Skip to main content
Global

18.1: بنية الجهاز المناعي

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    194722

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

    أهداف التعلم

    • تعريف الذاكرة والاستجابة الأولية والاستجابة الثانوية والخصوصية
    • التمييز بين المناعة الخلطية والخلوية
    • فرّق بين المستضدات والأبيتوبيس والهباتن
    • وصف بنية ووظيفة الأجسام المضادة والتمييز بين الفئات المختلفة من الأجسام المضادة

    التركيز السريري: الجزء الأول

    يتم إحضار أوليفيا، وهي رضيعة تبلغ من العمر عامًا واحدًا، إلى غرفة الطوارئ من قبل والديها، الذين يبلغون عن أعراضها: البكاء المفرط والتهيج والحساسية للضوء والخمول غير المعتاد والقيء. يشعر الطبيب بتورم الغدد الليمفاوية في حلق أوليفيا والإبطين. بالإضافة إلى ذلك، فإن منطقة البطن فوق الطحال منتفخة ومؤلمة.

    التمارين الرياضية\(\PageIndex{1}\)

    1. ماذا تشير هذه الأعراض؟
    2. ما الاختبارات التي قد يتم طلبها لمحاولة تشخيص المشكلة؟

    يتم تعريف المناعة التكيفية من خلال خاصيتين مهمتين: الخصوصية والذاكرة. تشير الخصوصية إلى قدرة الجهاز المناعي التكيفي على استهداف مسببات أمراض معينة، وتشير الذاكرة إلى قدرته على الاستجابة بسرعة لمسببات الأمراض التي تعرض لها سابقًا. على سبيل المثال، عندما يتعافى الفرد من الجدري المائي، يطور الجسم ذاكرة العدوى التي ستحميه بشكل خاص من العامل المسبب، فيروس varicella-zoster، إذا تعرض للفيروس مرة أخرى لاحقًا.

    يتم تحقيق الخصوصية والذاكرة من خلال البرمجة الأساسية لخلايا معينة تشارك في الاستجابة المناعية للاستجابة بسرعة للتعرض اللاحق للممرض. تحدث هذه البرمجة نتيجة التعرض الأول لمسببات الأمراض أو اللقاح، مما يؤدي إلى استجابة أولية. تؤدي التعرضات اللاحقة إلى استجابة ثانوية أسرع وأقوى نتيجة لذاكرة الجسم للتعرض الأول (الشكل\(\PageIndex{1}\)). ومع ذلك، فإن هذه الاستجابة الثانوية خاصة بالعامل الممرض المعني. على سبيل المثال، لن يوفر التعرض لفيروس واحد (مثل فيروس varicella-zoster) الحماية ضد الأمراض الفيروسية الأخرى (مثل الحصبة والنكاف وشلل الأطفال).

    تتضمن المناعة النوعية التكيفية عمل نوعين متميزين من الخلايا: الخلايا الليمفاوية البائية (الخلايا البائية) والخلايا اللمفاوية التائية (الخلايا التائية). على الرغم من أن الخلايا البائية والخلايا التائية تنشأ من مسار التمايز الشائع للخلايا الجذعية المكونة للدم، إلا أن مواقع نضجها وأدوارها في المناعة التكيفية مختلفة جدًا.

    تنضج الخلايا البائية في نخاع العظام وهي مسؤولة عن إنتاج البروتينات السكرية التي تسمى الأجسام المضادة أو الغلوبولين المناعي. تشارك الأجسام المضادة في دفاع الجسم ضد مسببات الأمراض والسموم في البيئة خارج الخلية. يشار إلى آليات المناعة النوعية التكيفية التي تشمل الخلايا البائية وإنتاج الأجسام المضادة باسم المناعة الخلطية. يحدث نضوج الخلايا التائية في الغدة الصعترية. تعمل الخلايا التائية كمنظم مركزي للاستجابات المناعية الفطرية والتكيفية. كما أنها مسؤولة عن تدمير الخلايا المصابة بمسببات الأمراض داخل الخلايا. يُطلق على استهداف وتدمير مسببات الأمراض داخل الخلايا بواسطة الخلايا التائية اسم المناعة الخلوية أو المناعة الخلوية.

