B-LYMFOCYTTER: KARAKTERISTIKA, STRUKTUR, FUNKTIONER, TYPER - BIOLOGI - 2025

De B-lymfocytter eller B-celler, tilhører leukocyt gruppe involveret i det humorale respons immunsystem. De er kendetegnet ved produktion af antistoffer, som genkender og angriber specifikke molekyler, som de er designet til.

Lymfocytter blev opdaget i 1950'erne, og eksistensen af ​​to forskellige typer (T og B) blev demonstreret af David Glick under undersøgelse af immunsystemet fra fjerkræ. Karakteriseringen af ​​B-celler blev imidlertid udført mellem midten af ​​1960'erne og de tidlige 1970'ere.

Fotografi af en human B-lymfocyt (Kilde: NIAID via Wikimedia Commons)

Antistoffer produceret af B-lymfocytter fungerer som effekter af det humorale immunsystem, da de deltager i neutraliseringen af ​​antigener eller letter deres eliminering af andre celler, der samarbejder med nævnte system.

Der er fem hovedklasser af antistoffer, som er blodproteiner kendt som immunglobuliner. Imidlertid er det mest rigelige antistof kendt som IgG og repræsenterer mere end 70% af de immunoglobuliner, der udskilles i serum.

Egenskaber og struktur

Lymfocytter er små celler, 8 til 10 mikrometer i diameter. De har store kerner med rigeligt DNA i form af heterochromatin. De har ikke specialiserede organeller og mitokondrier, ribosomer og lysosomer er i et lille resterende rum mellem cellemembranen og kernen.

B-celler såvel som T-lymfocytter og andre hæmatopoietiske celler stammer fra knoglemarven. Når de næppe er “forpligtet” til lymfoidlinjen, udtrykker de endnu ikke antigene overfladeceptorer, så de kan ikke reagere på noget antigen.

Ekspression af membranreceptorer forekommer under modning, og det er så, at de er i stand til at blive stimuleret af visse antigener, hvilket inducerer deres efterfølgende differentiering.

Når de er modne, frigives disse celler i blodbanen, hvor de repræsenterer den eneste cellepopulation med evnen til at syntetisere og udskille antistoffer.

Imidlertid forekommer antigengenkendelse, såvel som de fleste af de begivenheder, der forekommer umiddelbart efter, ikke i cirkulationen, men i "sekundære" lymfoide organer som milten, lymfeknuder, appendiks, mandler og Peyers lapper.

Udvikling

B-lymfocytter stammer fra en delt forløber mellem T-celler, naturlig killer-celler (NK) og nogle dendritiske celler. Når de udvikler sig, migrerer disse celler til forskellige placeringer i knoglemarven, og deres overlevelse afhænger af specifikke opløselige faktorer.

Processen med differentiering eller udvikling begynder med omarrangering af generne, der koder for de tunge og lette kæder af antistofferne, der senere vil blive produceret.

Funktioner

B-lymfocytter har en meget speciel funktion med hensyn til forsvarssystemet, da deres funktioner er tydelige, når receptorerne på deres overflade (antistoffer) kommer i kontakt med antigener fra "invasive" eller "farlige" kilder, der genkendes hvor underligt.

Membranreceptor-antigeninteraktion udløser en aktiveringsrespons i B-lymfocytter, på en sådan måde, at disse celler spredes og differentieres til effektor- eller plasmaceller, der er i stand til at udskille flere antistoffer i blodbanen, såsom den, der genkendes af antigenet, at det fyrede svaret.

Handling af lymfocytter i immunrespons (Kilde: SPQR10 via Wikimedia Commons)

Antistoffer, i tilfælde af den humorale immunrespons, spiller rollen som effektorer, og antigenerne, der "mærkes" eller "neutraliseres" af dem, kan elimineres på forskellige måder:

- Antistoffer kan binde til forskellige antigenmolekyler og danne aggregater, der genkendes af fagocytiske celler.

- Antigener til stede på membranen af ​​en invaderende mikroorganisme kan genkendes af antistoffer, der aktiverer det såkaldte "komplementsystem". Dette system opnår lysering af den invaderende mikroorganisme.

- I tilfælde af antigener, der er toksiner eller virale partikler, kan antistofferne, der udskilles specifikt mod disse molekyler, binde til dem, belægge dem og forhindre deres interaktion med andre cellulære komponenter i værten.

De sidste to årtier har man været vidne til adskillige undersøgelser relateret til immunsystemet og har gjort det muligt at belyse yderligere funktioner af B.-celler Disse funktioner inkluderer præsentation af antigener, produktion af cytokiner og en "undertrykkende" kapacitet bestemt af sekretionen af interleukin IL-10.

typer

B-celler kan opdeles i to funktionelle grupper: effektor B-celler eller plasma B-celler og hukommelse B-celler.

