mikrobiologia

oppimistavoitteet

  • Määrittele muisti, primaarinen vaste, sekundaarinen vaste ja spesifisyys
  • erottaa humoraalisen ja solullisen immuniteetin
  • erottaa antigeenit, epitoopit ja hapteenit
  • kuvaa vasta-aineiden rakennetta ja toimintaa ja erota eri vasta-aineluokat

kliininen Fokus: Ezra, Osa 1

yksivuotias pienokainen Ezra tuodaan ensiapuun vanhempiensa ilmoittaessa oireistaan: liiallinen itku, ärtyneisyys, valoherkkyys, epätavallinen letargia ja oksentelu. Lääkäri tuntee turvonneet imusolmukkeet Ezran kurkussa ja kainaloissa. Lisäksi vatsan alue pernan yläpuolella on turvonnut ja arka.

  • mitä nämä oireet viittaavat?
  • mitä testejä voitaisiin määrätä ongelman diagnosoimiseksi?

palaamme Ezran esimerkkiin myöhemmillä sivuilla.

Adaptiivinen immuniteetti määritellään kahdella tärkeällä ominaisuudella: spesifisyydellä ja muistilla. Spesifisyydellä tarkoitetaan adaptiivisen immuunijärjestelmän kykyä kohdentaa tiettyjä taudinaiheuttajia ja muistilla sen kykyä reagoida nopeasti patogeeneihin, joille se on aiemmin altistunut. Esimerkiksi, kun henkilö toipuu vesirokko, keho kehittää muistin infektio, joka erityisesti suojaa sitä aiheuttava tekijä, varicella-zoster-virus, jos se altistuu virukselle uudelleen myöhemmin.

kuvaaja, jossa on aika X-akselilla ja vasta-ainepitoisuus Y-akselilla. Pitoisuus on lähellä arvoa 0 ensimmäisellä altistuksella ja kasvaa primaarisen immuunivasteen aikana. Tämän jälkeen pitoisuus laskee takaisin alas, mutta pysyy alkuperäisen altistuksen tason yläpuolella. Sekundaarialtistus nostaa vasta-ainepitoisuuden suuremmaksi kuin primaarivaste. Ja senkin jälkeen pudottamalla takaisin alas tämä määrä on edelleen suhteellisen korkea.

kuva 1. Klikkaa saadaksesi suuremman kuvan. Tämä kaavio kuvaa vasta-ainetuotantoon liittyvää primaarista ja sekundaarista immuunivastetta ensimmäisen ja sekundaarisen antigeenialtistuksen jälkeen. Huomaa, että toissijainen vaste on nopeampi ja tarjoaa paljon suuremman vasta-ainepitoisuuden.

spesifisyys ja muisti saavutetaan lähinnä ohjelmoimalla tietyt immuunivasteeseen osallistuvat solut reagoimaan nopeasti myöhempiin patogeenialtistuksiin. Tämä ohjelmointi tapahtuu ensimmäisen patogeenille tai rokotteelle altistumisen seurauksena, mikä laukaisee primaarisen vasteen. Myöhemmät altistukset johtavat sekundaarivasteeseen, joka on nopeampi ja voimakkaampi, koska keho muistaa ensimmäisen altistuksen (Kuva 1). Tämä toissijainen vaste on kuitenkin spesifinen kyseiselle patogeenille. Esimerkiksi altistuminen yhdelle virukselle (esim.varicella-zoster-virus) ei anna suojaa muita virustauteja (esim. tuhkarokko, sikotauti, tai polio) vastaan.

Adaptiivinen spesifinen immuniteetti koostuu kahden eri solutyypin vaikutuksesta: B-lymfosyytit (B-solut) ja T-lymfosyytit (T-solut). Vaikka B-ja T-solut syntyvät yhteisestä hematopoieettisesta kantasolujen erilaistumisreitistä (KS.Kuva 1 Solupuolustuksessa), niiden kypsymispaikat ja niiden rooli adaptiivisessa immuniteetissa ovat hyvin erilaiset.