    رسم بياني بالوقت على المحور X وتركيز الأجسام المضادة على المحور Y. يكون التركيز قريبًا من 0 عند التعرض الأولي ويزداد أثناء الاستجابة المناعية الأولية. ثم ينخفض التركيز مرة أخرى ولكنه يظل فوق المستوى عند التعرض الأولي. يزيد التعرض الثانوي من تركيز الجسم المضاد إلى مستويات أعلى من الاستجابة الأولية. وحتى بعد التراجع، يظل هذا العدد مرتفعًا نسبيًا.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): يوضح هذا الرسم البياني الاستجابات المناعية الأولية والثانوية المتعلقة بإنتاج الأجسام المضادة بعد التعرض الأولي والثانوي لمستضد. لاحظ أن الاستجابة الثانوية أسرع وتوفر تركيزًا أعلى بكثير من الأجسام المضادة.

    التمارين الرياضية\(\PageIndex{2}\)

    1. ضع قائمة بالسمتين المميزتين للمناعة التكيفية.
    2. اشرح الفرق بين الاستجابة المناعية الأولية والثانوية.
    3. كيف تختلف المناعة الخلطية والخلوية؟

    مولدات المضادات

    يتم تنشيط الدفاعات المناعية التكيفية بواسطة هياكل جزيئية خاصة بمسببات الأمراض تسمى المستضدات. تتشابه المستضدات مع الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض (PAMPs) التي تمت مناقشتها في التعرف على مسببات الأمراض والبلعمة؛ ومع ذلك، في حين أن PAMPs عبارة عن هياكل جزيئية موجودة في العديد من مسببات الأمراض، فإن المستضدات فريدة لمسببات الأمراض المحددة. المستضدات التي تحفز المناعة التكيفية مع جدري الماء، على سبيل المثال، فريدة من نوعها لفيروس varicella-zoster ولكنها تختلف اختلافًا كبيرًا عن المستضدات المرتبطة بمسببات الأمراض الفيروسية الأخرى.

    تم استخدام مصطلح المستضد في البداية لوصف الجزيئات التي تحفز إنتاج الأجسام المضادة؛ في الواقع، يأتي المصطلح من مزيج من الكلمات المضادة للجسم والجين erator، ويقال إن الجزيء الذي يحفز إنتاج الأجسام المضادة هو مستضد. ومع ذلك، لا يقتصر دور المستضدات على المناعة الخلطية وإنتاج الأجسام المضادة؛ تلعب المستضدات أيضًا دورًا أساسيًا في تحفيز المناعة الخلوية، ولهذا السبب يشار إلى المستضدات أحيانًا بشكل أكثر دقة باسم المستضدات المناعية. ومع ذلك، في هذا النص، سنشير إليها عادةً باسم المستضدات.

    تمتلك مسببات الأمراض مجموعة متنوعة من الهياكل التي قد تحتوي على مستضدات. على سبيل المثال، قد ترتبط المستضدات من الخلايا البكتيرية بكبسولاتها أو جدران الخلايا أو الفيمبريات أو الأسواط أو الزنابق. قد ترتبط المستضدات البكتيرية أيضًا بالسموم خارج الخلية والإنزيمات التي تفرزها. تمتلك الفيروسات مجموعة متنوعة من المستضدات المرتبطة بقفاراتها وأغلفها وهياكل السنبلة التي تستخدمها للتعلق بالخلايا.

    قد تنتمي المستضدات إلى أي عدد من الفئات الجزيئية، بما في ذلك الكربوهيدرات والدهون والأحماض النووية والبروتينات ومجموعات من هذه الجزيئات. تختلف المستضدات من فئات مختلفة في قدرتها على تحفيز الدفاعات المناعية التكيفية وكذلك في نوع الاستجابة التي تحفزها (الخلطية أو الخلوية). يعد التعقيد الهيكلي لجزيء المستضد عاملاً مهمًا في إمكاناته المستضدية. بشكل عام، تكون الجزيئات الأكثر تعقيدًا أكثر فعالية كمستضدات. على سبيل المثال، فإن البنية المعقدة ثلاثية الأبعاد للبروتينات تجعلها المستضدات الأكثر فعالية وقوة، وقادرة على تحفيز المناعة الخلطية والخلوية. وبالمقارنة، فإن الكربوهيدرات أقل تعقيدًا في التركيب وبالتالي أقل فعالية كمستضدات؛ يمكنها فقط تحفيز الدفاعات المناعية الخلطية. تعتبر الدهون والأحماض النووية أقل الجزيئات المستضدية، وفي بعض الحالات قد تصبح مستضدية فقط عند دمجها مع البروتينات أو الكربوهيدرات لتكوين الجليكوليبيدات أو البروتينات الدهنية أو البروتينات النووية.