Effektor B-celler

Plasmaceller eller effektor B-lymfocytter er de antistofproducerende celler, der cirkulerer i blodplasmaet. De er i stand til at producere og frigive antistoffer i blodbanen, men de har et lavt antal af disse antigene receptorer forbundet med deres plasmamembraner.

Disse celler producerer et stort antal antistofmolekyler i relativt korte tidsperioder. Det har vist sig, at en effektor B-lymfocyt kan producere hundreder af tusinder af antistoffer pr. Sekund.

Hukommelse B-celler

Hukommelseslymfocytter har en længere halveringstid end effektorceller, og da de er kloner af en B-celle, der blev aktiveret ved tilstedeværelsen af ​​et antigen, udtrykker de de samme receptorer eller antistoffer som den celle, der gav anledning til dem.

Aktivering

Aktivering af B-lymfocytter finder sted efter bindingen af ​​et antigenmolekyle til immunoglobuliner (antistoffer) bundet til membranen i B-celler.

Antigen-antistof-interaktion kan udløse to responser: (1) antistoffet (membranreceptor) kan udsende interne biokemiske signaler, der udløser lymfocytaktiveringsprocessen, eller (2) antigenet kan internaliseres.

Internaliseringen af ​​antigenet i endosomale vesikler fører til dets enzymatiske behandling (hvis det er et proteinantigen), hvor de resulterende peptider "præsenteres" på overfladen af ​​B-cellen med den hensigt at blive genkendt af en hjælper T-lymfocyt.

Hjælper T-lymfocytter udfører funktionerne ved at udskille opløselige cytokiner, som modulerer ekspression og udskillelse af antistoffer i blodbanen.

Modning

I modsætning til hvad der sker hos fugle, modnes pattedyr B-lymfocytter inde i knoglemarven, hvilket betyder, at når de forlader dette sted, udtrykker de specifikke membranreceptorer til binding af membranantigener eller antistoffer.

Under denne proces er andre celler ansvarlige for udskillelse af visse faktorer, der opnår differentiering og modning af B-lymfocytter, såsom interferon gamma (IFN-y).

Membranantistofferne, der er på overfladen af ​​B-celler, er det, der bestemmer den antigene specificitet for hver enkelt. Når disse modnes i knoglemarven, defineres specificitet ved tilfældige omarrangementer af segmenter af genet, der koder for antistofmolekylet.

Når de fuldt modne B-celler har hver kun to funktionelle gener, der koder for de tunge og lette kæder af et specifikt antistof.

Fremover har alle antistoffer, der er produceret af en moden celle og dens afkom, den samme antigene specificitet, det vil sige, de er forpligtet til en antigen linie (de producerer det samme antistof).

I betragtning af at den genetiske omarrangement, som B-lymfocytter gennemgår, når de modnes, er tilfældig, estimeres det, at hver celle, der er resultatet af denne proces, udtrykker et unikt antistof og således genererer mere end 10 millioner celler, der udtrykker antistoffer mod forskellige antigener.

Under modningsprocessen elimineres selektivt B-lymfocytter, der genkender ekstracellulære komponenter eller membrankomponenter i organismen, der producerer dem, hvilket sikrer, at populationer af "auto-antistof" ikke spreder sig.

Antistoffer

Antistoffer repræsenterer en af ​​de tre klasser af molekyler, der er i stand til at genkende antigener, hvor de to andre er T-cellereceptormolekyler (TCR'er) og de vigtigste histokompatibilitetskompleks (MHC) proteiner.).

I modsætning til TCR'er og MHC'er har antistoffer større antigenespecificitet, deres affinitet for antigener er meget højere, og de er blevet undersøgt bedre (takket være deres lette oprensning).

Enkel skematisk repræsentation af et antistof (immunoglobulin) (Kilde: DO11.10 via Wikimedia Commons)

Antistoffer kan være på overfladen af ​​B-celler eller på membranen i det endoplasmatiske retikulum. De findes normalt i blodplasma, men de kan også være i den mellemliggende væske i nogle væv.

- Struktur

Der er antistofmolekyler af forskellige klasser, men de er alle glycoproteiner sammensat af to tunge og to lette polypeptidkæder, der udgør identiske par, og som er bundet sammen gennem disulfidbroer.

Mellem de lette og tunge kæder dannes en slags "spalte", der svarer til antistoffets bindingssted med antigenet. Hver lette kæde af et immunoglobulin vejer ca. 24 kDa og hver tung kæde mellem 55 eller 70 kDa. De lette kæder binder hver til en tung kæde, og de tunge kæder binder også til hinanden.