b-solut kypsyvät luuytimessä ja vastaavat glykoproteiinien eli vasta-aineiden eli immunoglobuliinien tuotannosta. Vasta-aineet osallistuvat elimistön puolustukseen taudinaiheuttajia ja myrkkyjä vastaan solunulkoisessa ympäristössä. Adaptiivisen spesifisen immuniteetin mekanismeja, joihin liittyy B-soluja ja vasta-ainetuotantoa, kutsutaan humoraaliseksi immuniteetiksi. T-solujen kypsyminen tapahtuu kateenkorvassa. T-solut toimivat sekä synnynnäisten että adaptiivisten immuunivasteiden keskusjärjestäjinä. Ne ovat myös vastuussa solunsisäisten patogeenien infektoimien solujen tuhoamisesta. Solunsisäisten patogeenien kohdentamista ja tuhoamista T-soluilla kutsutaan soluvälitteiseksi immuniteetiksi eli soluvälitteiseksi immuniteetiksi.

ajattele sitä

  • listaa kaksi adaptiivisen immuniteetin määrittelevää ominaisuutta.
  • selitä ero primaarisen ja sekundaarisen immuunivasteen välillä.
  • miten humoraalinen ja solujen immuniteetti eroavat toisistaan?

antigeenit

adaptiivisen immuunipuolustuksen aktivoitumisen laukaisevat patogeenispesifiset molekyylirakenteet, joita kutsutaan antigeeneiksi. Antigeenit muistuttavat patogeenien tunnistuksessa ja Fagosytoosissa käsiteltyjä patogeeneihin liittyviä molekyylimalleja (PAMP); kuitenkin siinä missä pampit ovat molekyylirakenteita, joita löytyy lukuisista taudinaiheuttajista, antigeenit ovat ainutlaatuisia tietylle patogeenille. Esimerkiksi vesirokkoa vastaan adaptiivista immuniteettia stimuloivat antigeenit ovat ainutlaatuisia varicella-zoster-virukselle, mutta eroavat merkittävästi muihin viruspatogeeneihin liittyvistä antigeeneistä.

termiä antigeeni käytettiin alun perin kuvaamaan vasta-aineiden tuotantoa stimuloivia molekyylejä; termi tuleekin sanojen vasta-aine ja generaattori yhdistelmästä, ja vasta-ainetuotantoa stimuloivan molekyylin sanotaan olevan antigeeninen. Antigeenien rooli ei kuitenkaan rajoitu humoraaliseen immuniteettiin ja vasta-aineiden tuotantoon; antigeeneillä on myös keskeinen rooli solujen immuniteetin stimuloinnissa, ja tästä syystä antigeenejä kutsutaan joskus tarkemmin immunogeeneiksi. Tässä tekstissä niitä kuitenkin yleensä kutsutaan antigeeneiksi.

taudinaiheuttajilla on erilaisia rakenteita, jotka voivat sisältää antigeenejä. Esimerkiksi bakteerisolujen antigeenejä voi liittyä niiden kapseleihin, soluseiniin, fimbriae -, flagella-tai pili-bakteereihin. Bakteerien antigeeneihin voi liittyä myös solunulkoisia toksiineja ja niiden erittämiä entsyymejä. Viruksilla on erilaisia antigeenejä, jotka liittyvät niiden kapsideihin, kuoriin ja piikkirakenteisiin, joita ne käyttävät kiinnittyäkseen soluihin.

piirto antigeenistä suurena pallona, jonka pinnalla on erimuotoisia merkintöjä epitoopeista.

kuva 2. Antigeeni on makromolekyyliä, joka reagoi immuunijärjestelmän komponenttien kanssa. Tietty antigeeni voi sisältää useita motiiveja, jotka immuunisolut tunnistavat.

antigeenit voivat kuulua mihin tahansa molekyyliluokkaan, mukaan lukien hiilihydraatit, lipidit, nukleiinihapot, proteiinit ja näiden molekyylien yhdistelmät. Eri luokkien antigeenien kyky stimuloida adaptiivista immuunipuolustusta sekä niiden stimuloiman vasteen tyyppi (humoraalinen tai solu) vaihtelevat. Antigeenisen molekyylin rakenteellinen monimutkaisuus on tärkeä tekijä sen antigeenisessä potentiaalissa. Yleensä monimutkaisemmat molekyylit ovat antigeeneinä tehokkaampia. Esimerkiksi proteiinien kolmiulotteinen monimutkainen rakenne tekee niistä tehokkaimpia ja voimakkaimpia antigeenejä, jotka kykenevät stimuloimaan sekä humoraalista että soluimmuniteettia. Verrattuna hiilihydraatit ovat rakenteeltaan yksinkertaisempia ja siten antigeeneinä tehottomampia; ne voivat vain stimuloida humoraalista immuunipuolustusta. Lipidit ja nukleiinihapot ovat vähiten antigeenisiä molekyylejä, ja joissakin tapauksissa niistä voi tulla antigeenisiä vasta, kun ne yhdistetään proteiineihin tai hiilihydraatteihin glykolipidien, lipoproteiinien tai nukleoproteiinien muodostamiseksi.