    أحد أسباب أهمية التعقيد ثلاثي الأبعاد للمستضدات هو أن الأجسام المضادة والخلايا التائية لا تتعرف على المستضد بأكمله وتتفاعل معه ولكن مع مناطق مكشوفة أصغر على سطح المستضدات تسمى epitopes. قد يمتلك المستضد الواحد عدة حوافر مختلفة (الشكل\(\PageIndex{2}\))، وقد ترتبط الأجسام المضادة المختلفة بحلقات مختلفة على نفس المستضد (الشكل\(\PageIndex{3}\)). على سبيل المثال، السوط البكتيري عبارة عن بنية بروتينية كبيرة ومعقدة يمكن أن تمتلك مئات أو حتى الآلاف من الحيتمات ذات الهياكل ثلاثية الأبعاد الفريدة. علاوة على ذلك، تحتوي الأسواط من الأنواع البكتيرية المختلفة (أو حتى سلالات من نفس النوع) على حفارات فريدة لا يمكن ربطها إلا بأجسام مضادة محددة.

    يعد حجم المستضد عاملاً مهمًا آخر في إمكاناته المستضدية. في حين أن الهياكل المستضدية الكبيرة مثل الأسواط تمتلك العديد من الحفرات، فإن بعض الجزيئات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن أن تكون مستضدية بمفردها. هذه الجزيئات، التي تسمى haptens، هي في الأساس مثبتات حرة ليست جزءًا من البنية ثلاثية الأبعاد المعقدة لمستضد أكبر. لكي يصبح الهابتين مستضدًا، يجب أن يرتبط أولاً بجزيء حامل أكبر (عادة ما يكون بروتينًا) لإنتاج مستضد مترافق. يمكن بعد ذلك للأجسام المضادة الخاصة بالهابتون والتي يتم إنتاجها استجابة للمستضد المترافق أن تتفاعل مع جزيئات الهابتون الحرة غير المترافقة. من غير المعروف أن الهابتنز مرتبط بأي مسببات أمراض محددة، ولكنها مسؤولة عن بعض الاستجابات التحسسية. على سبيل المثال، يتسبب هابتين أوروشيول، وهو جزيء موجود في زيت النباتات يسبب اللبلاب السام، في استجابة مناعية يمكن أن تؤدي إلى طفح جلدي شديد (يسمى التهاب الجلد التماسي). وبالمثل، يمكن أن يسبب البنسلين hapten ردود فعل تحسسية للأدوية في فئة البنسلين.

    رسم لمستضد على هيئة كرة كبيرة بأشكال مختلفة على السطح تحمل اسم epitopes.
    الشكل\(\PageIndex{2}\): المستضد هو جزيء كبير يتفاعل مع مكونات الجهاز المناعي. قد يحتوي مستضد معين على العديد من الزخارف التي تتعرف عليها الخلايا المناعية.
    العديد من المستضدات (تظهر على شكل كرات كبيرة) لكل منها أشكال متعددة على السطح تحمل اسم epitopes. يتم عرض الأجسام المضادة المختلفة لكل منها موقع ربط خاص بإحدى الحلمات.
    الشكل\(\PageIndex{3}\): يحتوي مستضد البروتين النموذجي على مثيلات متعددة، وهو ما يتضح من قدرة ثلاثة أجسام مضادة مختلفة على الارتباط بحلقات مختلفة من نفس المستضد.

