24.3: Humoral Immune Responses
24.3: Humoral (Sıvısal) Bağışıklık Tepkileri
Overview
The humoral immune response, also known as the antibody-mediated immune response, targets pathogens circulating in “humors,” or extracellular fluids, such as blood and lymph. Antibodies target invading pathogens for destruction via multiple defense mechanisms, including neutralization, opsonization, and activation of the complement system. Patients that are impaired in the production of antibodies suffer from severe and frequent infections by common pathogens and unusual pathogens.
B Cells Are Produced by the Bone Marrow and Circulate through Body Fluids
B lymphocytes, also called B cells, detect pathogens in the blood or lymph system. Although B cells originate in the bone marrow, their name is derived from a specialized organ in birds in which B cells were first discovered, the bursa of Fabricius. After release from the bone marrow, B cells mature in secondary lymphoid tissues, such as the spleen, lymph nodes, tonsils and mucosa-associated lymphoid tissue throughout the body.
B Cells Differentiate into Antibody Releasing Plasma Cells and Memory B Cells
B cells bind to specific parts of a pathogen, called antigens, via their B cell receptors. In addition to antigen binding, B cells require a second signal for activation. This signal can be provided by helper T cells or, in some cases, by the antigen itself. When both stimuli are present, B cells form germinal centers, where they proliferate into plasma cells and memory B cells. All cells that are derived from a common ancestral B cell (monoclonal) respond to the same antigen. Each plasma cell secretes genetically identical antibodies that circulate in the bloodstream. Memory B cells produce antibodies that are bound to the cell’s surface and are highly specific against the antigen that initially led to the production of the memory B cell. Memory B cells are long-lived and enable the organism to react much faster and stronger upon secondary exposure to the same pathogen.
Antibodies Kill Pathogens in Diverse Ways
Antibodies bind to antigens that they encounter in body fluids. The resulting antibody-antigen complex activates three major defense mechanisms: neutralization, opsonization and the complement system.
Neutralization: Antibodies “neutralize” a pathogen by interfering with its ability to infect host cells. For example, when an antibody binds to the surface of a virus, it may impair the ability of the virus to attach to or gain entry into target cells, effectively inhibiting the infection.
Opsonization: Antibodies function as opsonins, which “tag” pathogens for destruction. Specifically, the formation of the antigen-antibody complex attracts and stimulates phagocytic cells that engulf and destroy the pathogen.
Complement: Antibodies can activate the complement system, which plays a role in both innate and adaptive immunity. The complement system is a sequential cascade of more than 30 proteins. With the help of antibodies, these proteins opsonize pathogens for destruction by macrophages and neutrophils, induce an inflammatory response with the recruitment of additional immune cells, and promote lysis (destruction) of the pathogen.
Disruption of the Humoral Immune System Is Life-Threatening
Humans suffering from humoral immune system disorders are often identified early in life, when the number of antibodies that the infant received from its mother (i.e., passive immunity) decreases. Given the complexity of the humoral immune system, the causes for its malfunction are manifold. However, nearly 80% of patients with a primary immunodeficiency disease involve an antibody disorder. For example, hypogammaglobulinemia is the deficiency, or low number, of all classes of antibodies. Patients have more frequent ear, sinus, and pulmonary infections and suffer from gastrointestinal problems, such as diarrhea, malabsorption, and symptoms of irritable bowel syndrome. In general, the frequency and severity of patient infections increase with age. Infections by unusual pathogens tend to be severe, and infections by common pathogens are often both serious and recurrent.
Genel bakış
Antikor aracılı immün yanıt olarak da bilinen humoral immün yanıt, "mizah" veya kan ve lenf gibi hücre dışı sıvılarda dolaşan patojenleri hedefler. Antikorlar nötralizasyon, optimizasyon ve kompleman sisteminin aktivasyonu da dahil olmak üzere birden fazla savunma mekanizması aracılığıyla imha için patojenleri hedef. Antikor üretiminde bozulmuş hastalar, yaygın patojenler ve olağandışı patojenler tarafından şiddetli ve sık enfeksiyonlar muzdarip.
