的体液免疫,也被称为由抗体介导的免疫应答,是针对入侵生物体防御由微生物或毒素的细胞外的最重要的机制之一。
具体而言,体液免疫是指由血液因子介导的免疫,所述血液因子是被称为“抗体”的血清蛋白,其响应感染而起作用,并且是响应于“抗原”的存在而特异性产生的。
体液免疫反应过程中产生的抗体的某些作用(来源:Becky Boone,来自Wikimedia Commons)
哺乳动物的免疫系统可分为先天免疫系统和适应性免疫系统。先天免疫系统由不同的元素组成,这些元素起着物理和化学屏障的作用,阻止入侵剂进入人体。
上皮和由它们产生的某些物质是这些屏障中的一部分。还涉及一些特定的细胞类型,它们共同代表了人体的第一个防御系统。
适应性或特异性免疫系统稍微复杂和“进化”,因为它是响应暴露于传染原或与某些微生物接触而触发的,尽管这两个系统通常都可以协同工作。
据说这是一个特定的系统,因为它是对定义的决定因素做出反应,并由高度专门化的细胞介导,这些细胞还具有“记忆”和更快反应的能力,并且对反复暴露于更多的“强度”或“效率”相同的入侵剂。
体液免疫是适应性或特异性免疫的子类别之一,其也归类为细胞免疫。两种类型的反应彼此不同,这取决于所涉及的免疫系统的组成。
理论
体液免疫理论是经过多年研究和辩论的产物,提出免疫是由体液或“幽默”中存在的物质介导的。
该理论是由许多科学家发展起来的,他们独立研究和描述了涉及这种反应机制的许多效应子。
保罗·埃里希(Paul Ehrlich)也许是最有影响力的人之一,在1900年代初期进行了最深入的抗原-抗体互补性研究。
一点历史
1858年,著名的免疫学家鲁道夫·维尔丘(Rudolph Virchow)确认,所有身体病理都是由于负责保护的细胞元件失灵,而不是“可溶性体液不匹配”。
短短25年后的1884年,Eli Metchnikoff揭示了吞噬细胞理论的第一本出版物,该出版物如今形成并支持了细胞介导免疫理论(细胞免疫)的主要基础。
Metchnikoff的许多批评者试图“反驳”他的主张,直到1888年,George Nuttall进行了一系列旨在检验Metchnikoff理论的实验,观察到正常动物的血清对某些动物具有“天然毒性”。微生物。
这样,在科学界变得流行起来,来自“健康”或“经过特殊免疫”的动物的无细胞液体可以杀死细菌,因此无需借助细胞理论来解释先天和后天免疫力。 。
最早通过实验证实是否存在体液免疫反应的是埃米尔·冯·贝林(Emil von Behring)和Shibasaburo Kitasato(Shibasaburo Kitasato),Von Behring和Kitasato证明白喉和破伤风引发的免疫反应是由于存在针对白喉的抗体外毒素。
1900年代初期,卡尔·兰德斯坦纳(Karl Landsteiner)和其他研究人员意识到,其他毒素和非细菌来源的物质也可以产生体液免疫。
此后不久,“抗体”一词便作为通用词被创造出来,指的是那些可以充当针对“抗原”的抗毒素的特定物质。
抗原一词是用于定义触发体液抗体产生的物质的术语。
效应器机制
体液免疫应答和细胞免疫应答均由一种称为淋巴细胞的细胞介导。
细胞免疫的主要角色是T淋巴细胞,而B淋巴细胞则对外源抗原的存在作出反应并转化为具有体液免疫特征的抗体产生细胞。
体液免疫是针对细胞外微生物和其他毒素的主要防御机制,而细胞免疫有助于消除细胞内病原体,而这些病原体是抗体无法“识别”的。
体液免疫反应的阶段
除细胞免疫反应外,体液反应可分为三个阶段:识别的阶段,激活的阶段和效应的阶段。