    التمارين الرياضية\(\PageIndex{3}\)

    1. ما الفرق بين المستضد والمبيض؟
    2. ما العوامل التي تؤثر على إمكانات المستضد؟
    3. لماذا لا تكون الهابنتين عادة مستضدية، وكيف تصبح مستضدية؟

    الأجسام المضادة

    الأجسام المضادة (تسمى أيضًا الغلوبولين المناعي) هي بروتينات سكرية موجودة في كل من الدم وسوائل الأنسجة. يتكون الهيكل الأساسي لمونومر الأجسام المضادة من أربع سلاسل بروتينية متماسكة معًا بواسطة روابط ثاني كبريتيد (الشكل\(\PageIndex{4}\)). رابطة ثنائي كبريتيد هي رابطة تساهمية بين مجموعات سلفهيدريل R الموجودة في اثنين من الأحماض الأمينية السيستين. تتطابق أكبر سلسلتين مع بعضهما البعض وتسمى السلاسل الثقيلة. السلسلتين الصغيرتين متطابقتان أيضًا مع بعضهما البعض وتسمى السلاسل الخفيفة. تشكل السلاسل الثقيلة والخفيفة معًا هيكلًا أساسيًا على شكل حرف Y.

    يُعرف «ذراعا» جزيء الجسم المضاد على شكل حرف Y باسم منطقة فاب، من أجل «جزء من ارتباط المستضد». الطرف البعيد من منطقة فاب هو المنطقة المتغيرة، والتي تعمل كموقع لربط المستضد. يحدد تسلسل الأحماض الأمينية في المنطقة المتغيرة البنية ثلاثية الأبعاد، وبالتالي الصورة ثلاثية الأبعاد المحددة التي تستطيع منطقة فاب الارتباط بها. على الرغم من أن خصوصية الظهارة في مناطق فاب متطابقة لكل ذراع لجزيء واحد من الأجسام المضادة، إلا أن هذه المنطقة تُظهر درجة عالية من التباين بين الأجسام المضادة ذات خصوصيات الظهارة المختلفة. يعد الارتباط بمنطقة فاب ضروريًا لتحييد مسببات الأمراض، والتراص أو تجميع مسببات الأمراض، والسمية الخلوية التي تعتمد على الأجسام المضادة بوساطة الخلايا.

    تشتمل المنطقة الثابتة لجزيء الجسم المضاد على جذع Y والجزء السفلي من كل ذراع من ذراع Y. ويسمى جذع Y أيضًا منطقة Fc، أي «جزء من التبلور»، وهو موقع ارتباط العامل المكمل والارتباط بالخلايا البلعمية أثناء التعصيب بوساطة الأجسام المضادة.

    أ) الجسم المضاد هو شكل Y مصنوع من أربعة فروع. يشكل الخطان الداخليان شكل Y الفعلي وهما السلاسل الثقيلة. تقع السلسلتين الخفيفتين على السطح الخارجي للمناطق العليا من Y. الجزء السفلي من Y (المصنوع من سلاسل ثقيلة فقط) يسمى منطقة Fc. منطقة Fc إلى جانب نصف الجزء العلوي من Y (المصنوعة من سلاسل خفيفة وثقيلة) هي المناطق الثابتة. المنطقة المتغيرة هي أطراف Y وهي مصنوعة من سلاسل خفيفة وثقيلة. يقع موقع ربط المستضد في المنطقة المتغيرة. تحافظ جسور ثنائي كبريتيد على شكل المستضد. ب) نموذج ملء الفراغ للمستضد.
    الشكل\(\PageIndex{4}\): (أ) الهيكل النموذجي رباعي السلاسل لمونومر الأجسام المضادة العام. (ب) الهيكل ثلاثي الأبعاد المقابل للجسم المضاد IgG. (الائتمان ب: تعديل العمل من قبل تيم فيكرز)

    التمارين الرياضية\(\PageIndex{4}\)

    وصف الوظائف المختلفة لمنطقة Fab ومنطقة Fc.

    فئات الأجسام المضادة

    تحدد المنطقة الثابتة لجزيء الجسم المضاد فئته أو نمطه. الفئات الخمس من الأجسام المضادة هي IgG و IgM و IgA و IgD و IgE. تمتلك كل فئة سلاسل ثقيلة فريدة من نوعها تحددها الحروف اليونانية و μa و و و على التوالي. تُظهر فئات الأجسام المضادة أيضًا اختلافات مهمة في الوفرة في المصل والترتيب ومواقع عمل الجسم والأدوار الوظيفية والحجم (الشكل\(\PageIndex{5}\)).

