18.4: B lymphocytes na Antibodies

Malengo ya kujifunza

• Eleza uzalishaji na kukomaa kwa seli B
• Linganisha muundo wa receptors B-seli na T-seli receptors
• Linganisha uanzishaji wa T-tegemezi na T-huru wa seli B
• Linganisha majibu ya antibody ya msingi na ya sekondari

Kinga ya ugiligili inahusu utaratibu wa ulinzi wa kinga unaofaa ambao hupatanishwa na antibodies zilizofichwa na lymphocytes B, au seli B. Sehemu hii itazingatia seli B na kujadili uzalishaji wao na kukomaa, receptors, na taratibu za uanzishaji.

B Kiini uzalishaji na kukomaa

Kama seli T, seli B hutengenezwa kutoka seli nyingi za hematopoietic shina (HSCs) katika uboho wa mfupa na kufuata njia kupitia seli limfu shina na lymphoblast (angalia Kielelezo 17.3.1). Tofauti na seli za T, hata hivyo, lymphoblasts zinazopelekwa kuwa seli B haziondoi uboho na kusafiri kwa thymus kwa ajili ya kukomaa. Badala yake, baadaye seli B kuendelea kukomaa katika uboho.

Hatua ya kwanza ya kukomaa kwa seli B ni tathmini ya utendaji wa receptors zao za kupambana na antijeni. Hii hutokea kupitia uteuzi mzuri kwa seli B na receptors ya kawaida ya kazi. Utaratibu wa uteuzi hasi hutumiwa kuondokana na seli za B zinazojitokeza na kupunguza hatari ya autoimmunity. Uchaguzi mbaya wa seli za B za kujitikia zinaweza kuhusisha uondoaji kwa apoptosis, uhariri au urekebishaji wa vipokezi hivyo hazijitekelezi tena, au induction ya anergy katika seli B. Seli ndogo B zinazopitisha uteuzi katika uboho wa mfupa kisha kusafiri kwa wengikwa hatua zao za mwisho za kukomaa. Huko huwa seli za kukomaa za B, yaani, seli za B za kukomaa ambazo bado hazijaamilishwa.

Zoezi\(\PageIndex{1}\)

Linganisha kukomaa kwa seli B na kukomaa kwa seli za T.

B-Cell Receptors

Kama seli za T, seli za B zina receptors maalum za antijeni na maalum tofauti. Ingawa wanategemea seli za T kwa kazi nzuri, seli za B zinaweza kuanzishwa bila msaada kutoka kwa seli za T. B-seli receptors (BCRs) kwa naïve kukomaa seli B ni membrane-amefungwa monomeric aina ya IgD na IgM. Wana minyororo miwili inayofanana nzito na minyororo miwili inayofanana ya mwanga inayounganishwa na vifungo vya disulfidi kwenye sura ya msingi ya “Y” (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Shina la molekuli ya umbo la Y, kanda ya mara kwa mara ya minyororo miwili nzito, hupanda utando wa seli B. Sehemu mbili za kisheria za antigen zilizo wazi kwa nje ya seli B zinahusika katika kumfunga epitopes maalum za pathogen ili kuanzisha mchakato wa uanzishaji. Inakadiriwa kuwa kila kiini cha B kilichokomaa cha naïve kina zaidi ya BCRs 100,000 kwenye utando wake, na kila moja ya BCRs hizi ina maalum ya kisheria ya epitope.

Ili uwe tayari kukabiliana na epitopes mbalimbali za microbial, seli B, kama seli za T, hutumia upyaji wa maumbile wa mamia ya makundi ya jeni ili kutoa utofauti muhimu wa vipokezi maalum. Kanda ya kutofautiana ya mnyororo mzito wa BCR imeundwa na makundi ya V, D, na J, sawa na mnyororo β wa TCR. Eneo la kutofautiana la mlolongo wa mwanga wa BCR linajumuisha makundi ya V na J, sawa na mlolongo α wa TCR. Maumbile rearrangement ya mchanganyiko wote inawezekana V-J-D (mlolongo nzito) na V-J (mwanga mnyororo) hutoa kwa mamilioni ya maeneo ya kipekee antijeni kisheria kwa BCR na kingamwili siri baada ya uanzishaji.

