Adaptif Bağışıklık Yanıtı: B-lenfositler ve Antikorlar
Antikorlar, bağışıklık sistemi üzerinde çalışan bilim insanları tarafından karakterize edilen adaptif bağışıklık yanıtının ilk bileşeniydi. Bakteriyel bir enfeksiyondan kurtulan bireylerin aynı patojenle yeniden enfeksiyona karşı bağışıklığı olduğu zaten biliniyordu. İlk mikrobiyologlar bağışıklığı olan bir hastadan serum alıp aynı tür bakterinin taze kültürüyle karıştırdıktan sonra bakterileri mikroskop altında gözlemlemişlerdir. Bakteriler, aglütinasyon adı verilen bir süreçle kümelenmiştir. Farklı bir bakteri türü kullanıldığında, aglütinasyon gerçekleşmemiştir. Dolayısıyla, bağışık bireylerin serumunda bakterilere spesifik olarak bağlanabilen ve onları aglütine edebilen bir şey vardı.
Bilim insanları artık aglütinasyonun nedeninin immünoglobulin olarak da adlandırılan bir antikor molekülü olduğunu biliyor. Antikor nedir? Bir antikor proteini esasen bir B hücresi reseptörünün salgılanmış bir formudur. (Aslında yüzey immünoglobülini, B hücresi reseptörünün bir diğer adıdır). Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, aynı genler hem salgılanan antikorları hem de yüzey immünoglobulinlerini kodlar. Bu proteinlerin sentezlenme şeklindeki küçük bir fark, yüzeyinde antikor bulunan saf bir B hücresini, yüzeyinde antikor bulunmayan ve antikor salgılayan bir plazma hücresinden ayırır.
İnsanlarda bulunan beş farklı antikor sınıfı vardır: IgM, IgD, IgG, IgA ve IgE. Bunların her birinin bağışıklık yanıtında belirli işlevleri vardır, bu nedenle araştırmacılar bunları öğrenerek birçok adaptif bağışıklık yanıtı için kritik olan çok çeşitli antikor işlevleri hakkında bilgi edinebilirler.
B hücreleri antijeni T hücreleri gibi karmaşık bir şekilde tanımaz. B hücreleri doğal, işlenmemiş antijeni tanıyabilir ve MHC moleküllerinin ve antijen sunan hücrelerin katılımını gerektirmez.
B Hücresi Farklılaşması ve Aktivasyonu
B hücreleri kemik iliğinde farklılaşır. Olgunlaşma sürecinde, T hücrelerinde görülen antijen reseptörlerinin çeşitliliğine benzer şekilde 100 trilyona kadar farklı B hücresi klonu üretilir.
B hücresi farklılaşması ve tolerans gelişimi, T hücrelerinde olduğu kadar iyi anlaşılmamıştır. Merkezi tolerans, kemik iliğinde kendi antijenlerini tanıyan B hücrelerinin yok edilmesi veya inaktive edilmesidir ve rolü kritiktir ve iyi belirlenmiştir. Klonal delesyon sürecinde, dokularda ifade edilen kendi antijenlerine güçlü bir şekilde bağlanan olgunlaşmamış B hücrelerine apoptoz yoluyla kendi yıkımlarını tetiklemeleri ve popülasyondan çıkarılmaları için sinyal gönderilir. Ancak klonal anerji sürecinde, kemik iliğinde çözünebilir antijene maruz kalan B hücreleri fiziksel olarak silinmez, ancak işlev göremez hale gelir.
Periferik tolerans adı verilen bir başka mekanizma da T hücresi toleransının doğrudan bir sonucudur. Periferik toleransta, işlevsel, olgun B hücreleri kemik iliğini terk eder ancak henüz kendi antijenine maruz kalmamıştır. Çoğu protein antijeni, antikor yapımına devam etmek için yardımcı T hücrelerinden (Th2) gelen sinyalleri gerektirir. Bir B hücresi kendine ait bir antijene bağlandığında ancak yakındaki bir Th2 hücresinden antikor üretmesi için sinyal almadığında, hücreye apoptoz geçirmesi için sinyal gönderilir ve hücre yok edilir. Bu, T hücrelerinin adaptif bağışıklık yanıtı üzerinde sahip olduğu kontrolün bir başka örneğidir.
B hücreleri antijene bağlanarak aktive olduktan sonra plazma hücrelerine farklılaşırlar. Plazma hücreleri genellikle yanıtın üretildiği ikincil lenfoid organları terk eder ve tüm farklılaşma sürecinin başladığı kemik iliğine geri göç eder. Belirli bir süre antikor salgıladıktan sonra, enerjilerinin çoğunu kendilerini korumaya değil antikor yapmaya ayırdıklarından ölürler. Bu nedenle, plazma hücrelerinin son derece farklılaşmış olduğu söylenir.