    IgG هو مونومر يعد إلى حد بعيد الجسم المضاد الأكثر وفرة في دم الإنسان، حيث يمثل حوالي 80٪ من إجمالي الأجسام المضادة في الدم. تخترق IgG بكفاءة مساحات الأنسجة، وهي فئة الأجسام المضادة الوحيدة التي لديها القدرة على عبور حاجز المشيمة، مما يوفر مناعة سلبية للجنين النامي أثناء الحمل. IgG هي أيضًا فئة الأجسام المضادة الأكثر تنوعًا من حيث دورها في دفاع الجسم ضد مسببات الأمراض.

    يتم إنتاج IgM مبدئيًا في شكل مرتبط بغشاء أحادي يعمل كمستقبل مرتبط بالمستضد على الخلايا البائية. يتجمع الشكل المُفرز من IgM في خماسي مع خمسة مونومرات من IgM مرتبطة معًا ببنية بروتينية تسمى سلسلة J. على الرغم من أن موقع سلسلة J بالنسبة لمناطق Fc للمونومرات الخمسة يمنع IgM من أداء بعض وظائف IgG، إلا أن مواقع Fab العشرة المتاحة المرتبطة بـ pentameric IgM تجعلها أجسامًا مضادة مهمة في ترسانة دفاعات الجسم. IgM هو أول جسم مضاد تنتجه وتفرزه الخلايا البائية أثناء الاستجابات المناعية الأولية والثانوية، مما يجعل IgM الخاص بمسببات الأمراض علامة تشخيصية قيمة أثناء العدوى النشطة أو الحديثة.

    يمثل IgA حوالي 13٪ من إجمالي الأجسام المضادة في المصل، و IgA الإفرازية هي فئة الأجسام المضادة الأكثر شيوعًا ووفرة الموجودة في إفرازات المخاط التي تحمي الأغشية المخاطية. يمكن أيضًا العثور على IgA في إفرازات أخرى مثل حليب الثدي والدموع واللعاب. يتم تجميع IgA الإفرازي في شكل ثنائي مع مونومرين مرتبطين ببنية بروتينية تسمى المكون الإفرازي. تتمثل إحدى الوظائف المهمة لـ IgA الإفرازية في حبس مسببات الأمراض في المخاط بحيث يمكن التخلص منها لاحقًا من الجسم.

    على غرار IgM، فإن IgD هو مونومر مرتبط بالغشاء موجود على سطح الخلايا البائية، حيث يعمل كمستقبل مرتبط بالمستضد. ومع ذلك، لا تفرز الخلايا البائية IgD، ويتم اكتشاف كميات ضئيلة فقط في المصل. تأتي هذه الكميات النادرة على الأرجح من تحلل الخلايا البائية القديمة وإطلاق جزيئات IgD من أغشيتها السيتوبلازمية.

    IgE هي فئة الأجسام المضادة الأقل وفرة في المصل. مثل IgG، يتم إفرازه كمونومر، لكن دوره في المناعة التكيفية يقتصر على الدفاعات المضادة للطفيليات. ترتبط منطقة Fc من IgE بالخلايا القاعدية والخلايا البدينة. ثم تتفاعل منطقة فاب من IgE المرتبط مع مثيلات معينة من المستضد، مما يتسبب في إطلاق الخلايا لوسطاء قويين مؤيدين للالتهابات. يساعد التفاعل الالتهابي الناتج عن تنشيط الخلايا البدينة والخلايا القاعدية في الدفاع ضد الطفيليات، ولكن هذا التفاعل أساسي أيضًا لردود الفعل التحسسية (انظر أمراض الجهاز المناعي.)