Tofauti moja muhimu kati ya BCRs na TCRs ni njia ambayo wanaweza kuingiliana na epitopes antijeni. Ingawa TCRs zinaweza kuingiliana tu na epitopi za antijeni ambazo zinawasilishwa ndani ya ufafanuzi wa antijeni wa MHC I au MHC II, BCRs hazihitaji uwasilishaji wa antigen na MHC; wanaweza kuingiliana na epitopes kwenye antijeni za bure au kwa epitopeskuonyeshwa kwenye uso wa vimelea vya intact. Tofauti nyingine muhimu ni kwamba TCRs hutambua tu epitopi za protini, ambapo BCRs zinaweza kutambua epitopi zinazohusishwa na madarasa tofauti ya Masi (k.m., protini, polysaccharides, lipopolysaccharides).

Utekelezaji wa seli B hutokea kwa njia tofauti kulingana na darasa la Masi la antigen. Utekelezaji wa seli B na antigen ya protini inahitaji kiini B kufanya kazi kama APC, kuwasilisha epitopes za protini na MHC II kwa seli za msaidizi T. Kwa sababu ya utegemezi wao juu ya seli za T kwa uanzishaji wa seli B, antigens za protini zinawekwa kama antigens zinazotegemea T. Kwa upande mwingine, polysaccharides, lipopolysaccharides, na antijeni zingine zisizo za protini huchukuliwa kuwa antijeni za kujitegemea za T kwa sababu zinaweza kuamsha seli B bila usindikaji wa antijeni na uwasilishaji kwa seli za T.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Vipokezi vya seli B vinaingizwa kwenye membrane ya seli B. Mikoa ya kutofautiana ya receptors zote kwenye seli moja hufunga antigen sawa.

Zoezi\(\PageIndex{2}\)

1. Ni aina gani za molekuli zinazotumika kama BCR?
2. Ni tofauti gani kati ya TCRs na BCRs kuhusiana na kutambua antigen?
3. Ni madarasa gani ya molekuli ambayo yanategemea antigens ya T na ambayo ni antigens ya kujitegemea ya T?

T Cell-Independent Activation ya seli B

Utekelezaji wa seli B bila ushirikiano wa seli za msaidizi T hujulikana kama uanzishaji wa kujitegemea wa seli ya T na hutokea wakati BCRs zinaingiliana na antijeni za kujitegemea za T. T-kujitegemea antijeni (kwa mfano, vidonge polysaccharide, lipopolysaccharide) na repetitive vitengo epitope ndani ya muundo wao, na marudio hii inaruhusu msalaba-uhusiano wa BCRs nyingi, kutoa ishara ya kwanza kwa uanzishaji (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Kwa sababu seli T si kushiriki, ishara ya pili ina kuja kutoka vyanzo vingine, kama vile mwingiliano wa receptors toll-kama na PAMPs au mwingiliano na mambo kutoka mfumo inayosaidia.

Mara baada ya seli B ni ulioamilishwa, hupitia clonal kuenea na seli binti kutofautisha katika seli plasma. Seli za plasma ni viwanda vya antibody ambavyo hutoa kiasi kikubwa cha antibodies. Baada ya kutofautisha, BCRs za uso hupotea na seli ya plasma huficha molekuli za IgM za pentameric ambazo zina maalum ya antijeni kama BCRs (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)).

Majibu ya kujitegemea ya kiini T ni ya muda mfupi na haina kusababisha uzalishaji wa seli za kumbukumbu B. Kwa hivyo haitakuwa na matokeo ya majibu ya sekondari kwa ufuatiliaji unaofuata kwa antijeni za kujitegemea za T.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): T-kujitegemea antigens na kurudia epitopes ambayo inaweza kushawishi B kiini kutambua na uanzishaji bila ushiriki kutoka seli T. Ishara ya pili, kama vile mwingiliano wa TLRs na PAMPs (hazionyeshwa), pia inahitajika kwa uanzishaji wa kiini B. Mara baada ya kuanzishwa, kiini B kinaenea na hutofautiana katika seli za plasma za kuzuia antibody-secreting.

Zoezi\(\PageIndex{3}\)

1. Je! Ni ishara mbili zinazohitajika kwa uanzishaji wa seli ya T ya kujitegemea ya seli B?
2. Ni kazi gani ya kiini cha plasma?

Utekelezaji wa Kiini cha T cha seli za B

Uanzishaji wa seli ya T ya seli B ni ngumu zaidi kuliko uanzishaji wa kujitegemea wa seli ya T, lakini majibu ya kinga yanayotokana na nguvu na yanaendelea kumbukumbu. Uanzishaji wa tegemezi wa seli T unaweza kutokea ama kwa kukabiliana na antigens za protini za bure au antijeni za protini zinazohusishwa na pathogen isiyofaa. Mwingiliano kati ya BCRs juu ya naïve kukomaa kiini B na bure protini antijeni kuchochea internalization ya antigen, wakati mwingiliano na antijeni kuhusishwa na kisababishi magonjwa intact huanzisha uchimbaji wa antijeni kutoka pathojeni kabla ya internalization. Mara baada ya kuingizwa ndani ya kiini B, antigen ya protini inachukuliwa na iliyotolewa na MHC II. Antigen iliyowasilishwa ni kisha kutambuliwa na seli za msaidizi T maalum kwa antigen sawa. TCR ya kiini cha msaidizi T inatambua antigen ya kigeni, na molekuli ya CD4 ya seli ya T huingiliana na MHC II kwenye seli B. Uratibu kati ya seli B na seli za msaidizi T ambazo ni maalum kwa antigen sawa hujulikana kama utambuzi unaohusishwa.

Mara baada ya kuanzishwa na kutambuliwa wanaohusishwa, T _H 2 seli kuzalisha na secrete cytokines kwamba kuamsha seli B na kusababisha kuenea katika seli clonal binti. Baada ya raundi kadhaa ya kuenea, cytokines za ziada zinazotolewa na seli za T _H 2 huchochea upambanuzi wa clones za seli B zilizoamilishwa ndani ya seli za kumbukumbu B, ambazo zitashughulikia haraka kwa mfiduo unaofuata kwa epitope sawa ya protini, na seli za plasma zinazopoteza BCRs zao za membrane na awali secrete IgM pentameric (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)).

Baada ya secretion ya awali ya IgM, cytokines zilizofichwa na seli za T _H 2 huchochea seli za plasma kubadili kutoka uzalishaji wa IgM hadi uzalishaji wa IgG, IgA, au IgE. Utaratibu huu, aitwaye darasa byte au isotype byte, inaruhusu seli plasma scloned kutoka moja ulioamilishwa seli B kuzalisha aina ya madarasa antibody na maalum epitope huo. Ubadilishaji wa darasa unafanywa na upyaji wa maumbile ya makundi ya jeni encoding kanda ya mara kwa mara, ambayo huamua darasa la antibody. Eneo la kutofautiana halijabadilishwa, hivyo darasa jipya la antibody linaendelea maalum ya epitope ya awali.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Katika T kiini tegemezi uanzishaji wa seli B, kiini B inatambua na internalizes antigen na inatoa kwa msaidizi T kiini kwamba ni maalum kwa antigen sawa. Kiini cha msaidizi T kinaingiliana na antigen iliyotolewa na kiini cha B, ambacho kinawezesha kiini cha T na huchochea kutolewa kwa cytokines ambayo huamsha kiini B. Utekelezaji wa seli B husababisha kuenea na kutofautisha katika seli B na seli za plasma.

Zoezi\(\PageIndex{4}\)

1. Ni hatua gani zinazohitajika kwa uanzishaji wa seli za T za seli za B?
2. Je, ni darasa la antibody linalobadilisha na kwa nini ni muhimu?

Majibu ya Msingi na sekondari

T kiini tegemezi uanzishaji wa seli B ina jukumu muhimu katika majibu ya msingi na sekondari yanayohusiana na kinga adaptive. Kwa mfiduo wa kwanza kwa antigen ya protini, majibu ya antibody ya msingi ya T yanayotokana na kiini hutokea. Hatua ya awali ya majibu ya msingi ni kipindi cha bakia, au kipindi cha mwisho, cha takriban siku 10, wakati ambapo hakuna antibody inayoweza kugunduliwa katika serum. Kipindi hiki cha bakia ni wakati unaohitajika kwa hatua zote za majibu ya msingi, ikiwa ni pamoja na kiini cha kukomaa cha B kiini cha antigen na BCRs, usindikaji wa antigen na uwasilishaji, uanzishaji wa seli ya msaidizi wa T, uanzishaji wa seli B, na kuenea kwa clonal. Mwisho wa kipindi cha bakia ni sifa ya kupanda kwa viwango vya IgM katika seramu, kama seli za T _H 2 zinachochea tofauti ya seli za B ndani ya seli za plasma. Viwango vya IgM hufikia kilele chao karibu na siku 14 baada ya mfiduo wa msingi wa antigen; saa kuhusu wakati huo huo, T _H 2 huchochea darasa la antibody, na viwango vya IgM katika serum huanza kupungua. Wakati huo huo, viwango vya IgG huongezeka mpaka kufikia kilele cha wiki tatu katika majibu ya msingi (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)).

