B ЛІМФОЦИТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, БУДОВА, ФУНКЦІЇ, ВИДИ - БІОЛОГІЯ - 2024

В - лімфоцити , або Б - клітини, належать до групи лейкоцитів , що беруть участь в гуморальній системі відповіді імунної. Вони характеризуються виробленням антитіл, які розпізнають і атакують конкретні молекули, для яких вони призначені.

Лімфоцити були виявлені в 1950-х роках, і існування двох різних типів (T і B) було продемонстровано Девідом Глік під час вивчення імунної системи птиці. Однак характеристика клітин B проводилася між серединою 1960-х та початком 1970-х.

Фотографія людського В-лімфоцита (Джерело: NIAID через Wikimedia Commons)

Антитіла, що продукуються В-лімфоцитами, функціонують як ефектори гуморальної імунної системи, оскільки вони беруть участь у нейтралізації антигенів або полегшують їх елімінацію іншими клітинами, які співпрацюють із зазначеною системою.

Існує п'ять основних класів антитіл, які є білками крові, відомими як імуноглобуліни. Однак найпоширеніші антитіла відомі як IgG і являють собою понад 70% імуноглобулінів, що секретуються у сироватці крові.

Характеристика та структура

Лімфоцити - це дрібні клітини, діаметром 8 - 10 мкм. Вони мають великі ядра з рясною ДНК у вигляді гетерохроматину. Вони не мають спеціалізованих органел і мітохондрій, рибосоми та лізосоми знаходяться у невеликому залишку між клітинною мембраною та ядром.

B-клітини, а також Т-лімфоцити та інші кровотворні клітини беруть свій початок у кістковому мозку. Коли вони ледве «прихильні» до лімфоїдної лінії, вони ще не експресують антигенні поверхневі рецептори, тому вони не можуть відповісти ні на який антиген.

Експресія мембранних рецепторів відбувається під час дозрівання, і саме тоді вони здатні стимулюватися певними антигенами, що викликає їх подальшу диференціацію.

Після дозрівання ці клітини вивільняються в кров, де вони являють собою єдину клітинну популяцію, здатну синтезувати та виділяти антитіла.

Однак розпізнавання антигенів, як і більшість подій, що відбуваються відразу після цього, відбуваються не в кровообігу, а в «вторинних» лімфоїдних органах, таких як селезінка, лімфатичні вузли, апендикс, мигдалини та мигдалини. Пейєрові лати.

Розвиток

В-лімфоцити походять від спільного попередника між Т-клітинами, клітинами природних кілерів (NK) та деякими дендритними клітинами. У міру їх розвитку ці клітини мігрують в різні місця в кістковому мозку, і їх виживання залежить від конкретних розчинних факторів.

Процес диференціювання або розвитку починається з перегрупування генів, кодуючих важкі і легкі ланцюги антитіл, які згодом будуть продукуватися.

Особливості

Лімфоцити групи B мають дуже особливу функцію щодо системи захисту, оскільки їх функції очевидні, коли рецептори на їх поверхні (антитіла) контактують з антигенами з "інвазивних" чи "небезпечних" джерел, які розпізнаються як дивно.

Взаємодія мембранних рецепторів-антигенів запускає реакцію активації у В-лімфоцитах таким чином, що ці клітини розмножуються та диференціюються в ефекторні або плазматичні клітини, здатні секретувати більше антитіл у кров, такі як розпізнаваний антигеном, який він вистрілив відповідь.

Дія лімфоцитів на імунну відповідь (Джерело: SPQR10 через Wikimedia Commons)

Антитіла, у разі гуморальної імунної відповіді, відіграють роль ефекторів, а антигени, які "помічені" або "нейтралізовані", можуть бути усунені різними способами:

- Антитіла можуть зв'язуватися з різними молекулами антигену, утворюючи агрегати, розпізнавані фагоцитарними клітинами.

- Антигени, присутні на мембрані вторгнення мікроорганізму, можна розпізнати за антитілами, які активують так звану "систему комплементу". Ця система досягає лізису вторгнення мікроорганізму.

- Що стосується антигенів, які є токсинами або вірусними частинками, антитіла, спеціально секретирувані проти цих молекул, можуть зв'язуватися з ними, покриваючи їх і перешкоджаючи їх взаємодії з іншими клітинними компонентами господаря.

Останні два десятиліття були свідками численних досліджень, пов’язаних з імунною системою, і дозволили з'ясувати додаткові функції клітин В. Ці функції включають представлення антигенів, продукцію цитокінів та "супресивну" здатність, що визначається секрецією інтерлейкін ІЛ-10.