    جدول بعنوان: فئات الغلوبولين المناعي الخمسة (Ig). مونومر IgG هو جزيء على شكل Y؛ السلسلة الثقيلة هي جاما، ولها موقعان لربط المستضد ووزن جزيئي يبلغ 150،000 دالتون. وهي تشكل 80٪ من إجمالي الأجسام المضادة في المصل. يعبر المشيمة ويصلح الإطراءات ويرتبط Fc بالخلايا البلعمية. وظائفها هي: التحييد، والتراص، والتنشيط التكميلي، والتسمم، والسمية الخلوية الخلوية التي تعتمد على الأجسام المضادة بوساطة الخلايا. خماسي IgM مقيد بـ 5 Y في قواعده؛ السلسلة الثقيلة هي mu، وتحتوي على 10 مواقع لربط المستضد ووزن جزيئي قدره 900,000 دالتون. وهي تشكل 6٪ من إجمالي الأجسام المضادة في المصل. لا يعبر المشيمة ولكنه يصلح الإطراءات ولا يرتبط Fc بنوع معين من الخلايا. وظائفها هي: التحييد والتراص والتنشيط التكميلي. يعمل شكل المونومر كمستقبل للخلايا البائية. ديمر IgA مقيد بـ 2 Y في قواعده؛ السلسلة الثقيلة هي ألفا، ولها 4 مواقع لربط المستضد ووزن جزيئي يبلغ 385000 دالتون. وهي تشكل 13٪ من إجمالي الأجسام المضادة في المصل. لا يعبر المشيمة ولا يصلح الإطراءات ولا يرتبط Fc بنوع معين من الخلايا. وظائفها هي: تحييد وحبس مسببات الأمراض في المخاط. مونومر IgD هو 1 Y؛ السلسلة الثقيلة هي دلتا، ولها موقعان لربط المستضد ووزن جزيئي يبلغ 180،000 دالتون. وهي تشكل أقل من 1٪ من إجمالي الأجسام المضادة في المصل. لا يعبر المشيمة ولا يصلح الإطراءات ولا يرتبط Fc بنوع معين من الخلايا. وظائفها هي: مستقبلات الخلايا البائية. مونومر IgE هو 1 Y؛ السلسلة الثقيلة هي إبسيلون، ولها موقعان لربط المستضد ووزن جزيئي قدره 200000 دالتون. وهي تشكل أقل من 1٪ من إجمالي الأجسام المضادة في المصل. لا تعبر المشيمة ولا تصلح الإطراءات. يرتبط Fc بالخلايا البدينة والخلايا القاعدية. وظائفها هي: تنشيط الخلايا القاعدية والخلايا البدينة ضد الطفيليات والمواد المسببة للحساسية.
    الشكل\(\PageIndex{5}\): فئات الغلوبولين المناعي الخمسة

    التمارين الرياضية\(\PageIndex{5}\)

    1. أي جزء من جزيء الجسم المضاد يحدد فئته؟
    2. ما فئة الأجسام المضادة التي تشارك في الحماية ضد الطفيليات؟
    3. وصف الفرق في البنية بين IgM و IgG.

    تفاعلات المستضد والأجسام المضادة

    تلعب فئات مختلفة من الأجسام المضادة أدوارًا مهمة في دفاع الجسم ضد مسببات الأمراض. وتشمل هذه الوظائف تحييد مسببات الأمراض، وتسمم البلعمة، والتراص، والتنشيط التكميلي، والسمية الخلوية الخلوية التي تعتمد على الأجسام المضادة بوساطة الخلايا. بالنسبة لمعظم هذه الوظائف، توفر الأجسام المضادة أيضًا رابطًا مهمًا بين المناعة النوعية التكيفية والمناعة الفطرية غير النوعية.

    يتضمن التحييد ربط بعض الأجسام المضادة (IgG أو IgM أو IgA) بالحفر على سطح مسببات الأمراض أو السموم، مما يمنع ارتباطها بالخلايا. على سبيل المثال، يمكن لـ IgA الإفرازي أن يرتبط بمسببات أمراض معينة ويمنع التعلق الأولي بالخلايا المخاطية المعوية. وبالمثل، يمكن أن ترتبط أجسام مضادة معينة بسموم معينة، مما يمنعها من الالتصاق بالخلايا المستهدفة وبالتالي تحييد آثارها السامة. يمكن تحييد الفيروسات ومنعها من إصابة الخلية بنفس الآلية (الشكل\(\PageIndex{6}\)).

