidles af højt specialiserede celler, der også har evnen til at "huske" og reagere hurtigere og med mere "styrke" eller "effektivitet" til gentagne eksponeringer for samme invaderende agent.

Humoral immunitet er en af ​​underkategorierne af adaptiv eller specifik immunitet, som også klassificeres under cellulær immunitet. Begge typer af reaktioner adskiller sig fra hinanden afhængigt af komponenten i det involverede immunsystem.

Teori

Teorien om humoral immunitet, som var resultatet af intense års forskning og debat, foreslår, at immunitet formidles af stoffer, der findes i kropsvæsker eller "humors."

Denne teori blev udviklet af mange forskere, der uafhængigt studerede og beskrev mange af de effektorer, der var involveret i sådanne responsmekanismer.

Paul Ehrlich var måske en af ​​de mest indflydelsesrige og gennemførte de mest dybdegående undersøgelser af antigen-antistof-komplementaritet i de tidlige 1900'ere.

Lidt historie

Den berømte immunolog Rudolph Virchow i 1858 konstaterede, at alle kropslige patologier skyldtes funktionssvigt i de cellulære elementer, der var ansvarlige for beskyttelse, snarere end af en "uoverensstemmelse af de opløselige humorer".

Lidt over 25 år senere, i 1884, bragte Eli Metchnikoff frem den første offentliggørelse af den fagocytiske teori, som i dag former og understøtter de vigtigste baser i teorien om cellemedieret immunitet (cellulær immunitet).

Mange krænkere af Metchnikoff forsøgte at "modbevise" hans påstande, og det var i 1888, at George Nuttall, der udførte en række eksperimenter designet til at teste Metchnikoffs teorier, observerede, at serumet fra normale dyr havde en "naturlig toksicitet" mod visse mikroorganismer.

På en sådan måde blev det populært i den videnskabelige verden, at cellefrie væsker fra "sunde" eller "specielt immuniserede" dyr kunne dræbe bakterier, så det ikke var nødvendigt at ty til celleteori for at forklare medfødt og erhvervet immunitet.

De første til eksperimentelt at verificere eksistensen af ​​en humoral immunrespons var Emil von Behring og Shibasaburo Kitasato i slutningen af ​​1800-tallet. Von Behring og Kitasato demonstrerede, at immunresponserne udløst af difteri og stivkrampe skyldtes tilstedeværelsen af ​​antistoffer mod exotoxin.

I de tidlige 1900'ere indså Karl Landsteiner og andre forskere, at andre toksiner og stoffer af ikke-bakteriel oprindelse kunne frembringe humoral immunitet.

Udtrykket "antistof" blev kort efterpå myntet som en generalitet for at henvise til de specifikke stoffer, der kunne fungere som antitoxiner mod "antigener".

Ordet antigen var udtrykket brugt til at definere de stoffer, der udløser produktion af humorale antistoffer.

Effektormekanismer

Både humorale immunresponser og cellulære immunresponser formidles af en type celle kendt som lymfocytter.

De vigtigste hovedpersoner for cellulær immunitet er T-lymfocytter, mens det er B-lymfocytter, der reagerer på tilstedeværelsen af ​​fremmede antigener og omdannes til de antistofproducerende celler, der er karakteristiske for humoral immunitet.

Humoral immunitet er den vigtigste forsvarsmekanisme mod ekstracellulære mikroorganismer og andre toksiner, mens cellulær immunitet bidrager til eliminering af intracellulære patogener, som er "utilgængelige" til genkendelse af antistoffer.

Faser af det humorale immunrespons

Ud over den cellulære immunrespons kan den humorale respons opdeles i tre faser: en af ​​genkendelse, en anden af ​​aktivering og en anden af ​​virkning.

Genkendelsesfasen består af binding af antigener til specifikke membranreceptorer på celleoverfladen af ​​modne B-lymfocytter.

Antistoffer fungerer som sådanne "receptorer" og er i stand til at genkende proteiner, polysaccharider, lipider og andre "fremmede" ekstracellulære stoffer.

Aktiveringsfasen begynder med spredning af lymfocytter efter genkendelsen af ​​antigener og fortsætter med differentiering, enten i andre effektorceller, der er i stand til at eliminere antigener, eller i hukommelsesceller, der er i stand til at inducere hurtigere responser efter en ny eksponering for det. antigen.

Under effektorfasen er lymfocytter, der udøver antigen-eliminerende funktioner, kendt som "effektorceller", skønt andre celler sædvanligvis er involverede, som også deltager i den medfødte immunrespons, og som fagocytose og eliminere fremmede midler.

Lymfocytter og antistoffer

Antistofferne produceret af lymfocytter eller B-celler har den fysiologiske funktion af at neutralisere og eliminere antigenet, der inducerede deres dannelse, og det humorale immunsystem kan reagere på en mangfoldighed af forskellige antigener.

B-lymfocytter stammer fra knoglemarven som respons på et defineret antigen (de er specifikke), og dette sker før antigenstimulering. Ekspression af visse antistoffer udløser proliferations- og differentieringsresponserne fra mere antistofsekreterende B-celler.

