B ЛИМФОЦИТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ, ВИДОВЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

В лимфоцити, или В клетки, принадлежат към групата на левкоцитите участват в системата за хуморален имунен отговор. Те се характеризират с производството на антитела, които разпознават и атакуват специфични молекули, за които са предназначени.

Лимфоцитите са открити през 50-те години на миналия век и съществуването на два различни типа (Т и В) е доказано от Дейвид Глик, докато изучава имунната система на домашните птици. Въпреки това, характеризирането на В клетките е проведено между средата на 60-те и началото на 70-те години.

Снимка на човешки В лимфоцит (Източник: NIAID през Wikimedia Commons)

Антителата, произведени от В лимфоцитите, функционират като ефектори на имунната система на хуморалната система, тъй като те участват в неутрализирането на антигените или улесняват тяхното елиминиране от други клетки, които си сътрудничат със споменатата система.

Има пет основни класа антитела, които са кръвни протеини, известни като имуноглобулини. Най-разпространеното антитяло обаче е известно като IgG и представлява повече от 70% от имуноглобулините, секретирани в серума.

Характеристики и структура

Лимфоцитите са малки клетки, с диаметър 8 до 10 микрона. Те имат големи ядра с изобилна ДНК под формата на хетерохроматин. Те нямат специализирани органели и митохондрии, рибозоми и лизозоми са в малко останало пространство между клетъчната мембрана и ядрото.

В клетките, както и Т-лимфоцитите и други хематопоетични клетки, произхождат от костния мозък. Когато те почти не са се ангажирали с лимфоидната линия, те все още не експресират антигенни повърхностни рецептори, така че не могат да отговорят на никакъв антиген.

Експресията на мембранните рецептори се случва по време на узряването и именно тогава те са способни да бъдат стимулирани от определени антигени, което предизвиква тяхното последващо диференциране.

След като узреят, тези клетки се освобождават в кръвообращението, където представляват единствената клетъчна популация със способността да синтезират и секретират антитела.

Разпознаването на антиген, както и повечето от събитията, които се случват веднага след това, не се проявяват в кръвообращението, а във „вторични“ лимфоидни органи като далак, лимфни възли, апендикс, сливици и др. Пайерите на Пейер.

развитие

В лимфоцитите произхождат от споделен предшественик между Т клетки, клетки на естествени убийци (NK) и някои дендритни клетки. Докато се развиват, тези клетки мигрират на различни места в костния мозък и оцеляването им зависи от специфични разтворими фактори.

Процесът на диференциация или развитие започва с пренареждането на гените, които кодират тежките и леки вериги на антителата, които по-късно ще бъдат произведени.

Характеристика

В лимфоцитите имат много специална функция по отношение на защитната система, тъй като техните функции са очевидни, когато рецепторите на повърхността им (антитела) влизат в контакт с антигени от „инвазивни“ или „опасни“ източници, които са разпознати колко странно.

Взаимодействието на мембранния рецептор-антиген задейства реакция на активиране в В-лимфоцитите по такъв начин, че тези клетки се размножават и диференцират в ефекторни или плазмени клетки, способни да секретират повече антитела в кръвообращението, като например разпознатото от антигена, който е изстрелял Отговорът.

Действие на лимфоцитите при имунни отговори (Източник: SPQR10 през Wikimedia Commons)

Антителата, в случай на хуморален имунен отговор, играят ролята на ефектори, а антигените, които са „маркирани“ или „неутрализирани“ от тях, могат да бъдат елиминирани по различни начини:

- Антителата могат да се свързват с различни антигенни молекули, образувайки агрегати, които се разпознават от фагоцитни клетки.

- Антигените, присъстващи на мембраната на нахлуващ микроорганизъм, могат да бъдат разпознати по антитела, което активира т. Нар. „Система на комплемента“. Тази система постига лизис на нахлуващия микроорганизъм.

- В случай на антигени, които са токсини или вирусни частици, антителата, специално секретирани срещу тези молекули, могат да се свързват с тях, покривайки ги и предотвратявайки взаимодействието им с други клетъчни компоненти на гостоприемника.

Последните две десетилетия са свидетели на множество изследвания, свързани с имунната система и дават възможност за изясняване на допълнителни функции на клетки В. Тези функции включват представяне на антигени, производството на цитокини и "потискащ" капацитет, определен от секрецията на интерлевкин IL-10.