monet antigeenit (näkyvät suurina palloina), joista jokaisen pinnalla on useita muotoja, joihin on merkitty epitooppeja. Eri vasta-aineita on esitetty jokaisella, jossa on yhdelle epitoopille ominainen sitoutumiskohta.

tajunnut 3. Tyypillisellä proteiini-antigeenilla on useita epitooppeja, mikä ilmenee kolmen eri vasta-aineen kyvystä sitoutua saman antigeenin eri epitooppeihin.

yksi syy antigeenien kolmiulotteiseen monimutkaisuuteen on se, että vasta-aineet ja T-solut eivät tunnista kokonaista antigeenia vaan epitoopeiksi kutsuttujen antigeenien pinnalla on pienempiä altistuneita alueita. Yhdellä antigeenillä voi olla useita eri epitooppeja (kuva 2), ja eri vasta-aineet voivat sitoutua eri epitooppeihin samalla antigeenillä (kuva 3). Esimerkiksi bakteerin flagellum on suuri, monimutkainen proteiinirakenne, jolla voi olla satoja tai jopa tuhansia epitooppeja, joilla on ainutlaatuisia kolmiulotteisia rakenteita. Lisäksi eri bakteerilajeista (tai jopa saman lajin kannoista) peräisin oleva flagella sisältää ainutlaatuisia epitooppeja, joihin voi sitoutua vain spesifisiä vasta-aineita.

antigeenin koko on toinen tärkeä tekijä sen antigeenisessä potentiaalissa. Siinä missä suurilla antigeenisillä rakenteilla, kuten flagellalla, on useita epitooppeja, jotkut molekyylit ovat liian pieniä ollakseen antigeenisiä itsessään. Tällaiset molekyylit, joita kutsutaan hapteeneiksi, ovat pohjimmiltaan vapaita epitooppeja, jotka eivät kuulu suuremman antigeenin monimutkaiseen kolmiulotteiseen rakenteeseen. Jotta hapten tulisi antigeenisiksi, sen täytyy ensin kiinnittyä suurempaan kantajamolekyyliin (yleensä proteiiniin) konjugaattiantigeenin tuottamiseksi. Konjugaattiantigeenin vasteena muodostuneet hapten-spesifiset vasta-aineet kykenevät tämän jälkeen vuorovaikutukseen konjugoitumattomien vapaiden hapten molekyylien kanssa. Hapteeneilla ei tiedetä olevan mitään erityisiä taudinaiheuttajia, mutta ne aiheuttavat joitakin allergisia reaktioita. Esimerkiksi myrkkymurattia aiheuttavien kasvien öljyssä oleva hapten urushiol-molekyyli aiheuttaa immuunivasteen, joka voi johtaa vakavaan ihottumaan (jota kutsutaan kosketusihottumaksi). Vastaavasti hapten-penisilliini voi aiheuttaa allergisia reaktioita penisilliiniluokkaan kuuluville lääkkeille.

ajattele sitä

  • mikä on antigeenin ja epitoopin ero?
  • mitkä tekijät vaikuttavat antigeenin antigeeniseen potentiaaliin?
  • miksi hapteenit eivät tyypillisesti ole antigeenisiä, ja miten niistä tulee antigeenisiä?

vasta-aineet

vasta-aineet (kutsutaan myös immunoglobuliineiksi) ovat glykoproteiineja, joita on sekä veressä että kudosnesteissä. Vasta-ainemonomeerin perusrakenne koostuu neljästä proteiiniketjusta, joita disulfidisidokset pitävät koossa (Kuva 4). Disulfidisidos on kahden kysteiiniaminohapon sulfhydryyliryhmien välinen kovalenttinen sidos. Kaksi suurinta ketjua ovat identtisiä keskenään ja niitä kutsutaan raskaiksi ketjuiksi. Myös kaksi pienempää ketjua ovat identtisiä keskenään ja niitä kutsutaan kevyiksi ketjuiksi. Yhdessä raskaat ja kevyet ketjut muodostavat Y: n muotoisen perusrakenteen.

