B-LYMFOSYYTIT: OMINAISUUDET, RAKENNE, TOIMINNOT, TYYPIT - BIOLOGIA - 2026

B-lymfosyytit, B-solut, kuuluvat leukosyyttien ryhmään mukana humoraalisen immuunivasteen järjestelmä. Niille on ominaista vasta-aineiden tuottaminen, jotka tunnistavat ja hyökkäävät spesifisiä molekyylejä, joille ne on suunniteltu.

Lymfosyytit löydettiin 1950-luvulla, ja David Glick osoitti kahden eri tyypin (T ja B) olemassaolon tutkiessaan siipikarjan immuunijärjestelmää. B-solujen karakterisointi tehtiin kuitenkin 1960-luvun puolivälistä 1970-luvun alkuun.

Valokuva ihmisen B-lymfosyytistä (Lähde: NIAID Wikimedia Commonsin kautta)

B-lymfosyyttien tuottamat vasta-aineet toimivat humoraalisen immuunijärjestelmän efektorina, koska ne osallistuvat antigeenien neutralointiin tai helpottavat niiden poistamista muilla soluilla, jotka tekevät yhteistyötä mainitun järjestelmän kanssa.

Vasta-aineita on viisi pääluokkaa, jotka ovat veriproteiineja, jotka tunnetaan immunoglobuliinina. Kuitenkin yleisin vasta-aine tunnetaan nimellä IgG ja edustaa yli 70% seerumissa erittyvistä immunoglobuliineista.

Ominaisuudet ja rakenne

Lymfosyytit ovat pieniä soluja, halkaisijaltaan 8-10 mikronia. Heillä on suuria ytimiä, joissa on runsaasti DNA: ta heterokromatiinin muodossa. Heillä ei ole erikoistuneita organelleja ja mitokondrioita, ribosomeja ja lysosomeja on pienessä jäljellä olevassa tilassa solukalvon ja ytimen välissä.

B-solut, samoin kuin T-lymfosyytit ja muut hematopoieettiset solut, ovat peräisin luuytimestä. Kun he ovat tuskin "sitoutuneet" imukudoslinjaan, he eivät vielä ekspressoi antigeenisiä pintareseptoreita, joten he eivät voi vastata mihinkään antigeeniin.

Kalvoreseptoreiden ilmentyminen tapahtuu kypsymisen aikana, ja juuri silloin ne kykenevät stimuloimaan tietyillä antigeeneillä, mikä indusoi niiden myöhemmän erilaistumisen.

Kypsymisen jälkeen nämä solut vapautuvat verenkiertoon, missä ne edustavat ainoaa solupopulaatiota, jolla on kyky syntetisoida ja erittää vasta-aineita.

Antigeenin tunnistaminen, samoin kuin useimmat heti sen jälkeen tapahtuvat tapahtumat, ei tapahdu verenkierrossa, vaan "sekundaarisissa" imusoluelimissä, kuten pernassa, imusolmukkeissa, lisäyksessä, risat ja risat. Peyerin laastarit.

kehitys

B-lymfosyytit ovat peräisin jaetusta esiasteesta T-solujen, luonnollisten tappajasolujen (NK) ja joidenkin dendriittisolujen välillä. Kehittyessään nämä solut kulkeutuvat luuytimen eri paikkoihin ja niiden eloonjääminen riippuu erityisistä liukoisista tekijöistä.

Erottautumis- tai kehitysprosessi alkaa geenien uudelleenjärjestelyllä, jotka koodaavat myöhemmin tuotettavien vasta-aineiden raskaita ja kevyitä ketjuja.

ominaisuudet

B-lymfosyyteillä on hyvin erityinen tehtävä puolustusjärjestelmän suhteen, koska niiden toiminnot ilmenevät, kun niiden pinnalla olevat reseptorit (vasta-aineet) ovat kosketuksissa tunnistettujen "invasiivisten" tai "vaarallisten" lähteiden antigeenien kanssa kuinka outoa.

Membraanireseptorin ja antigeenin vuorovaikutus laukaisee aktivointivasteen B-lymfosyyteissä siten, että nämä solut lisääntyvät ja erilaistuvat efektori- tai plasmasoluiksi, jotka kykenevät erittämään verenkiertoon enemmän vasta-aineita, kuten sen, jonka antigeeni tunnisti, että se ampui. vastaus.