Видове

В клетките могат да бъдат разделени на две функционални групи: ефекторни В клетки или плазмени В клетки и памет В клетки.

Ефектор В клетки

Плазмените клетки или лимфоцитите на ефектор В са клетките, произвеждащи антитела, които циркулират в кръвната плазма. Те са способни да произвеждат и освобождават антитела в кръвта, но имат малък брой от тези антигенни рецептори, свързани с техните плазмени мембрани.

Тези клетки произвеждат голям брой молекули на антитела за сравнително кратки периоди от време. Установено е, че ефекторният В лимфоцит може да произвежда стотици хиляди антитела в секунда.

Памет Б клетки

Лимфоцитите в паметта имат по-дълъг полуживот от ефекторните клетки и тъй като те са клонинги на В-клетка, която се активира от присъствието на антиген, те експресират същите рецептори или антитела като клетката, която им е дала произход.

активиране

Активирането на В-лимфоцитите става след свързването на антигенна молекула с имуноглобулини (антитела), свързани с мембраната на В-клетките.

Взаимодействието антиген-антитяло може да предизвика два отговора: (1) антитялото (мембранен рецептор) може да излъчва вътрешни биохимични сигнали, които задействат процеса на активиране на лимфоцитите, или (2) антигенът може да бъде интернализиран.

Интернализацията на антигена в ендозомните везикули води до неговата ензимна обработка (ако е протеин антиген), при което получените пептиди се "представят" на повърхността на В-клетката с намерението да бъдат разпознати от помощния Т-лимфоцит.

Лимфоцитите Helper T изпълняват функциите на секретиране на разтворими цитокини, които модулират експресията и секрецията на антитела в кръвта.

назряване

За разлика от това, което се случва при птиците, В-лимфоцитите на бозайници зреят вътре в костния мозък, което означава, че когато напуснат това място, те експресират специфични мембранни рецептори за свързване на мембранните антигени или антитела.

По време на този процес други клетки са отговорни за секретирането на определени фактори, които постигат диференциацията и узряването на В-лимфоцитите, като интерферон гама (IFN-γ).

Мембранните антитела, които се намират на повърхността на В клетките, са това, което определя антигенната специфичност на всяка от тях. Когато те узряват в костния мозък, специфичността се определя чрез случайни пренареждания на сегменти от гена, който кодира молекулата на антителата.

Когато са напълно зрели В клетки, всяка от тях има само два функционални гена, които кодират тежките и леки вериги на специфично антитяло.

Оттук нататък всички антитела, произведени от зряла клетка и нейното потомство, имат еднаква антигенна специфичност, тоест те са ангажирани с антигенен род (те произвеждат едно и също антитяло).

Като се има предвид, че генетичното пренареждане, което B лимфоцитите претърпяват, докато те узреят, е случайно, се изчислява, че всяка клетка, която е резултат от този процес, изразява уникално антитяло, като по този начин генерира повече от 10 милиона клетки, които експресират антитела към различни антигени.

По време на процеса на съзряване В-лимфоцитите, които разпознават извънклетъчните или мембранните компоненти на организма, който ги произвежда, селективно се елиминират, като се гарантира, че популациите от „анти-антитела“ не се разпространяват.

Антитела

Антителата представляват един от трите класа молекули, способни да разпознават антигени, другите две са молекули на Т-клетъчните рецептори (TCRs) и основните протеинови комплекси от хистосъвместимост (MHC).).

За разлика от TCR и MHCs, антителата имат по-голяма антигенна специфичност, афинитетът им към антигените е много по-висок и те са проучени по-добре (благодарение на лесното им пречистване).

Просто схематично представяне на антитяло (имуноглобулин) (Източник: DO11.10 през Wikimedia Commons)

Антителата могат да бъдат на повърхността на В клетки или на мембраната на ендоплазмения ретикулум. Те обикновено се намират в кръвната плазма, но могат да бъдат и в интерстициалната течност на някои тъкани.

- Структура

Има молекули на антитела от различни класове, но всички те са гликопротеини, съставени от две тежки и две леки полипептидни вериги, които представляват еднакви двойки и които са свързани заедно чрез дисулфидни мостове.

Между леките и тежки вериги се образува един вид "цепка", която съответства на мястото на свързване на антитялото с антигена. Всяка лека верига на имуноглобулин тежи около 24 kDa, а всяка тежка верига между 55 или 70 kDa. Леките вериги се свързват с тежка верига, а тежките вериги също се свързват една с друга.