a) vasta-aine on neljästä säikeestä muodostuva Y-muoto. Kaksi sisempää säiettä muodostavat varsinaisen Y-muodon ja ovat raskaita ketjuja. Kaksi kevyttä ketjua istuvat Y: n ylimpien alueiden ulkoreunoilla.Y: n alinta osaa (joka on tehty vain raskaista ketjuista) kutsutaan Fc-alueeksi. Fc-alue sekä puolet Y: n ylimmästä osasta (joka on tehty sekä kevyistä että raskaista ketjuista) on vakioalueita. Vaihteleva alue on Y-kirjaimen kärkiä ja se koostuu sekä kevyistä että raskaista ketjuista. Antigeenin sitoutumiskohta on vaihtelevalla alueella. Disulfidisillat pitävät antigeenin muotoa. B) antigeenin avaruustäyttömalli.

kuva 4. a) yleisen vasta-ainemonomeerin tyypillinen neliketjuinen rakenne. (B) vastaava kolmiulotteinen rakenne vasta IgG. (luotto b: modification of work by Tim Vickers)

Y-muotoisen vasta-ainemolekyylin kaksi ”haaraa” tunnetaan nimellä Fab-alue, ” fragment of antigen binding.”Fab-alueen ääripää on muuttuva alue, joka toimii antigeenin sitoutumispaikkana. Muuttuvan alueen aminohappojärjestys sanelee kolmiulotteisen rakenteen ja siten erityisen kolmiulotteisen epitoopin, johon Fab-alue pystyy sitoutumaan. Vaikka Fab-alueiden epitooppispesifisyys on sama yksittäisen vasta-ainemolekyylin jokaisella haaralla, tällä alueella esiintyy suurta vaihtelua sellaisten vasta-aineiden välillä, joilla on erilaisia epitooppispesifisyyksiä. Sitoutuminen Fab-alueeseen on tarpeen taudinaiheuttajien neutralisoimiseksi, taudinaiheuttajien agglutinaatioksi tai aggregoimiseksi sekä vasta-aineista riippuvaiseksi soluvälitteiseksi sytotoksisuudeksi.

vasta-ainemolekyylin vakioalueeseen kuuluu Y: n kunkin haaran runko ja alaosa.Y: n runkoa kutsutaan myös Fc-alueeksi, ”kiteytymisen fragmentiksi”, ja se on komplementtitekijän sitomis-ja sitoutumispaikka fagosyyttisoluihin vasta-ainevälitteisen opsonoinnin aikana.

Think about It

  • Describe the different functions of the Fab region and The Fc region.

vasta-Aineluokat

vasta-ainemolekyylin vakioalue määrittää sen luokan eli isotyypin. Vasta-aineiden viisi luokkaa ovat IgG, IgM, IgA, IgD ja IgE. Jokaisella luokalla on ainutlaatuiset raskaat ketjut, jotka on merkitty kreikkalaisilla kirjaimilla γ, μ, α, δ Ja ε. Vasta-aineryhmien runsaudessa on myös merkittäviä eroja seerumissa, asetelmassa, kehon vaikutuskohdissa, toiminnallisissa rooleissa ja koossa (Taulukko 1).

IgG on monomeeri, joka on ihmisen veressä ylivoimaisesti runsain vasta-aine, noin 80% koko seerumin vasta-aineesta. IgG tunkeutuu tehokkaasti kudostiloihin ja on ainoa vasta-aineluokka, joka kykenee läpäisemään istukan ja antaa passiivisen immuniteetin kehittyvälle sikiölle raskauden aikana. IgG on myös monipuolisin vasta-aineluokka suhteessa sen rooliin elimistön puolustautumisessa taudinaiheuttajia vastaan.

IgM tuotetaan aluksi monomeerisessa kalvoon sitoutuneessa muodossa, joka toimii B-solujen antigeenia sitovana reseptorina. IgM: n erittämä muoto kokoontuu pentameeriksi, jossa on viisi IgM: n monomeeriä, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa J-ketjuksi kutsutun proteiinirakenteen avulla. Vaikka J-ketjun sijainti suhteessa viiden monomeerin Fc-alueisiin estää IgM: ää suorittamasta joitakin IgG: n toimintoja, pentamerikaaliseen IgM: ään liittyvät kymmenen saatavilla olevaa Fab-paikkaa tekevät siitä tärkeän vasta-aineen elimistön puolustuskyvyn arsenaalissa. IgM on ensimmäinen vasta-aine, jota B-solut tuottavat ja erittävät primaarisen ja sekundaarisen immuunivasteen aikana, mikä tekee patogeenispesifisestä IgM: stä arvokkaan diagnostisen merkkiaineen aktiivisissa tai viimeaikaisissa infektioissa.