识别阶段包括抗原与成熟B淋巴细胞的细胞表面特定膜受体的结合。
抗体具有这种“受体”的功能,并且能够识别蛋白质,多糖,脂质和其他“外来”细胞外物质。
激活阶段从识别抗原后淋巴细胞的增殖开始,并继续分化,在其他能够消除抗原的效应细胞中,或在新暴露于其后能够诱导更快反应的记忆细胞中。抗原。
在效应子阶段,发挥抗原消除功能的淋巴细胞被称为“效应细胞”,尽管通常还涉及其他细胞,这些细胞也参与先天免疫应答,并吞噬并消除外来因子。
淋巴细胞和抗体
淋巴细胞或B细胞产生的抗体具有中和并消除诱导其形成的抗原的生理功能,体液免疫系统可以对多种不同的抗原作出反应。
B淋巴细胞响应于确定的抗原(它们是特异性的)而起源于骨髓,并且这发生在抗原刺激之前。某些抗体的表达触发更多分泌抗体的B细胞的增殖和分化反应。
T细胞和B细胞之间的信号传导,以激活后者(来源:Manuel Mellina Vicente,通过Wikimedia Commons)
但是,根据抗原的性质,分化和增殖需要额外的信号,这种信号由一种特殊的T淋巴细胞(称为“辅助T淋巴细胞”)发出,该信号分泌B细胞的激活因子。
免疫球蛋白
由于它们主要存在于血液中,因此B细胞产生的抗体称为免疫球蛋白。这些蛋白质分子具有通过二硫键(SS)相互连接的两条重糖蛋白链和两条轻糖蛋白链。
免疫球蛋白G(IgG)的结构(来源:w:用户:AJVincelli,来自Wikimedia Commons)
轻链被称为“κ”和“λ”,但有5种类型的重链被称为γ(G),mu(M),alpha(A),δ(D)和epsilon(E )。
轻链和重链的结合以免疫球蛋白IgG,IgM,IgA,IgD和IgE的形成而结束。哺乳动物血清中最丰富的抗体是免疫球蛋白IgG(约70%)。
抗体的每条链具有氨基末端和羧基末端。能够结合抗原的部分在氨基末端,但是羧基末端区域决定了生物学活性。
体液免疫反应
IgG样抗体的羧基末端区域被吞噬细胞(如嗜中性粒细胞和巨噬细胞)特异性识别,这些吞噬细胞对其具有特殊的受体。
这种识别涉及受体和抗体之间的接触,正是这种结合促进吞噬作用和吞噬细胞内抗原的降解。
与IgG不同,在分泌物和组织中未发现其他类别的免疫球蛋白。但是,它们在引发免疫反应中同样有用。
IgM免疫球蛋白(血清免疫球蛋白的10%)是补体系统的有效激活剂,因此它们在抗原裂解中发挥作用,并增加抵抗力。
IgA免疫球蛋白(占血清免疫球蛋白的20%)在淋巴组织中产生,并被加工并运输到肺和胃肠道的粘膜。它们可中和进入粘膜表面的病毒和其他抗原。
IgD与B淋巴细胞结合并起抗原受体的作用,而IgE(称为过敏抗体)则通过特异性受体与肥大细胞和嗜碱性粒细胞的表面结合。两种免疫球蛋白在血清中的浓度都非常低。
例子
由体液免疫反应的主要效应物(B淋巴细胞)产生的抗体具有“诱导”或“激活”针对不同类型威胁的不同反应机制的能力。
例如,IgG免疫球蛋白是所谓的“补体级联”的活化剂,其用于中和病毒颗粒,从而防止它们与宿主细胞结合。
在怀孕期间,母亲通过胎盘中的滋养细胞将抗体转移给胎儿,该细胞具有与免疫球蛋白(例如IgG)的羧基末端具有高度亲和力的受体。
对具有由多糖组成的“胶囊”的细菌的体液反应是由免疫球蛋白M介导的,它促进了这些微生物的吞噬作用。
体液免疫的另一个重要例子是对寄生虫的全身反应,其中IgE通过嗜酸性细胞“指导”其破坏。
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