Типи

В-клітини можна розділити на дві функціональні групи: клітини ефектора В або клітини плазми В та клітини пам'яті В.

Клітини ефектора В

Лімфоцити плазматичних клітин або ефектор В - це клітини, що продукують антитіла, які циркулюють у плазмі крові. Вони здатні виробляти і вивільняти антитіла в кров, але вони мають низьку кількість цих антигенних рецепторів, пов'язаних з їх плазматичними мембранами.

Ці клітини продукують велику кількість молекул антитіл за відносно короткі проміжки часу. Було встановлено, що лімфоцит ефекторного В може виробляти сотні тисяч антитіл в секунду.

Осередки пам'яті В

Лімфоцити пам'яті мають більший період напіввиведення, ніж клітини ефектора, і оскільки вони є клонами В-клітини, яка була активована присутністю антигену, вони експресують ті ж рецептори або антитіла, що і клітина, що породила їх.

Активація

Активація В-лімфоцитів відбувається після зв'язування молекули антигену з імуноглобулінами (антитілами), пов'язаними з мембраною В-клітин.

Взаємодія антиген-антитіло може викликати дві реакції: (1) антитіло (мембранний рецептор) може випромінювати внутрішні біохімічні сигнали, що запускають процес активації лімфоцитів, або (2) антиген можна інтерналізувати.

Інтерналізація антигену в ендосомних везикулах призводить до його ферментативної переробки (якщо це білковий антиген), де отримані пептиди "представлені" на поверхні В-клітини з наміром бути розпізнаним хелперним Т-лімфоцитом.

Лімфоцити Helper T виконують функції секреції розчинних цитокінів, які модулюють експресію та секрецію антитіл у кров.

Дозрівання

На відміну від птахів, лімфоцити B ссавців дозрівають всередині кісткового мозку, а це означає, що, виходячи з цього місця, вони експресують специфічні мембранні рецептори для зв’язування мембранних антигенів або антитіл.

Під час цього процесу інші клітини відповідають за секрецію певних факторів, які досягають диференціювання та дозрівання В-лімфоцитів, таких як гамма інтерферону (IFN-γ).

Мембранні антитіла, що знаходяться на поверхні В-клітин, визначають антигенну специфічність кожної з них. Коли вони дозрівають у кістковому мозку, специфічність визначається випадковими перебудовами сегментів гена, що кодує молекулу антитіла.

Коли повністю дозрілі В-клітини мають лише два функціональних гена, кодують важкі та легкі ланцюги певного антитіла.

Відтепер усі антитіла, вироблені зрілою клітиною та її потомством, мають однакову антигенну специфічність, тобто вони прихильні до антигенного походження (вони виробляють ті ж антитіла).

Зважаючи на те, що генетична перебудова, яку піддаються лімфоцитам B, є випадковою, підраховано, що кожна клітина, отримана в результаті цього процесу, експресує унікальне антитіло, генеруючи таким чином більше 10 мільйонів клітин, які експресують антитіла до різних антигенів.

У процесі дозрівання лімфоцити групи B, які розпізнають позаклітинні або мембранні компоненти організму, що їх продукує, вибірково усуваються, забезпечуючи, щоб популяції "антитіл" не поширювалися.

Антитіла

Антитіла являють собою один з трьох класів молекул, здатних розпізнавати антигени, інші два - молекули рецепторів Т-клітин (TCR) та основні білки комплексу гістосумісності (MHC). ).

На відміну від TCR та MHC, антитіла мають більшу антигенну специфічність, їх спорідненість до антигенів набагато вище, і вони були краще вивчені (завдяки їх легкому очищенню).

Просте схематичне зображення антитіла (імуноглобуліну) (Джерело: DO11.10 через Wikimedia Commons)

Антитіла можуть знаходитися на поверхні В-клітин або на мембрані ендоплазматичного ретикулума. Вони зазвичай знаходяться в плазмі крові, але вони можуть знаходитися і в інтерстиціальній рідині деяких тканин.

- будова

Існують молекули антитіл різних класів, однак, всі вони є глікопротеїнами, що складаються з двох важких і двох легких поліпептидних ланцюгів, які складають однакові пари і пов'язані між собою через дисульфідні мости.

Між легкою і важкою ланцюгами утворюється така "щілина", яка відповідає сайту зв'язування антитіла з антигеном. Кожен легкий ланцюг імуноглобуліну важить близько 24 кДа, а кожен важкий ланцюг - від 55 до 70 кДа. Легкі ланцюги кожен зв’язуються з важким ланцюгом, а важкі ланцюги також зв'язуються один з одним.