IgA muodostaa noin 13% seerumin vasta-ainemäärästä, ja eritys-IgA on yleisin ja runsain vasta-aineluokka, joka löytyy limakalvoja suojaavista limaneritteistä. IgA: ta voi esiintyä myös muissa eritteissä, kuten rintamaidossa, kyyneleissä ja syljessä. Sekretorinen IgA on koottu dimeeriseen muotoon, jossa kaksi monomeeriä on liittynyt proteiinirakenteeseen, jota kutsutaan sekretoriseksi komponentiksi. Yksi sekretorisen IgA: n tärkeistä tehtävistä on pyydystää taudinaiheuttajia limaan, jotta ne voidaan myöhemmin poistaa elimistöstä.

IgM: n tavoin IgD on B-solujen pinnalla oleva kalvoon sitoutuva monomeeri, jossa se toimii antigeenia sitovana reseptorina. B-solut eivät kuitenkaan eritä IgD: tä, ja seerumissa havaitaan vain pieniä määriä. Nämä jäämät ovat todennäköisesti peräisin vanhojen B-solujen hajoamisesta ja IgD-molekyylien vapautumisesta niiden sytoplasmakalvostoista.

IgE on seerumin vähiten runsas vasta-aineluokka. IgG: n tavoin se erittyy monomeerina, mutta sen rooli adaptiivisessa immuniteetissa rajoittuu loismyrkylliseen puolustukseen. IgE: n Fc-alue sitoutuu basofiileihin ja syöttösoluihin. Tämän jälkeen sitoutuneen IgE: n Fab-alue vuorovaikuttaa spesifisten antigeeniepitooppien kanssa, jolloin solut vapauttavat voimakkaita tulehdusta edistäviä välittäjiä. Syöttösolujen ja basofiilien aktivoitumisesta johtuva tulehdusreaktio auttaa puolustautumaan loisia vastaan, mutta tämä reaktio on keskeinen myös allergisissa reaktioissa (KS.immuunijärjestelmän sairaudet).

Taulukko 1. The Five Immunoglobulin (Ig) Classes
IgG monomer IgM pentameter Secretory IgA dimer IgD monomer IgE monomer
Structure A a single branching Y-shape A pentagon shape with branching tails coming from each corner. Two Y-shapes bound together by a secretory component A a single branching Y-shape A a single branching Y-shape
Heavy Chains γ μ α δ ε
Number of antigen binding sites 2 10 4 2 2
Molecular weight (Daltons) 150,000 900,000 385,000 180,000 200,000
Percentage of total antibody in serum 80% 6% 13% (monomer) < 1% < 1%
Crosses placenta yes no no no no
Fixes complement yes yes no no no
Fc binds to phagocytes mast cells and basophils
Function Neutralization, agglutination, complement activation, opsonization, and vasta-aineriippuvainen soluvälitteinen sytotoksisuus. neutralisaatio, agglutinaatio ja komplementin aktivaatio. Monomeerimuoto toimii B-solun reseptorina. taudinaiheuttajien neutralisointi ja vangitseminen limaan. B-solureseptori. basofiilien ja syöttösolujen aktivoituminen loisia ja allergeeneja vastaan.

ajattele sitä

  • mikä osa vasta-ainemolekyylistä määrää sen luokan?
  • mikä vasta-aineluokka liittyy suojautumiseen loisia vastaan?
  • kuvaa IgM: n ja IgG: n välistä rakenteellista eroa.

antigeenin ja vasta-aineen yhteisvaikutukset

eri vasta-aineluokilla on tärkeä rooli elimistön puolustuksessa taudinaiheuttajia vastaan. Näitä tehtäviä ovat muun muassa patogeenien neutralisointi, fagosytoosin opsonointi, agglutinaatio, komplementtiaktivaatio ja vasta-aineriippuvainen soluvälitteinen sytotoksisuus. Useimmille näistä toiminnoista vasta-aineet tarjoavat myös tärkeän yhteyden adaptiivisen spesifisen immuniteetin ja synnynnäisen epäspesifisen immuniteetin välillä.