    كما هو موضح في الدفاعات الكيميائية، فإن التأبن هو طلاء العامل الممرض بجزيئات، مثل العوامل التكميلية والبروتين التفاعلي C وأميلويد المصل A، للمساعدة في ربط الخلايا البلعمية لتسهيل البلعمة. تعمل الأجسام المضادة IgG أيضًا كأوسبونينات ممتازة، حيث تربط مواقع فاب الخاصة بها بمثبتات محددة على سطح مسببات الأمراض. تحتوي الخلايا البلعمية مثل البلاعم والخلايا التغصنية والعدلات على مستقبلات على أسطحها تتعرف على جزء Fc من جزيئات IgG وترتبط به؛ وبالتالي، يساعد IgG هذه البلعمات على الالتصاق بابتلاع مسببات الأمراض التي ربطتها (الشكل\(\PageIndex{7}\)).

    يتضمن التراص أو التجميع الربط المتقاطع لمسببات الأمراض بواسطة الأجسام المضادة لإنشاء مجاميع كبيرة (الشكل\(\PageIndex{8}\)). يحتوي IgG على موقعين لربط مستضد Fab، والذي يمكن أن يرتبط بخليتين منفصلتين من مسببات الأمراض، ويجمعهما معًا. عندما يتعلق الأمر بالعديد من الأجسام المضادة لـ IgG، يمكن أن تتطور المجاميع الكبيرة؛ يسهل على الكلى والطحال تصفية هذه المجاميع من الدم ويسهل على البالعات ابتلاعها للتدمير. يوفر التركيب الخماسي لـ IgM عشرة مواقع لربط Fab لكل جزيء، مما يجعله الجسم المضاد الأكثر كفاءة للتراص.

    يتم رسم الفيروس كدائرة عليها مقابض. ترتبط المستضدات بالمقابض، وبالتالي تحيط بالفيروس. تُظهر الصورة التالية ارتباط الأجسام المضادة بسموم الدفتيريا. تُظهر الصورة التالية ارتباط الجسم المضاد بخلية بكتيرية.
    الشكل\(\PageIndex{6}\): يتضمن التحييد ربط أجسام مضادة محددة بالمستضدات الموجودة في البكتيريا والفيروسات والسموم، ومنعها من الالتصاق بالخلايا المستهدفة.
    البلاعم مع الإسقاطات التي تبتلع العامل الممرض بالأجسام المضادة المرتبطة به.
    الشكل\(\PageIndex{7}\): تعمل الأجسام المضادة كأوبسونين وتمنع العدوى عن طريق وضع علامات على مسببات الأمراض لتدميرها بواسطة البلاعم والخلايا الجذعية والعدلات. تستخدم هذه الخلايا البلعمية مستقبلات Fc للربط بمسببات الأمراض التي تحتوي على IgG وبدء الخطوة الأولى من التعلق قبل البلعمة.
    خلايا بكتيرية ذات نتوءات مختلفة (تظهر بأشكال مختلفة). ترتبط الأجسام المضادة لـ IgM ببكتيريا متعددة؛ كلها مرتبطة بنفس الشكل الذي يطابق مواقع الارتباط الخاصة بها.
    الشكل\(\PageIndex{8}\): تقوم الأجسام المضادة، وخاصة الأجسام المضادة IgM، بتجميع البكتيريا عن طريق الارتباط بالمثبتات على اثنين أو أكثر من البكتيريا في وقت واحد. عند وجود العديد من مسببات الأمراض والأجسام المضادة، تتشكل المجاميع عندما ترتبط مواقع ربط الأجسام المضادة بمسببات أمراض منفصلة.

    وظيفة أخرى مهمة للأجسام المضادة هي تنشيط السلسلة التكميلية. كما تمت مناقشته في الفصل السابق، يعد النظام التكميلي مكونًا مهمًا للدفاعات الفطرية، حيث يعزز الاستجابة الالتهابية، ويجنيد الخلايا البلعمية في موقع العدوى، ويعزز البلعمة عن طريق التسمم، ويقتل مسببات الأمراض البكتيرية سالبة الجرام باستخدام مركب الهجوم الغشائي (MAC) ). يمكن أن يحدث التنشيط التكميلي من خلال ثلاثة مسارات مختلفة (انظر الشكل 17.2.2)، ولكن الأكثر كفاءة هو المسار الكلاسيكي، الذي يتطلب الارتباط الأولي للأجسام المضادة IgG أو IgM بسطح الخلية المسببة للأمراض، مما يسمح بتجنيد وتفعيل مركب C1.