Структурно кажучи, антитіло можна розділити на дві "частини": одна, відповідальна за розпізнавання антигену (N-кінцева область), а друга за біологічні функції (С-кінцева область). Перший відомий як мінлива область, а другий - постійний.

Деякі автори описують молекули антитіл як глікопротеїни у формі Y, завдяки структурі розриву контакту антигену, який утворюється між двома ланцюгами.

- Типи антитіл

Легкі ланцюги антитіл позначаються як "каппа" та "лямбда" (κ і λ), але існує 5 різних типів важких ланцюгів, які надають ідентичність кожному типу антитіла.

Визначено п’ять ізотипів імуноглобулінів, що характеризуються наявністю важких ланцюгів γ, μ, α, δ і ε. Це, відповідно, IgG, IgM, IgA, IgD і IgE. І IgG, і IgA, в свою чергу, можна підрозділити на інші підтипи, звані IgA1, IgA2, IgG1, IgG2a, IgG2b та IgG3.

Імуноглобулін G

Це найпоширеніші антитіла з усіх (понад 70% від загальної кількості), тому деякі автори називають це єдиним антитілом, що присутній у сироватці крові.

IgG мають важкі ланцюги, ідентифіковані буквою "γ", які важать від 146 до 165 кДа в молекулярній масі. Вони виділяються у вигляді мономерів і містяться в концентрації від 0,5 до 10 мг / мл.

Період напіввиведення цих клітин становить від 7 до 23 днів і вони мають функції нейтралізації бактерій та вірусів, крім того, вони опосередковують цитотоксичність, що залежить від антитіл.

Імуноглобулін М

IgM зустрічається як пентамер, тобто він зустрічається як комплекс, що складається з п'яти однакових білкових порцій, кожна з яких має дві легкі ланцюги та дві важкі ланцюги.

Як було сказано, важка ланцюг цих антитіл називається μ; Має молекулярну масу 970 кДа і знаходиться в сироватці крові приблизно в концентрації 1,5 мг / мл з періодом напіввиведення від 5 до 10 днів.

Він бере участь у нейтралізації токсинів бактеріального походження та в «опсонізації» цих мікроорганізмів.

Імуноглобулін А

IgA - це мономерні та інколи димерні антитіла. Їх важкі ланцюги позначені грецькою літерою "α" і мають молекулярну масу 160 кДа. Час їх періоду напіввиведення не більше 6 днів, і вони виявляються в сироватці крові в концентрації 0,5-0,3 мг / мл.

Як і IgM, IgA мають властивість нейтралізувати бактеріальні антигени. Вони також мають противірусну активність, і їх було виявлено як мономери в рідинах тіла та як димери на епітеліальних поверхнях.

Імуноглобулін D

IgD також зустрічаються як мономери. Їх важкі ланцюги мають молекулярну масу близько 184 кДа і ідентифікуються грецькою літерою "δ". Їх концентрація в сироватці крові дуже низька (менше 0,1 мг / мл), період напіввиведення у них 3 дні.

Ці імуноглобуліни можна знайти на поверхні зрілих В-клітин і передавати сигнали всередину через цитозольний "хвіст".

Імуноглобулін Е

Важкі ланцюги IgE ідентифікуються як "ε" ланцюги і важать 188 кДа. Ці білки також є мономерами, мають період напіввиведення менше 3 днів, а їх концентрація в сироватці крові майже незначна (менше 0,0001).

IgE мають функції в зв'язуванні тучних клітин і базофілів, вони також опосередковують алергічну реакцію та реакцію проти паразитарних глистів.

Список літератури

1. Hoffman, W., Lakkis, FG, & Chalasani, G. (2015). B Клітини, антитіла тощо. Клінічний журнал Американського товариства нефрології, 11, 1–18.
2. Lebien, TW, і Tedder, TF (2009). B Лімфоцити: як вони розвиваються та функціонують. Кров, 112 (5), 1570–1580.
3. Mauri, C., & Bosma, A. (2012). Імунна регуляторна функція В-клітин. Ану. Преподобний Імунол. , 30, 221–241.
4. Мельчерс, Ф., Андерссон, Дж. (1984). B Активація клітин: три кроки та їх варіації. Стільникова, 37, 715-720.
5. Тарлінтон, Д. (2018). В-клітини все ще передні та центральні в імунології. Природні огляди Імунологія, 1–2.
6. Walsh, ER, & Bolland, S. (2014). B Клітини: розвиток, диференціація та регулювання рецептором Fcγ IIB в гуморальній імунній відповіді. В Антитіла Fc: Поєднання адаптивного та вродженого імунітету (с. 115–129).