Neutralisaatioon liittyy tiettyjen vasta-aineiden (IgG, IgM tai IgA) sitoutuminen taudinaiheuttajien tai toksiinien pinnalla oleviin epitoopeihin, mikä estää niiden kiinnittymisen soluihin. Sekretorinen IgA voi esimerkiksi sitoutua tiettyihin taudinaiheuttajiin ja estää alkuperäisen kiinnittymisen suoliston limakalvosoluihin. Vastaavasti tietyt vasta-aineet voivat sitoutua tiettyihin toksiineihin estäen niitä kiinnittymästä kohdesoluihin ja neutraloiden siten niiden myrkkyvaikutukset. Virukset voidaan neutralisoida ja estää tarttumasta soluun samalla mekanismilla (kuva 5).

virusta piirretään ympyräksi, jossa on nupit. Antigeenit sitoutuvat nupeihin ja ympäröivät siten virusta. Seuraavassa kuvassa vasta-aine sitoutuu kurkkumätätoksiiniin. Seuraavassa kuvassa vasta-aine sitoutuu bakteerisoluun.

kuva 5. Neutralisaatioon liittyy spesifisten vasta-aineiden sitoutuminen bakteereissa, viruksissa ja toksiineissa oleviin antigeeneihin, mikä estää niitä kiinnittymästä kohdesoluihin.

kemiallisen puolustuskyvyn mukaan opsonointi on patogeenin päällystämistä molekyyleillä, kuten komplementtitekijöillä, C-reaktiivisella proteiinilla ja seerumin amyloidi A: lla, joka auttaa fagosyyttien sitoutumisessa fagosytoosia helpottamaan. IgG-vasta-aineet toimivat myös erinomaisina opsoniineina, jotka sitovat Fab-kohtansa tiettyihin taudinaiheuttajien pinnalla oleviin epitoopeihin. Fagosyyttisoluilla, kuten makrofageilla, dendriittisoluilla ja neutrofiileilla, on pinnoillaan reseptoreita, jotka tunnistavat IgG-molekyylien Fc-osan ja sitoutuvat siihen; näin IgG auttaa tällaisia fagosyyttejä kiinnittymään ja nielaisemaan niihin sitoutuneita taudinaiheuttajia (kuva 6).

makrofagi, jonka ulokkeet nielaisevat patogeenin, johon on kiinnittynyt vasta-aineita.

kuva 6. Vasta-aineet toimivat opsoniineina ja estävät infektioita merkitsemällä makrofagien, dendriittisolujen ja neutrofiilien tuhoamia taudinaiheuttajia. Nämä fagosyyttisolut sitoutuvat Fc-reseptorien avulla IgG-opsonoituneisiin patogeeneihin ja aloittavat kiinnittymisen ensimmäisen vaiheen ennen fagosytoosia.

bakteerisoluja, joilla on erilaisia epitooppeja (esitetty erimuotoisina). IgM-vasta-aineet sitoutuvat useisiin bakteereihin; kaikki kiinnittyvät samaan muotoiseen epitooppiin, joka vastaa niiden sitoutumiskohtaa.

kuva 7. Vasta-aineet, erityisesti IgM-vasta-aineet, agglutinoivat bakteereja sitoutumalla epitoopeihin kahteen tai useampaan bakteeriin samanaikaisesti. Kun taudinaiheuttajia ja vasta-aineita on useita, aggregaatteja muodostuu vasta-aineiden sitoutumiskohtien sitoutuessa erillisiin patogeeneihin.

agglutinaatioon tai aggregaatioon liittyy taudinaiheuttajien ristisidonta vasta-aineiden avulla, jolloin syntyy suuria aggregaatteja (Kuva 7). IgG: llä on kaksi Fab-antigeenia sitovaa kohtaa, jotka voivat sitoutua kahteen erilliseen taudinaiheuttajasoluun paakkuuntuen ne yhteen. Kun useita IgG vasta-aineita on mukana, suuria aggregaatteja voi kehittyä; nämä aggregaatit on helpompi munuaisten ja pernan suodattaa verestä ja helpompi fagosyyttien nielemään tuhoamista. IgM: n pentamerikaalinen rakenne tarjoaa kymmenen Fab-sitoutumiskohtaa molekyyliä kohti, mikä tekee siitä tehokkaimman agglutinaation vasta-aineen.