    هناك وظيفة أخرى مهمة للأجسام المضادة وهي السمية الخلوية التي تعتمد على الأجسام المضادة بوساطة الخلايا (ADCC)، والتي تعزز قتل مسببات الأمراض التي تكون كبيرة جدًا بحيث لا يمكن بلعمتها. أفضل وصف لهذه العملية هو الخلايا القاتلة الطبيعية (خلايا NK)، كما هو موضح في الشكل\(\PageIndex{9}\)، ولكن يمكن أن تشمل أيضًا البلاعم والحمضات. يحدث ADCC عندما ترتبط منطقة Fab من الجسم المضاد IgG بمسببات الأمراض الكبيرة؛ ثم ترتبط مستقبلات Fc الموجودة على الخلايا المستجيبة (مثل خلايا NK) بمنطقة Fc من الجسم المضاد، مما يجعلها قريبة جدًا من العامل الممرض المستهدف. تقوم الخلية المستجيبة بعد ذلك بإفراز السموم الخلوية القوية (مثل البيرفين والجرانزيمات) التي تقتل العامل الممرض.

    ترتبط مستقبلات FC الموجودة على خلية NK بمنطقة Fc من IgG المرتبطة بالمستضد الموجود على سطح العامل الممرض. يؤدي هذا إلى قيام الخلية NK بإطلاق السموم التي تقتل العامل الممرض.
    الشكل\(\PageIndex{9}\): في هذا المثال من ADCC، ترتبط الأجسام المضادة بخلية كبيرة مسببة للأمراض تكون كبيرة جدًا بالنسبة للبلعمة ثم ترتبط بمستقبلات Fc على غشاء الخلية القاتلة الطبيعية. يؤدي هذا التفاعل إلى تقريب خلية NK، حيث يمكنها قتل العامل الممرض من خلال إطلاق السموم الخلوية القاتلة خارج الخلية.

    التمارين الرياضية\(\PageIndex{6}\)

    1. أين توجد IgA عادة؟
    2. أي فئة من الأجسام المضادة تعبر المشيمة وتوفر الحماية للجنين؟
    3. قارن آليات التسمم والسمية الخلوية الخلوية التي تعتمد على الأجسام المضادة بوساطة الخلايا.

    المفاهيم الأساسية والملخص

    • المناعة التكيفية هي دفاع مكتسب ضد مسببات الأمراض الأجنبية التي تتميز بالخصوصية والذاكرة. يؤدي التعرض الأول للمستضد إلى تحفيز الاستجابة الأولية، ويحفز التعرض اللاحق استجابة ثانوية أسرع وقوية.
    • المناعة التكيفية هي نظام مزدوج يتضمن المناعة الخلطية (الأجسام المضادة التي تنتجها الخلايا البائية) والمناعة الخلوية (الخلايا التائية الموجهة ضد مسببات الأمراض داخل الخلايا).
    • المستضدات، التي تسمى أيضًا المواد المناعية، هي جزيئات تنشط المناعة التكيفية. يمتلك المستضد الواحد حوافر أصغر، كل منها قادر على تحفيز استجابة مناعية تكيفية محددة.
    • تعتمد قدرة المستضد على تحفيز الاستجابة المناعية على عدة عوامل، بما في ذلك الفئة الجزيئية والتعقيد الجزيئي والحجم.
    • الأجسام المضادة (الجلوبيولينات المناعية) هي بروتينات سكرية على شكل حرف Y مع موقعين فاب لربط المستضدات وجزء Fc يشارك في تنشيط المكملات وتغليفها.
    • الفئات الخمس من الأجسام المضادة هي IgM و IgG و IgA و IgE و IgD، ويختلف كل منها في الحجم والترتيب والموقع داخل الجسم والوظيفة. الوظائف الخمس الأساسية للأجسام المضادة هي التحييد، والتسمم، والتراص، والتنشيط التكميلي، والسمية الخلوية الخلوية المعتمدة على الأجسام المضادة (ADCC).