Структурно казано, антитялото може да бъде разделено на две „части“: едната е отговорна за разпознаването на антиген (N-терминален регион), а другата за биологичните функции (С-терминална област). Първият е известен като променлив регион, докато вторият е постоянен.

Някои автори описват молекулите на антителата като „Y” -образни гликопротеини, благодарение на структурата на антигенната контактна празнина, която се образува между двете вериги.

- Видове антитела

Леките вериги на антителата са обозначени като "каппа" и "ламбда" (κ и λ), но има 5 различни типа тежки вериги, които придават идентичност на всеки тип антитяло.

Определени са пет имуноглобулинови изотипа, характеризиращи се с наличието на тежките вериги γ, μ, α, δ и ε. Това са, съответно, IgG, IgM, IgA, IgD и IgE. И IgG, и IgA могат от своя страна да бъдат разделени на други подтипове, наречени IgA1, IgA2, IgG1, IgG2a, IgG2b и IgG3.

Имуноглобулин G

Това е най-разпространеното антитяло от всички (повече от 70% от общия брой), така че някои автори посочват това като единственото антитяло, присъстващо в кръвния серум.

IgG имат тежки вериги, идентифицирани с буквата "γ", които тежат между 146 и 165 kDa в молекулно тегло. Секретират се като мономери и се намират в концентрация от 0,5 до 10 mg / mL.

Времето на полуживот на тези клетки варира от 7 до 23 дни и те имат функции при неутрализиране на бактерии и вируси, в допълнение, те медиират цитотоксичност, зависима от антителата.

Имуноглобулин М

IgM се намира като пентамер, тоест той се намира като комплекс, съставен от пет еднакви протеинови части, всяка с две леки вериги и две тежки вериги.

Както бе споменато, тежката верига на тези антитела се нарича μ; има молекулно тегло от 970 kDa и се намира в серума в приблизителна концентрация от 1,5 mg / mL, с период на полуразпад между 5 и 10 дни.

Той участва в неутрализирането на токсините от бактериален произход и в „опсонизирането“ на тези микроорганизми.

Имуноглобулин А

IgAs са мономерни и понякога димерни антитела. Тежките им вериги са обозначени с гръцката буква "α" и имат молекулно тегло 160 kDa. Времето им на полуживот не е по-голямо от 6 дни и те се намират в серума в концентрация 0,5-0,3 mg / mL.

Подобно на IgM, IgA имат способността да неутрализират бактериалните антигени. Те също имат антивирусна активност и е установено, че се намират като мономери в телесните течности и като димери на епителните повърхности.

Имуноглобулин D

IgDs също се намират като мономери. Тежките им вериги имат молекулно тегло от около 184 kDa и са идентифицирани с гръцката буква "δ". Концентрацията им в серума е много ниска (по-малко от 0,1 mg / mL) и те имат полуживот 3 дни.

Тези имуноглобулини могат да бъдат намерени на повърхността на зрели В клетки и изпращат сигнали навътре чрез цитозолна "опашка".

Имуноглобулин Е

Тежките вериги на IgE са идентифицирани като "ε" вериги и тежат 188 kDa. Тези протеини също са мономери, имат полуживот по-малък от 3 дни, а концентрацията им в серума е почти незначителна (по-малко от 0,0001).

IgE имат функции в свързването на мастоцитите и базофилите, те също така посредничат в алергични реакции и реакции срещу паразитни червеи.

Препратки

1. Hoffman, W., Lakkis, FG, & Chalasani, G. (2015). B клетки, антитела и др. Клинично списание на Американското дружество по нефрология, 11, 1–18.
2. Lebien, TW, & Tedder, TF (2009). B Лимфоцити: как се развиват и функционират. Кръв, 112 (5), 1570–1580.
3. Mauri, C., & Bosma, A. (2012). Имунна регулаторна функция на B клетки. Annu. Преподобни имунол., 30, 221–241.
4. Melchers, F., & Andersson, J. (1984). B Активация на клетките: три стъпки и техните вариации. Клетъчна, 37, 715-720.
5. Tarlinton, D. (2018). В клетките все още предни и центрирани в имунологията. Природни рецензии Имунология, 1–2.
6. Walsh, ER, & Bolland, S. (2014). B клетки: Развитие, диференциация и регулиране от Fcγ рецептор IIB в хуморалния имунен отговор. В антитяло Fc: свързване на адаптивен и вроден имунитет (стр. 115–129).