toinen tärkeä vasta-aineiden tehtävä on komplementtikaskadin aktivaatio. Kuten edellisessä luvussa, komplementtijärjestelmä on tärkeä osa synnynnäistä puolustusta, edistää tulehdusreaktiota, rekrytoimalla fagosyyttejä infektiokohtaan, parantaa fagosytoosia opsonisaatiolla ja tappaa gram-negatiiviset bakteeripatogeenit membraanihyökkäyskompleksilla (MAC). Komplementin aktivaatio voi tapahtua kolmea eri reittiä pitkin (KS.kuva 2 kemiallisessa puolustuksessa), mutta tehokkain on klassinen reitti, joka vaatii IgG: n tai IgM: n vasta-aineiden alkuperäisen sitoutumisen taudinaiheuttajasolun pintaan, mikä mahdollistaa C1-kompleksin rekrytoinnin ja aktivoitumisen.

vielä yksi vasta-aineiden tärkeä tehtävä on vasta-aineriippuvainen soluvälitteinen sytotoksisuus (ADCC), joka tehostaa sellaisten patogeenien tappamista, jotka ovat liian suuria fagosytoitumaan. Tämä prosessi on parhaiten ominaista luonnollinen tappaja soluja (NK solut), kuten kuvassa 8, mutta se voi myös liittyä makrofagit ja eosinofiilit. ADCC syntyy, kun IgG-vasta-aineen Fab-alue sitoutuu suureen patogeeniin; efektorisolujen Fc-reseptorit (esim.NK-solut) sitoutuvat vasta-aineen Fc-alueeseen, jolloin ne ovat lähellä kohdepatogeeniä. Efektorisolu erittää voimakkaita sytotoksiineja (esim.perforiini ja granzymes), jotka tappavat taudinaiheuttajan.

NK-solun FC-reseptorit sitoutuvat taudinaiheuttajan pinnalla antigeeniin sitoutuneen IgG: n Fc-alueeseen. Tämä saa NK-solun vapauttamaan myrkkyjä, jotka tappavat taudinaiheuttajan.

kuva 8. Tässä ADCC: n esimerkissä vasta-aineet sitoutuvat suuripatogeeniseen soluun, joka on liian suuri fagosytoosille, ja sitoutuvat sitten luonnollisen tappajasolun kalvolla oleviin Fc-reseptoreihin. Tämä vuorovaikutus tuo NK-solun läheisyyteen, jossa se voi tappaa taudinaiheuttajan vapauttamalla tappavia solunulkoisia sytotoksiineja.

ajattele sitä

  • mistä IgA yleensä löytyy?
  • minkä luokan vasta-aine läpäisee istukan ja suojaa sikiötä?
  • vertaa opsonisaation ja vasta-aineriippuvaisen soluvälitteisen sytotoksisuuden mekanismeja.

avainkäsitteet ja yhteenveto

  • Adaptiivinen immuniteetti on hankittu puolustus vieraita taudinaiheuttajia vastaan, jolle on ominaista spesifisyys ja muisti. Ensimmäinen altistus antigeenille stimuloi primaarista vastetta, ja myöhemmät altistukset nopeuttavat ja voimistavat sekundaarista vastetta.
  • Adaptiivinen immuniteetti on kaksijakoinen järjestelmä, johon kuuluvat humoraalinen immuniteetti (B-solujen tuottamat vasta-aineet) ja solujen immuniteetti (T-solut suunnattu solunsisäisiä taudinaiheuttajia vastaan).
  • antigeenit, joita kutsutaan myös immunogeeneiksi, ovat molekyylejä, jotka aktivoivat adaptiivista immuniteettia. Yhdellä antigeenillä on pienemmät epitoopit, joista jokainen kykenee indusoimaan tietyn adaptiivisen immuunivasteen.
  • antigeenin kyky stimuloida immuunivastetta riippuu useista tekijöistä, kuten sen molekyyliluokasta, molekyylien monimutkaisuudesta ja koosta.
  • vasta-aineet (immunoglobuliinit) ovat Y-muotoisia glykoproteiineja, joissa on kaksi Fab-kohtaa sitoutumisantigeenejä varten ja Fc-osa, joka osallistuu komplementin aktivointiin ja opsonointiin.
  • viisi vasta-aineluokkaa ovat IgM, IgG, IgA, IgE ja IgD, jotka eroavat toisistaan kooltaan, järjestykseltään, sijainniltaan kehossa ja toiminnaltaan. Vasta-aineiden viisi ensisijaista tehtävää ovat neutralisaatio, opsonointi, agglutinaatio, komplementtiaktivaatio ja vasta-aineriippuvainen soluvälitteinen sytotoksisuus (ADCC).

monivalintainen

vasta-aineita tuottaa______.