İlgilenilen son B hücresi, aktive olmuş bir B hücresinin klonal genişlemesinden kaynaklanan hafıza B hücresidir. Hafıza B hücreleri, hafıza T hücrelerine benzer bir şekilde işlev görür. Aşağıda gösterildiği gibi, birincil yanıtla karşılaştırıldığında daha güçlü ve daha hızlı bir ikincil yanıta yol açarlar.
Antikor Yapısı
Antikorlar, bağlı karbonhidratlara sahip iki tip polipeptit zincirinden oluşan glikoproteinlerdir. Ağır zincir ve hafif zincir, antikoru oluşturan iki polipeptittir. Antikor sınıfları arasındaki temel farklar ağır zincirleri arasındaki farklardır, ancak göreceğiniz gibi hafif zincirler de antikor molekülleri üzerindeki antijen bağlama bölgesinin bir parçasını oluşturarak önemli bir role sahiptir.
Antikor Yapılarının Dört Zincirli Modelleri
Tüm antikor molekülleri iki özdeş ağır zincire ve iki özdeş hafif zincire sahiptir. (Bazı antikorlar bu dört zincirli yapının birden fazla birimini içerir). Antikorun Fc bölgesi, genellikle disülfit bağlarıyla birbirine bağlanan iki ağır zincirin bir araya gelmesiyle oluşur (aşağıdaki şekil). Antikorun Fc kısmı, bağışıklık sisteminin birçok efektör hücresinin Fc reseptörlerine sahip olması açısından önemlidir. Bu reseptörlere sahip hücreler daha sonra antikor kaplı patojenlere bağlanarak efektör hücrelerin özgüllüğünü büyük ölçüde artırabilir. Molekülün diğer ucunda iki özdeş antijen bağlama bölgesi bulunur.
Beş Antikor Sınıfı ve İşlevleri
Genel olarak antikorların iki temel işlevi vardır. B hücresi antijen reseptörü olarak hareket edebilirler veya salgılanabilir, dolaşabilir ve bir patojene bağlanabilir, genellikle bağışıklık tepkisinin diğer formları tarafından tanımlanması için onu etiketleyebilirler. Beş antikor sınıfından sadece ikisinin saf B hücreleri için antijen reseptörü olarak işlev görebildiğine dikkat edin: IgM ve IgD (aşağıdaki şekil). Kemik iliğini terk eden olgun B hücreleri hem IgM hem de IgD ifade eder, ancak her iki antikor da aynı antijen özgüllüğüne sahiptir. Ancak sadece IgM salgılanır ve IgD için reseptör olmayan başka bir işlev keşfedilmemiştir.
IgM beş adet dört zincirli yapıdan oluşur (10 özdeş antijen bağlama bölgesine sahip toplam 20 zincir) ve bu nedenle antikor moleküllerinin en büyüğüdür. IgM genellikle birincil yanıt sırasında üretilen ilk antikordur. Sahip olduğu 10 antijen bağlama bölgesi ve geniş şekli, birçok bakteri yüzeyine iyi bağlanmasını sağlar. Kemotaksis, opsonizasyon ve hücre lizisini teşvik etmedeki rolü ile tutarlı olarak kompleman proteinlerini bağlama ve kompleman kaskadını aktive etmede mükemmeldir. Bu nedenle, birincil antikor yanıtının erken aşamalarında bakterilere karşı çok etkili bir antikordur. Birincil yanıt ilerledikçe, bir B hücresinde üretilen antikor, sınıf değiştirme olarak bilinen süreçle IgG, IgA veya IgE'ye dönüşebilir. Sınıf değiştirme, bir antikor sınıfının diğerine dönüşmesidir. Antikor sınıfı değişirken, özgüllük ve antijen bağlama bölgeleri değişmez. Bu nedenle, üretilen antikorlar hala ilk IgM yanıtını uyaran patojene özgüdür.
IgG, geç primer yanıtların ana antikoru ve kandaki sekonder yanıtların ana antikorudur. Bunun nedeni, sınıf değiştirmenin birincil yanıtlar sırasında gerçekleşmesidir. IgG, patojenleri kandan temizleyen ve antibakteriyel aktivitelerinden yararlanarak kompleman proteinlerini (IgM kadar iyi olmasa da) aktive edebilen monomerik bir antikordur. Ayrıca, bu antikor sınıfı, gelişmekte olan fetüsü hastalıklardan korumak için plasentayı geçen ve hücre dışı patojenlerle savaşmak için kandan interstisyel sıvıya çıkan antikordur.
IgA, kanda dört zincirli bir monomer ve mukus, tükürük ve gözyaşı dahil olmak üzere mukoza zarlarının ekzokrin bez salgılarında sekiz zincirli bir yapı veya dimer olmak üzere iki şekilde bulunur. Bu nedenle dimerik IgA, vücut yüzeylerini korumak için vücudun iç kısmını terk eden tek antikordur. IgA yeni doğanlar için de önemlidir, çünkü bu antikor anne sütünde (kolostrum) bulunur ve bebeği hastalıklardan korumaya yarar.
IgE genellikle alerjiler ve anafilaksi ile ilişkilidir. Kandaki en düşük konsantrasyonda bulunur, çünkü Fc bölgesi mast hücrelerinin yüzeylerindeki IgE'ye özgü bir Fc reseptörüne güçlü bir şekilde bağlanır. IgE, mast hücre degranülasyonunu çok spesifik hale getirir, bu nedenle bir kişi fıstığa alerjik ise, mast hücrelerine fıstıkla özdeşleşen IgE bağlanır. Bu kişide yer fıstığı yemek mast hücrelerinin degranüle olmasına neden olur ve bazen ölüme neden olabilen ciddi, sistemik bir alerjik yanıt olan anafilaksi de dahil olmak üzere ciddi alerjik reaksiyonlara neden olur.
B Hücrelerinin Klonal Seçimi
Klonal seçim ve genişleme, T hücrelerinde olduğu gibi B hücrelerinde de aynı şekilde çalışır. Yalnızca uygun antijen özgüllüğüne sahip B hücreleri seçilir ve genişletilir (aşağıdaki şekil). Sonunda plazma hücreleri, seçilen B hücrelerinin yüzeylerinde bulunanlarla aynı antijenik özgüllüğe sahip antikorlar salgılar. Şekilde hem plazma hücrelerinin hem de hafıza B hücrelerinin aynı anda üretildiğine dikkat edin.
Birincil ve İkincil B Hücresi Yanıtları
T hücreleri ile ilgili olarak birincil ve ikincil yanıtlar daha önce tartışılmıştı. Bu bölümde bu yanıtlar B hücreleri ve antikor üretimi ile incelenecektir. Antikorlar kan örneklerinden kolayca elde edilebildiği için takip edilmesi ve grafiğinin çizilmesi kolaydır (aşağıdaki şekil). Şekilden de göreceğiniz gibi, bir antijene (bir patojeni temsil eden) verilen birincil yanıt birkaç gün gecikir. Bu, B hücre klonlarının genişlemesi ve plazma hücrelerine farklılaşması için geçen süredir. Üretilen antikor seviyesi düşüktür, ancak bağışıklık koruması için yeterlidir. Bir kişi aynı antijenle ikinci kez karşılaştığında, zaman gecikmesi olmaz ve üretilen antikor miktarı çok daha yüksektir. Böylece, ikincil antikor yanıtı patojenleri hızla bastırır ve çoğu durumda hiçbir belirti hissedilmez. Farklı bir antijen kullanıldığında, düşük antikor seviyeleri ve zaman gecikmesi ile başka bir birincil yanıt oluşur.
Aktif ve Pasif Bağışıklık
Patojenlere karşı bağışıklık ve vücudun dokularına verilen zararın sınırlı olması için patojen büyümesini kontrol etme yeteneği, (1) enfekte bireyde bir bağışıklık tepkisinin aktif olarak geliştirilmesi veya (2) bağışıklık bileşenlerinin bağışık bir bireyden bağışık olmayan bir bireye pasif olarak aktarılması yoluyla edinilebilir. Hem aktif hem de pasif bağışıklığın doğal dünyada ve tıbbın bir parçası olarak örnekleri vardır.
Aktif bağışıklık, bir bireyde adaptif bir bağışıklık yanıtı sırasında edinilen patojenlere karşı dirençtir (aşağıdaki tablo). Doğal olarak edinilen aktif bağışıklık, yani bir patojene karşı verilen yanıt bu bölümün odak noktasıdır. Yapay olarak kazanılan aktif bağışıklık aşıların kullanımını içerir. Aşı, öldürülmüş veya zayıflatılmış bir patojen veya bileşenleri olup, sağlıklı bir bireye uygulandığında, semptomlara yol açmadan immünolojik hafızanın (zayıflatılmış birincil bağışıklık tepkisi) gelişmesine yol açar. Böylece, aşıların kullanımıyla, patojene ilk maruziyetten kaynaklanan hastalık hasarından kaçınılabilir, ancak immünolojik hafızanın sağladığı korumanın faydalarından yararlanılabilir. Aşıların ortaya çıkışı, yirminci yüzyılın en önemli tıbbi gelişmelerinden biriydi ve çiçek hastalığının ortadan kaldırılmasına ve çocuk felci, kızamık ve boğmaca dahil olmak üzere birçok bulaşıcı hastalığın kontrol altına alınmasına yol açtı.
| Doğal | Yapay | |
| Aktif | Adaptif bağışıklık yanıtı | Aşı yanıtı |
| Pasif | Trans-plasental antikorlar/emzirme | İmmün globulin enjeksiyonları |
Pasif bağışıklık, bireyin kendi aktif bağışıklık tepkisini oluşturmasına gerek kalmadan antikorların bireye aktarılmasıyla ortaya çıkar. Doğal olarak kazanılan pasif bağışıklık fetal gelişim sırasında görülür. IgG, maternal dolaşımdan plasenta yoluyla fetüse aktarılır, fetüsü enfeksiyondan korur ve yenidoğanı hayatının ilk birkaç ayı boyunca korur. Daha önce de belirtildiği gibi, yeni doğan bir bebek emzirme sırasında sütten aldığı IgA antikorlarından faydalanır. Böylece fetüs ve yenidoğan, hamile kişinin maruz kaldığı patojenlere dayalı immünolojik hafızadan faydalanır. Tıpta, yapay olarak edinilen pasif bağışıklık genellikle daha önce belirli bir patojene maruz kalmış hayvanlardan alınan immünoglobulinlerin enjeksiyonunu içerir. Bu tedavi, muhtemelen bir patojene maruz kalmış bir bireyi geçici olarak korumaya yönelik hızlı etkili bir yöntemdir. Her iki pasif bağışıklık türünün de dezavantajı, immünolojik hafıza gelişiminin olmamasıdır. Antikorlar aktarıldıktan sonra, bozulmadan önce sadece sınırlı bir süre için etkilidirler.
| İNTERAKTİF BAĞLANTI Bağışıklık aktif veya pasif bir şekilde kazanılabilir ve doğal veya yapay olabilir. Pasif ve aktif bağışıklığın animasyonlu bir incelemesini görmek için bu videoyu izleyin. Pasif olarak edinilen doğal bağışıklığa örnek nedir? |
T Hücresine Bağımlı ve T Hücresinden Bağımsız Antijenler
Daha önce tartışıldığı gibi, Th2 hücreleri, proteinler tarafından üretilen kompleks antijenlere yanıt olarak B hücresinde antikor üretimini tetikleyen sitokinler salgılar. Öte yandan, bazı antijenler T hücresinden bağımsızdır. T hücresinden bağımsız bir antijen genellikle bakterilerin hücre duvarlarında bulunan tekrarlanan karbonhidrat parçaları şeklindedir. B hücresinin yüzeyindeki her antikorun iki bağlanma yeri vardır ve T hücresi bağımsız antijenin tekrarlayan yapısı, B hücresindeki yüzey antikorlarının birbirine bağlanmasına yol açar. Bu bağlanma, T hücresi sitokinlerinin olmadığı durumlarda bile B hücresini aktive etmek için yeterlidir.
Öte yandan, T hücresine bağlı bir antijen genellikle patojen üzerinde aynı derecede tekrarlanmaz ve bu nedenle yüzey antikorunu aynı verimlilikle çapraz bağlamaz. Bu tür antijenlere karşı bir yanıt oluşturmak için B ve T hücrelerinin birbirine yaklaşması gerekir (aşağıdaki şekil). B hücresi aktive olmak için iki sinyal almalıdır. Yüzey immünoglobülini doğal antijeni tanımalıdır. Bu antijenin bir kısmı içselleştirilir, işlenir ve sınıf II MHC molekülü üzerinde Th2 hücrelerine sunulur. T hücresi daha sonra antijen reseptörünü kullanarak bağlanır ve B hücresine yayılan sitokinleri salgılamak için aktive olur ve sonunda onu tamamen aktive eder. Böylece B hücresi, sitokinleri aracılığıyla hem yüzey antikorundan hem de T hücresinden sinyaller alır ve bu süreçte profesyonel bir antijen sunan hücre olarak hareket eder.
Yorumlar
Yorum Gönder