B Hücreler Kemik İliği tarafından üretilir ve Vücut Sıvıları Ile Dolaşır
B lenfositleri, ayrıca B hücreleri olarak adlandırılan, kan veya lenf sisteminde patojenleri tespit. B hücreleri kemik iliğinden kaynaklansa da, adlarını, B hücrelerinin ilk keşfedildiği kuşlarda özel bir organolan Fabricius'un bursa'sından elde edilir. Kemik iliği serbest bırakıldıktan sonra, B hücreleri vücutta dalak, lenf düğümleri, bademcikler ve mukoza ile ilişkili lenfoid doku gibi ikincil lenfoid dokularda olgun.
B Hücreleri Plazma Hücreleri ve Bellek B Hücreleri Serbest Antikor Içine Farklılaşmak
B hücreleri, B hücre reseptörleri aracılığıyla antijen adı verilen bir patojenin belirli bölgelerine bağlanır. Antijen bağlama ek olarak, B hücreleri aktivasyon için ikinci bir sinyal gerektirir. Bu sinyal yardımcı T hücreleri veya bazı durumlarda antijenin kendisi tarafından sağlanabilir. Her iki uyaran da mevcut olduğunda, B hücreleri mikrop lu merkezleri oluştururlar ve plazma hücrelerine ve hafıza B hücrelerine dönüşürler. Ortak bir atalarının B hücresinden (monoklonal) türetilen tüm hücreler aynı antijene yanıt verir. Her plazma hücresi kan dolaşımında dolaşan genetik olarak aynı antikorları salgılar. Bellek B hücreleri hücre yüzeyine bağlı antikorlar üretmek ve başlangıçta bellek B hücresi üretimine yol açan antijene karşı son derece spesifiktir. Bellek B hücreleri uzun ömürlüdür ve organizmanın aynı patojene ikincil maruziyette çok daha hızlı ve daha güçlü tepki göstermesini sağlar.
Antikorlar Patojenleri Farklı Şekillerde Öldürür
Antikorlar vücut sıvılarında karşılaştıkları antijenlere bağlanır. Ortaya çıkan antikor-antijen kompleksi üç ana savunma mekanizmasını aktive eder: nötralizasyon, opsonizasyon ve kompleman sistemi.
Nötralizasyon: Antikorlar konak hücreleri enfekte yeteneğini müdahale ederek bir patojen "nötralize". Örneğin, bir antikor bir virüsün yüzeyine bağlandığında, virüsün hedef hücrelere bağlanma veya hedef hücrelere giriş yapma yeteneğini bozabilir ve enfeksiyonu etkili bir şekilde inhibe edebilir.
Optimizasyon: Antikorlar opsonin olarak işlev görürler, bu da patojenleri imha için "etiketler". Özellikle, antijen-antikor kompleksinin oluşumu, patojeni içine alan ve yok eden fagositik hücreleri çeker ve uyarır.
Tamamlayıcı: Antikorlar hem doğuştan hem de adaptif bağışıklıkta rol oynayan kompleman sistemini aktive edebilir. Kompleman sistemi 30'dan fazla proteinden oluşan sıralı bir basamaktır. Antikorların yardımıyla, bu proteinler makrofajlar ve nötrofiller tarafından imha için patojenler opsonize, ek bağışıklık hücrelerinin işe ile inflamatuar bir yanıt neden, ve patojen insis (yıkım) teşvik.
Humoral Bağışıklık Sisteminin Bozulması Hayatı Tehdit Ediyor
Mizahi bağışıklık sistemi bozuklukları muzdarip insanlar genellikle erken yaşlarda tespit edilir, bebeğin annesinden aldığı antikorların sayısı azalır (yani, pasif bağışıklık). Humoral bağışıklık sisteminin karmaşıklığı göz önüne alındığında, onun arıza nedenleri manifoldu. Ancak primer immün yetmezlik hastalığı olan hastaların yaklaşık %80'inde antikor bozukluğu vardır. Örneğin, hipogammaglobulinemi tüm antikor sınıflarının eksikliği veya düşük sayısıdır. Hastalar daha sık kulak, sinüs ve akciğer enfeksiyonları var ve gastrointestinal sorunlar muzdarip, ishal gibi, malabsorbsiyon, ve irritabl barsak sendromu belirtileri. Genel olarak hasta enfeksiyonlarının sıklığı ve şiddeti yaşla birlikte artar. Olağandışı patojenler tarafından enfeksiyonlar şiddetli olma eğilimindedir, ve yaygın patojenler tarafından enfeksiyonlar genellikle hem ciddi hem de tekrarlayan.