  1. plasmasolut
  2. T-solut
  3. luuydin

  4. b-solut
Näytä vastaus

Vastaus a. vasta-aineita tuottavat plasmasolut.

solujen Adaptiivinen immuniteetti tapahtuu ________.

  1. b-solut
  2. T-solut

  3. luuydin
  4. neutrofiilit
Näytä vastaus

vastaus b. solujen adaptiivisen immuniteetin toteuttavat T-solut.

yksittäinen antigeenimolekyyli voi koostua monista yksittäisistä_______.

  1. T-solureseptorit
  2. b-solureseptorit
  3. MHC II
  4. epitoopit
Näytä vastaus

vastaus D. yksi antigeenimolekyyli voi koostua monista yksittäisistä epitoopeista.

mikä molekyyliluokka on antigeenisin?

  1. polysakkaridit
  2. lipidit
  3. proteiinit
  4. hiilihydraatit

Näytä vastaus

Vastaus C. proteiinit ovat antigeenisimpiä.

Matching

täsmää vasta-aineluokkaan sen kuvauksella.

__IgA A. Tämä vasta-aineluokka on ainoa, joka voi läpäistä istukan.
__IgD B. Tämä vasta-aineryhmä esiintyy ensimmäisenä B-solujen aktivoitumisen jälkeen.
__IgE C. Tämä vasta-aineluokka osallistuu loisinfektioiden torjuntaan ja allergiseen vasteeseen.
__IgG D. Tämän luokan vasta-aineita esiintyy hyvin suuria määriä liman eritteissä.
__IgM E. B-solut eivät eritä tätä vasta-aineryhmää, vaan sitä esiintyy aiemmin hoitamattomien B-solujen pinnalla.
Näytä vastaus

    (D) IgA: Tämän luokan vasta-ainetta löytyy hyvin suuria määriä liman eritteistä.

  1. (E) IgD: B-solut eivät eritä tätä vasta-aineryhmää, vaan sitä esiintyy aiemmin hoitamattomien B-solujen pinnalla.
  2. (C) IgE: tämä vasta-aineluokka osallistuu loisinfektioiden torjuntaan ja allergiseen vasteeseen.
  3. (a) IgG: tämä vasta-aineluokka on ainoa, joka voi läpäistä istukan.
  4. (B) IgM: tämä vasta-aineryhmä on ensimmäinen, joka ilmaantuu B-solujen aktivoitumisen jälkeen.

täytä tyhjä

adaptiivisessa immuniteetissa on kaksi kriittisen tärkeää seikkaa. Ensimmäinen on spesifisyys, kun taas toinen on ______.

Näytä vastaus

adaptiivisessa immuniteetissa on kaksi kriittistä seikkaa. Ensimmäinen on spesifisyys, kun taas toinen on muisti.

______ immuniteettiin kuuluu vasta-ainemolekyylien tuottaminen, jotka sitoutuvat tiettyihin antigeeneihin.

Näytä vastaus

humoraalinen immuniteetti koostuu vasta-ainemolekyyleistä, jotka sitoutuvat tiettyihin antigeeneihin.

vasta-ainemolekyylin raskaat ketjut sisältävät _ _ _ _ _ _ aluesegmenttejä, joiden avulla voidaan määrittää sen luokka tai isotyyppi.

Näytä vastaus

vasta-ainemolekyylin raskaissa ketjuissa on vakioaluesegmenttejä, jotka auttavat määrittämään sen luokan tai isotyypin.

raskaiden ja kevyiden ketjujen vaihtelevat alueet muodostavat _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ – vasta-ainepaikat.

Näytä vastaus

raskaiden ja kevyiden ketjujen vaihtelevat alueet muodostavat vasta-aineen antigeenisitoutumispaikat.

ajattele sitä

  1. Mitä eroa on humoraalisella ja solujen adaptiivisella immuniteetilla?
  2. mikä on antigeenin ja hapteenin ero?
  3. kuvaa vasta-aineriippuvaisen soluvälitteisen sytotoksisuuden mekanismia.

Related Posts

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *