Skip to main content
Global

42.13: נוגדנים - פונקציות נוגדנים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    210533

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה
    • להבדיל בין זיקה, נחישות ותגובתיות צולבת בנוגדנים

    תאי פלזמה מובחנים הם שחקנים מכריעים בתגובת החסינות ההומורלית. הנוגדנים שהם מפרישים משמעותיים במיוחד כנגד פתוגנים ורעלים חוץ תאיים. לאחר ההפרשה, נוגדנים מסתובבים בחופשיות ופועלים ללא תלות בתאי פלזמה. לפעמים, נוגדנים ניתן להעביר מאדם אחד למשנהו. לדוגמה, אדם שהפיק לאחרונה תגובה חיסונית מוצלחת כנגד גורם מחלה מסוים יכול לתרום דם לנמען שאינו חיסוני, ולהעניק חסינות זמנית באמצעות נוגדנים בסרום הדם של התורם. תופעה זו, הנקראת חסינות פסיבית, מתרחשת גם באופן טבעי במהלך ההנקה, מה שהופך תינוקות יונקים עמידים מאוד לזיהומים במהלך החודשים הראשונים של החיים.

    נוגדנים מצפים פתוגנים חוץ-תאיים ומנטרלים אותם על ידי חסימת אתרי מפתח בפתוגן המשפרים את זיהומיותם, כגון קולטנים ש"מעגנים "פתוגנים על תאי המארח. נטרול נוגדנים יכול למנוע מפתוגנים להיכנס ולהדביק תאי מארח, בניגוד לגישה המתווכת של תאי T ציטוטוקסיים של הרג תאים שכבר נגועים כדי למנוע התקדמות של זיהום מבוסס. לאחר מכן ניתן לסנן את הפתוגנים המצופים בנוגדנים המנוטרלים על ידי הטחול ולחסל אותם בשתן או בצואה.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): מנגנוני פעולת נוגדנים: נוגדנים עשויים לעכב זיהום על ידי (א) מניעת קשירת האנטיגן למטרה שלו, (ב) תיוג פתוגן להרס על ידי מקרופאגים או נויטרופילים, או (ג) הפעלת מפל המשלים.

    נוגדנים מסמנים גם פתוגנים להשמדה על ידי תאים פגוציטים, כגון מקרופאגים או נויטרופילים, מכיוון שהם נמשכים מאוד למקרומולקולות המורכבות בנוגדנים. שיפור פגוציטי על ידי נוגדנים נקרא אופסוניזציה. בתהליך אחר, קיבוע משלים, IgM ו-IgG בסרום נקשרים לאנטיגנים, ומספקים אתרי עגינה שאליהם יכולים להיקשר חלבוני משלים רציפים. השילוב של נוגדנים ומשלים משפר את האופסוניזציה עוד יותר, ומקדם ניקוי מהיר של פתוגנים.

    זיקה, נחישות ותגובתיות צולבת

    לא כל הנוגדנים נקשרים באותו חוזק, ספציפיות ויציבות. למעשה, נוגדנים מפגינים זיקות שונות (משיכה) בהתאם להשלמה המולקולרית בין מולקולות אנטיגן ונוגדנים. נוגדן בעל זיקה גבוהה יותר לאנטיגן מסוים ייקשר חזק ויציב יותר. זה היה צפוי להציג הגנה מאתגרת יותר מפני הפתוגן המתאים לאנטיגן הספציפי.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): זיקה לנוגדנים, נחישות ותגובתיות צולבת: (א) זיקה מתייחסת לחוזק האינטראקציות הבודדות בין אנטיגן לנוגדן, בעוד שנחישות מתייחסת לחוזק של כל האינטראקציות המשולבות. (ב) נוגדן עשוי להגיב צולב עם אפיטופים שונים.

    המונח avidity מתאר קישור על ידי מחלקות נוגדנים המופרשות כמבנים מחוברים ורב-ערכיים (כגון IgM ו-IgA). למרות שההתלהבות מודדת את חוזק הקישור, בדיוק כפי שעושה זיקה, ההתלהבות אינה רק סכום הזיקה של הנוגדנים במבנה מולטימרי. ההתלהבות תלויה במספר אתרי הקישור הזהים באנטיגן המתגלה, כמו גם בגורמים פיזיקליים וכימיים אחרים. בדרך כלל, נוגדנים מולטימריים, כגון IgM פנטמרי, מסווגים כבעלי זיקה נמוכה יותר מאשר נוגדנים מונומריים, אך נחישות גבוהה. בעיקרו של דבר, העובדה שנוגדנים מולטימריים יכולים לקשור אנטיגנים רבים בו זמנית מאזנת את חוזק הקישור המעט נמוך שלהם עבור כל אינטראקציה של נוגדן/אנטיגן.

    נוגדנים המופרשים לאחר קשירה לאפיטופ אחד על אנטיגן עשויים להפגין תגובתיות צולבת לאפיטופים זהים או דומים על אנטיגנים שונים. תגובתיות צולבת מתרחשת כאשר נוגדן נקשר לא לאנטיגן שעורר את הסינתזה וההפרשה שלו, אלא לאנטיגן אחר. מכיוון שאפיטופ מתאים לאזור כה קטן (שטח הפנים של כארבע עד שש חומצות אמינו), ייתכן שמקרומולקולות שונות יציגו את אותן זהויות מולקולריות וכיוונים על פני אזורים קצרים.

    תגובתיות צולבת יכולה להועיל אם אדם מפתח חסינות למספר פתוגנים קשורים למרות שנחשף או חוסן נגד רק אחד מהם. לדוגמה, תגובתיות צולבת של נוגדנים עשויה להתרחש כנגד מבני השטח הדומים של חיידקים גראם שליליים שונים. לעומת זאת, נוגדנים המועלים כנגד רכיבים מולקולריים פתוגניים הדומים למולקולות עצמיות עלולים לסמן באופן שגוי תאי מארח להרס, ולגרום לנזק אוטואימוני. חולים המפתחים זאבת אדמנתית מערכתית (SLE) מציגים בדרך כלל נוגדנים המגיבים עם ה- DNA שלהם. ייתכן שנוגדנים אלה הועלו בתחילה כנגד חומצת הגרעין של מיקרואורגניזמים, אך מאוחר יותר הגיבו צולבים עם אנטיגנים עצמיים. תופעה זו נקראת גם חיקוי מולקולרי.

    נקודות מפתח

    • נוגדנים מיוצרים על ידי תאי פלזמה, אך לאחר שהם מופרשים, יכולים לפעול באופן עצמאי כנגד פתוגן חוץ תאי ורעלים.
    • נוגדנים נקשרים לאנטיגנים ספציפיים על פתוגנים; קשירה זו יכולה לעכב את זיהומיות הפתוגנים על ידי חסימת אתרים חוץ-תאיים מרכזיים, כגון קולטנים המעורבים בכניסת תא מארח.
    • נוגדנים יכולים גם לגרום לתגובה החיסונית המולדת להרוס פתוגן, על ידי הפעלת פגוציטים כגון מקרופאגים או נויטרופילים, הנמשכים לתאים הקשורים לנוגדנים.
    • זיקה מתארת עד כמה נוגדן בודד קושר אנטיגן נתון, בעוד שחיקות מתארת את הקישור של נוגדן מולטימרי לאנטיגנים מרובים.
    • לנוגדן מולטימרי עשויות להיות זרועות בודדות בעלות זיקה נמוכה, אך יש להן נטייה כללית גבוהה עקב השפעות סינרגיסטיות בין אתרי הקישור.
    • תגובתיות צולבת מתרחשת כאשר נוגדן נקשר לאנטיגן שונה אך דומה לזה שעבורו הוא הועלה; זה יכול להגביר את עמידות הפתוגנים או לגרום לתגובה אוטואימונית.

    מונחי מפתח

    • נחישות: המדד לסינרגיזם של חוזק האינטראקציות הבודדות בין חלבונים
    • זיקה: המשיכה בין נוגדן לאנטיגן

    תרומות וייחוס