Lymfosyyttien vaikutus immuunivasteissa (Lähde: SPQR10 Wikimedia Commonsin kautta)

Humoraalisen immuunivasteen tapauksessa vasta-aineilla on efektorien rooli, ja niiden "leimatut" tai "neutraloidut" antigeenit voidaan eliminoida eri tavoin:

- Vasta-aineet voivat sitoutua erilaisiin antigeenimolekyyleihin muodostaen aggregaatteja, jotka fagosyyttiset solut tunnistavat.

- Tunkeutuvan mikro-organismin kalvolla olevat antigeenit voidaan tunnistaa vasta-aineilla, jotka aktivoivat ns. "Komplementtijärjestelmän". Tämä järjestelmä saa aikaan tunkeutuvan mikro-organismin hajoamisen.

- Toksiinien tai viruspartikkelien antigeenien tapauksessa spesifisesti näitä molekyylejä vastaan ​​eritetyt vasta-aineet voivat sitoutua niihin, peittämällä ne ja estämällä niiden vuorovaikutuksen isännän muiden solukomponenttien kanssa.

Kahden viimeisen vuosikymmenen aikana on tapahtunut lukuisia immuunijärjestelmään liittyviä tutkimuksia, ja niiden avulla on voitu selvittää B-solujen muita toimintoja, joihin kuuluvat antigeenien esittely, sytokiinien tuotanto ja ”tukahduttava” kyky, joka määräytyy interleukiini IL-10.

Tyypit

B-solut voidaan jakaa kahteen funktionaaliseen ryhmään: efektori- B-solut tai plasma B-solut ja muisti B-solut.

B-efektorisolut

Plasmasolut tai efektorin B-lymfosyytit ovat vasta-ainetta tuottavia soluja, jotka kiertävät veriplasmassa. Ne kykenevät tuottamaan ja vapauttamaan vasta-aineita verenkiertoon, mutta heillä on pieni määrä näitä antigeenisiä reseptoreita, jotka liittyvät niiden plasmamembraaneihin.

Nämä solut tuottavat suuria määriä vasta-ainemolekyylejä suhteellisen lyhyinä ajanjaksoina. On havaittu, että efektorin B-lymfosyytti voi tuottaa satoja tuhansia vasta-aineita sekunnissa.

Muistin B-solut

Muistin lymfosyyteillä on pidempi puoliintumisaika kuin efektorisoluilla, ja koska ne ovat antigeenin läsnäollessa aktivoituneen B-solun klooneja, ne ekspressoivat samoja reseptoreita tai vasta-aineita kuin solu, joka antoi heille alkuperän.

aktivointi

B-lymfosyyttien aktivoituminen tapahtuu sen jälkeen, kun antigeenimolekyyli on sitoutunut immunoglobuliiniin (vasta-aineisiin), jotka ovat sitoutuneet B-solumembraaniin.

Antigeenin ja vasta-aineen vuorovaikutus voi laukaista kaksi vastetta: (1) vasta-aine (membraanireseptori) voi emittoida sisäisiä biokemiallisia signaaleja, jotka laukaisevat lymfosyyttien aktivaatioprosessin, tai (2) antigeeni voidaan sisällyttää ihmiseen.

Antigeenin sisällyttäminen endosomaalisiin rakkuloihin johtaa sen entsymaattiseseen prosessointiin (jos se on proteiiniantigeeni), jossa tuloksena olevat peptidit "esitetään" B-solun pinnalla tarkoituksenaan, että auttaja T-lymfosyytti tunnistaa ne.

Auttaja-T-lymfosyytit suorittavat liukoisten sytokiinien erittäviä toimintoja, jotka moduloivat vasta-aineiden ilmentymistä ja eritystä verenkiertoon.

kypsyminen

Toisin kuin lintuissa tapahtuu, nisäkkäiden B-lymfosyytit kypsyvät luuytimen sisällä, mikä tarkoittaa, että poistuessaan tästä paikasta ne ilmentävät spesifisiä membraanireseptoreita membraaniantigeenien tai vasta-aineiden sitoutumiseksi.

Tämän prosessin aikana muut solut ovat vastuussa tiettyjen tekijöiden erittämisestä, jotka saavuttavat B-lymfosyyttien erilaistumisen ja kypsymisen, kuten gamma-interferoni (IFN-y).

B-solujen pinnalla olevat membraanivasta-aineet määräävät kunkin niiden antigeenisen spesifisyyden. Kun nämä kypsyvät luuytimessä, spesifisyys määritetään vasta-ainemolekyyliä koodaavan geenin segmenttien satunnaisilla uudelleenjärjestelyillä.

Kun täysin kypsät B-solut ovat jokaisella vain kaksi toiminnallista geeniä, jotka koodaavat spesifisen vasta-aineen raskaita ja kevyitä ketjuja.

Tästä eteenpäin kaikilla kypsän solun ja sen jälkeläisten tuottamilla vasta-aineilla on sama antigeeninen spesifisyys, ts. Ne ovat sitoutuneet antigeeniseen linjaan (ne tuottavat saman vasta-aineen).

Koska B-lymfosyyttien kypsyessä tapahtuva geneettinen uudelleenjärjestely on satunnainen, arvioidaan, että jokainen tämän prosessin tuloksena oleva solu ilmentää ainutlaatuista vasta-ainetta, jolloin syntyy yli 10 miljoonaa solua, jotka ekspressoivat vasta-aineita erilaisille antigeeneille.

Kypsytysprosessin aikana B-lymfosyytit, jotka tunnistavat niitä tuottavan organismin solunulkoiset tai membraanikomponentit, eliminoidaan selektiivisesti varmistaen, että "auto-vasta-ainepopulaatiot" eivät leviä.

vasta-aineita

Vasta-aineet edustavat yhtä kolmesta molekyyliluokasta, jotka kykenevät tunnistamaan antigeenit, muut kaksi ovat T-solureseptorimolekyylit (TCR) ja tärkeimmät histoyhteensopivuuskompleksin (MHC) proteiinit.).

Toisin kuin TCR- ja MHC-yhdisteet, vasta-aineilla on suurempi antigeeninen spesifisyys, niiden affiniteetti antigeeneihin on paljon korkeampi ja niitä on tutkittu paremmin (helpon puhdistuksen ansiosta).

Vasta-aineen (immunoglobuliini) yksinkertainen kaavamainen esitys (Lähde: DO11.10 Wikimedia Commonsin kautta)

Vasta-aineet voivat olla B-solujen pinnalla tai endoplasmisen retikulumin kalvolla. Niitä löytyy yleensä veriplasmasta, mutta ne voivat olla myös joidenkin kudosten interstitiaalisessa nesteessä.

- Rakenne

On vasta-ainemolekyylejä, jotka ovat eri luokkia, mutta ne kaikki ovat glykoproteiineja, jotka koostuvat kahdesta raskas- ja kahdesta kevyestä polypeptidiketjusta, jotka muodostavat identtiset parit ja jotka on kytketty toisiinsa disulfidisiltojen kautta.

Kevyiden ja raskaiden ketjujen väliin muodostuu eräänlainen "halkeama", joka vastaa vasta-aineen sitoutumiskohtaa antigeeniin. Kukin immunoglobuliinin kevyt ketju painaa noin 24 kDa ja jokainen raskas ketju välillä 55 tai 70 kDa. Kummatkin kevyet ketjut sitoutuvat raskaaseen ketjuun ja raskaat ketjut myös sitoutuvat toisiinsa.

Rakenteellisesti vasta-aine voidaan jakaa kahteen osaan: toinen vastaa antigeenin tunnistamisesta (N-terminaalinen alue) ja toinen biologisista toiminnoista (C-terminaalinen alue). Ensimmäinen tunnetaan muuttuvana alueena, kun taas toinen on vakio.

Jotkut kirjoittajat kuvaavat vasta-ainemolekyylejä Y-muotoisiksi glykoproteiineiksi kahden ketjun väliin muodostuvan antigeenin kosketusvälin rakenteen ansiosta.

- Vasta-aineiden tyypit

Vasta-aineiden kevyet ketjut on merkitty "kappa" ja "lambda" (κ ja λ), mutta on 5 erityyppistä raskasketjua, jotka antavat identiteetin jokaiselle vasta-aineen isotyypille.

On määritelty viisi immunoglobuliini-isotyyppiä, joille on tunnusomaista raskasketjujen γ, μ, a, δ ja ε läsnäolo. Nämä ovat vastaavasti IgG, IgM, IgA, IgD ja IgE. Sekä IgG että IgA voidaan puolestaan ​​jakaa alatyyppeihin, joita kutsutaan IgA1, IgA2, IgG1, IgG2a, IgG2b ja IgG3.

Immunoglobuliini G

Tämä on yleisin vasta-aine kaikista (yli 70% kokonaismäärästä), joten jotkut kirjoittajat viittaavat tähän ainoana vasta-aineena, jota esiintyy vereseerumissa.

IgG: issä on raskaita ketjuja, jotka on tunnistettu kirjaimella "y" ja jotka painavat välillä 146 - 165 kDa molekyylipainossa. Ne erittyvät monomeereinä ja niiden konsentraatio on 0,5-10 mg / ml.

Näiden solujen puoliintumisaika on 7 - 23 päivää ja ne toimivat bakteerien ja virusten neutraloinnissa, lisäksi ne välittävät vasta-aineesta riippuvaa sytotoksisuutta.

Immunoglobuliini M

IgM: tä löydetään pentameerinä, toisin sanoen sitä löydetään kompleksina, joka koostuu viidestä identtisestä proteiiniosasta, jokaisella on kaksi kevyttä ketjua ja kaksi raskasta ketjua.

Kuten mainittiin, näiden vasta-aineiden raskasta ketjua kutsutaan μ; sen molekyylipaino on 970 kDa ja se löytyy seerumissa likimääräisenä pitoisuutena 1,5 mg / ml, puoliintumisaika välillä 5-10 päivää.

Se osallistuu bakteereista peräisin olevien toksiinien neutralointiin ja näiden mikro-organismien "opsonointiin".

Immunoglobuliini A

IgA: t ovat monomeerisiä ja toisinaan dimerisiä vasta-aineita. Niiden raskaat ketjut on merkitty kreikkalaisella kirjaimella "a", ja niiden molekyylipaino on 160 kDa. Niiden puoliintumisaika on enintään 6 päivää ja niitä on seerumissa pitoisuutena 0,5 - 0,3 mg / ml.

Kuten IgM, myös IgA: lla on kyky neutraloida bakteeriantigeenejä. Niillä on myös viruksenvastaista vaikutusta, ja niiden on todettu löytyvän monomeereinä kehon nesteissä ja epiteelipintojen dimeereinä.

Immunoglobuliini D

IgD: tä löytyy myös monomeereinä. Niiden raskaiden ketjujen molekyylipaino on noin 184 kDa ja ne on tunnistettu kreikkalaisella kirjaimella "5". Niiden pitoisuus seerumissa on erittäin alhainen (alle 0,1 mg / ml) ja niiden puoliintumisaika on 3 päivää.

Nämä immunoglobuliinit voivat löytyä kypsien B-solujen pinnalta ja lähettää signaaleja sisäänpäin sytosolisen "hännän" kautta.

Immunoglobuliini E

IgE: n raskaat ketjut tunnistetaan "e" -ketjuiksi ja ne painavat 188 kDa. Nämä proteiinit ovat myös monomeerejä, niiden puoliintumisaika on alle 3 päivää, ja niiden pitoisuus seerumissa on melkein vähäinen (alle 0,0001).

IgE-proteiineilla on toimintoja syöttösolujen ja basofiilien sitoutumisessa, ne välittävät myös allergisia reaktioita ja vasteita loisia vastaan.

Viitteet

1. Hoffman, W., Lakkis, FG, ja Chalasani, G. (2015). B-solut, vasta-aineet ja muut. Clinical Journal of American Society of Nephrology, 11, 1–18.
2. Lebien, TW, ja jyrsin, TF (2009). B-lymfosyytit: kuinka ne kehittyvät ja toimivat. Blood, 112 (5), 1570–1580.
3. Mauri, C., ja Bosma, A. (2012). B-solujen immuunisäätelevä toiminta. Annu. Rev. Immunol., 30, 221–241.
4. Melchers, F., ja Andersson, J. (1984). B-solujen aktivointi: kolme vaihetta ja niiden muunnelmat. Cell, 37, 715 - 720.
5. Tarlinton, D. (2018). B-solut ovat edelleen edessä ja keskellä immunologiassa. Luontoarvostelut Immunology, 1–2.
6. Walsh, ER, & Bolland, S. (2014). B-solut: kehitys, erilaistuminen ja säätely Fcy-reseptori IIB: llä humoraalisessa immuunivasteessa. Vasta-aineessa Fc: Adaptiivisen ja luontaisen immuniteetin yhdistäminen (s. 115–129).