Strukturelt set kan et antistof opdeles i to “dele”: den ene er ansvarlig for antigengenkendelse (N-terminal region) og den anden for biologiske funktioner (C-terminal region). Den første er kendt som en variabel region, mens den anden er konstant.

Nogle forfattere beskriver antistofmolekyler som "Y" -formede glycoproteiner takket være strukturen i antigenkontaktgabet, der dannes mellem de to kæder.

- Typer af antistoffer

De lette kæder af antistoffer betegnes som "kappa" og "lambda" (K og λ), men der er 5 forskellige typer af tunge kæder, der giver identitet til hver antistof-isotype.

Fem immunoglobulinisotyper er defineret, kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​de tunge kæder γ, μ, α, δ og ε. Disse er henholdsvis IgG, IgM, IgA, IgD og IgE. Både IgG og IgA kan på sin side opdeles i andre undertyper kaldet IgA1, IgA2, IgG1, IgG2a, IgG2b og IgG3.

Immunoglobulin G

Dette er det mest rigelige antistof af alle (mere end 70% af det samlede antal), så nogle forfattere omtaler dette som det eneste antistof, der findes i blodserum.

IgG'er har tunge kæder identificeret med bogstavet "y", der vejer mellem 146 og 165 kDa i molekylvægt. De udskilles som monomerer og findes i en koncentration fra 0,5 til 10 mg / ml.

Halveringstiden for disse celler varierer fra 7 til 23 dage, og de har funktioner i neutralisering af bakterier og vira, desuden formidler de antistofafhængig cytotoksicitet.

Immunoglobulin M

IgM findes som en pentamer, det vil sige, det findes som et kompleks, der består af fem identiske proteindele, hver med sine to lette kæder og to tunge kæder.

Som nævnt kaldes den tunge kæde af disse antistoffer μ; det har en molekylvægt på 970 kDa og findes i serum i en omtrentlig koncentration på 1,5 mg / ml med en halveringstid på mellem 5 og 10 dage.

Det deltager i neutralisering af toksiner af bakteriel oprindelse og i "opsonisering" af disse mikroorganismer.

Immunoglobulin A

IgA'er er monomere og lejlighedsvis dimere antistoffer. Deres tunge kæder er betegnet med det græske bogstav "α" og har en molekylvægt på 160 kDa. Deres halveringstid er ikke mere end 6 dage, og de findes i serum i en koncentration på 0,5-0,3 mg / ml.

Ligesom IgM har IgA evnen til at neutralisere bakterielle antigener. De har også antiviral aktivitet og det har vist sig at være fundet som monomerer i kropsvæsker og som dimerer på epiteloverflader.

Immunoglobulin D

IgD'er findes også som monomerer. Deres tunge kæder har en molekylvægt på ca. 184 kDa og identificeres med det græske bogstav "δ". Deres koncentration i serum er meget lav (mindre end 0,1 mg / ml), og de har en halveringstid på 3 dage.

Disse immunglobuliner kan findes på overfladen af ​​modne B-celler og sender signaler indad via en cytosolisk "hale".

Immunoglobulin E

De tunge kæder af IgE identificeres som "ε" kæder og vejer 188 kDa. Disse proteiner er også monomerer, har en halveringstid på mindre end 3 dage, og deres koncentration i serum er næsten ubetydelig (mindre end 0,0001).

IgE'er har funktioner i binding af mastcelle og basophil, de formidler også allergiske reaktioner og reaktioner mod parasitiske orme.

Referencer

1. Hoffman, W., Lakkis, FG, & Chalasani, G. (2015). B-celler, antistoffer og mere. Clinical Journal of the American Society of Nephrology, 11, 1–18.
2. Lebien, TW, & Tedder, TF (2009). B-lymfocytter: Hvordan de udvikler sig og fungerer. Blod, 112 (5), 1570-1580.
3. Mauri, C., & Bosma, A. (2012). Immunregulerende funktion af B-celler. Annu. Pastor Immunol., 30, 221–241.
4. Melchers, F., & Andersson, J. (1984). B Celleaktivering: Tre trin og deres variationer. Cell, 37, 715-720.
5. Tarlinton, D. (2018). B-celler er stadig front og center inden for immunologi. Naturanmeldelser Immunology, 1–2.
6. Walsh, ER, & Bolland, S. (2014). B-celler: udvikling, differentiering og regulering af Fcγ-receptor IIB i den humorale immunrespons. I antistof Fc: Sammenkædning af adaptiv og medfødt immunitet (s. 115–129).