Wakati wa majibu ya msingi, baadhi ya seli za cloned B zinatofautishwa katika seli za kumbukumbu B zilizopangwa ili kujibu ufuatiliaji wa baadae. Jibu hili la sekondari hutokea kwa haraka zaidi na kwa nguvu kuliko majibu ya msingi. Kipindi cha lag kinapungua hadi siku chache tu na uzalishaji wa IgG ni mkubwa zaidi kuliko kuzingatiwa kwa majibu ya msingi (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Aidha, antibodies zinazozalishwa wakati wa majibu ya sekondari ni bora zaidi na kumfunga na mshikamano mkubwa kwa epitopes walengwa. Seli za plasma zinazozalishwa wakati wa majibu ya sekondari huishi muda mrefu zaidi kuliko zile zinazozalishwa wakati wa majibu ya msingi, hivyo viwango vya antibody maalum hubakia muinuko kwa muda mrefu.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Ikilinganishwa na majibu ya msingi, majibu ya sekondari ya antibody hutokea kwa haraka zaidi na hutoa viwango vya antibody ambavyo ni vya juu na vyema zaidi. Jibu la sekondari linahusisha zaidi IgG.

Zoezi\(\PageIndex{5}\)

1. Ni matukio gani yanayotokea wakati wa kipindi cha bakia cha majibu ya msingi ya antibody?
2. Kwa nini viwango vya antibody vinabaki muinuko tena wakati wa majibu ya sekondari ya antibody?

Dhana muhimu na Muhtasari

• B lymphocytes au seli B huzalisha antibodies zinazohusika katika kinga ya ugiligili Seli B huzalishwa katika uboho, ambapo hatua za mwanzo za kukomaa hutokea, na kusafiri kwa wengu kwa hatua za mwisho za kukomaa ndani ya seli za kukomaa za naïve.
• Vipokezi vya seli B (BCRs) ni aina za monomeric za IgD na IgM zinazofungwa na membrane ambazo hufunga epitopes maalum za antigen na mikoa yao ya Fab ya antijeni. Tofauti ya antijeni kisheria maalum ni kuundwa kwa rearrangement maumbile ya V, D, na J makundi sawa na utaratibu kutumika kwa ajili ya TCR utofauti.
• Protini antijeni huitwa antijeni tegemezi ya T kwa sababu zinaweza kuamsha seli B tu kwa ushirikiano wa seli za msaidizi T. Madarasa mengine ya molekuli hayahitaji ushirikiano wa seli ya T na huitwa antigens ya kujitegemea ya T.
• T kiini kujitegemea uanzishaji wa seli B inahusisha msalaba uhusiano wa BCRs na epitopes repetitive nonprotein antijeni. Inajulikana kwa uzalishaji wa IgM na seli za plasma na hazizalishi seli za kumbukumbu B.
• T kiini tegemezi uanzishaji wa seli B inahusisha usindikaji na kuwasilisha protini antijeni kwa seli msaidizi T, uanzishaji wa seli B na cytokines secreted kutoka seli ulioamilishwa T _H 2, na seli plasma kwamba kuzalisha madarasa mbalimbali ya kingamwili kutokana na darasa kubadili. Kumbukumbu B seli pia huzalishwa.
• Vidokezo vya Sekondari kwa antijeni vinavyotegemea T husababisha majibu ya sekondari ya antibody yaliyoanzishwa na seli za kumbukumbu B. Majibu ya sekondari yanaendelea kwa haraka zaidi na hutoa viwango vya juu na vilivyotumiwa zaidi vya antibody na mshikamano wa juu kwa antigen maalum.