Signalering mellem T-celler og B-celler til aktivering af sidstnævnte (Kilde: Manuel Mellina Vicente, via Wikimedia Commons)

Afhængigt af arten af ​​antigenet er der imidlertid behov for et yderligere signal til differentiering og spredning, der gives af en speciel type T-lymfocyt kaldet "hjælper T-lymfocyt", der udskiller aktiverende faktorer for B-celler.

immunoglobuliner

Da de hovedsageligt findes i blodvæsker, kaldes antistofferne produceret af B-celler immunoglobuliner. Disse proteinmolekyler har to tunge og to lette glycoproteinkæder bundet til hinanden gennem disulfidbroer (SS).

Struktur af en immunoglobulin G (IgG) (Kilde: w: Bruger: AJVincelli via Wikimedia Commons)

De lette kæder er kendt som "kappa" og "lambda", men der er 5 typer af tunge kæder, der er blevet kaldt gamma (G), mu (M), alpha (A), delta (D) og epsilon (E)).

Kombinationen af ​​lette og tunge kæder ender med dannelsen af ​​immunoglobulinerne IgG, IgM, IgA, IgD og IgE. Det mest rigelige antistof i pattedyrserum er immunoglobulin IgG (ca. 70%).

Hver kæde af et antistof har en aminoterminal og en carboxylterminal ende. Den del, der er i stand til at binde antigener, er ved den aminoterminalende ende, men den carboxylterminale region er det, der dikterer biologisk aktivitet.

Humoral immunrespons

Den carboxylterminale region af IgG-lignende antistoffer genkendes specifikt af fagocytiske celler, såsom neutrofiler og makrofager, som har specielle receptorer til det.

Denne genkendelse involverer kontakt mellem receptoren og antistoffet, og det er denne forening, der letter fagocytose og nedbrydning af antigener i fagocytiske celler.

I modsætning til IgG findes de andre klasser af immunglobuliner ikke i sekretioner og væv. De er dog lige så nyttige til at fremkalde immunresponsen.

IgM-immunoglobuliner (10% af serumimmunoglobuliner) er potente aktivatorer af komplementsystemet, derfor fungerer de i antigenlysis og øges i resistens.

IgA-immunglobuliner (20% af serumimmunoglobuliner) produceres i lymfoide væv og behandles og transporteres til slimhinden i lungerne og mave-tarmkanalen. De arbejder for at neutralisere vira og andre antigener, der kommer ind i slimhindeflader.

IgD er bundet til B-lymfocytter og fungerer som en antigenreceptor, mens IgE (kendt som det allergiske antistof) er bundet til overfladen af ​​mastceller og basofiler gennem specifikke receptorer. Begge immunoglobuliner er i meget lav koncentration i serum.

eksempler

Antistofferne produceret af hovedeffektorer af den humorale immunrespons (B-lymfocytter) har evnen til at "inducere" eller "aktivere" forskellige responsmekanismer mod forskellige typer trusler.

F.eks. Er IgG-immunglobuliner aktivatorer til det, der er kendt som "komplementskaskaden", der arbejder for at neutralisere virale partikler og således forhindre deres binding til værtsceller.

Under graviditet overfører moderen antistoffer til fosteret gennem trofoblastiske celler i placenta, som har receptorer med høj affinitet for carboxylterminalen af ​​immunoglobuliner, såsom IgG.

Den humorale reaktion på bakterier, der har "kapsler" sammensat af polysaccharider, formidles af immunoglobulin M, som fremmer fagocytose af disse mikroorganismer.

Et andet vigtigt eksempel på humoral immunitet er den systemiske reaktion på parasitter, hvor IgE "leder" deres ødelæggelse gennem eosinofile celler.

Referencer

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Cellular and Molecular Immunology (3. udg.). Madrid: McGraw-Hill.
2. Carroll, MC, & Isenman, DE (2012). Regulering af humoral immunitet ved komplement. Immunitet, 37 (2), 199–207.
3. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Kuby's Immunology (6. udg.). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana fra Spanien.
4. Klein, T. (2007). Det erhvervede immunrespons. I xPharm: The Comprehensive Pharmacology Reference (s. 1–5).
5. Lishner, H., & DiGeorge, A. (1969). Thymusens rolle i humoral immunitet. The Lancet, 2, 1044–1049.
6. Medzhitov, R., & Janeway, C. (2000). Medfødt immunitet. The New England Journal of Medicine, 338–344.
7. Merlo, LMF, & Mandik-Nayak, L. (2013). Adaptiv immunitet: B-celler og antistoffer. I kræftimmunoterapi: immunundertrykkelse og tumorvækst: anden udgave (s. 25–40).
8. Silverstein, AM (1979). Immunologiens historie. Cellular versus Humoral immunitet: Determinanter og konsekvenser af et episk slag fra det 19. århundrede. Cellular Immunology, 48 (1), 208-221.
9. Steinman, RM (2008). Forbindelse medfødt til adaptiv immunitet gennem dendritiske celler. I medfødt immunitet mod lungeinfektion (s. 101–113).
10. Tan, TT, & Coussens, LM (2007). Humoral immunitet, betændelse og kræft. Aktuel udtalelse i immunologi, 19 (2), 209-216.
11. Twigg, HL (2005). Humoralt immunforsvar (antistoffer): Nylige fremskridt. Proceedings of the American Thoracic Society, 2 (5), 417–421.
12. Wherery, EJ, & Masopust, D. (2016). Adaptiv immunitet: neutralisering, eliminering og husk for næste gang. I viral patogenese: Fra grundlæggende til systembiologi: Tredje udgave (s. 57–69).