مکانیسمهای اصلی ایمنی اکتسابی: سلولهای B، T و حافظه چگونه پاسخ ایمنی را هدایت میکنند
سیستم ایمنی اکتسابی انسان مانند یک کامپیوتر بیولوژیکی پیچیده عمل میکند و از سلولهای تخصصی T و B برای شناسایی، خنثیسازی و به خاطر سپردن عوامل بیماریزای خاص برای دههها استفاده میکند.
به قلم آزاده ابراهیمی
این خبر را به اشتراک بگذارید
- ایمنیشناسان و محققان
- تمرکز بر ترسیم مسیرهای دقیق سیگنالدهی و درک طول عمر جمعیتهای سلولهای حافظه.
- متخصصان خودایمنی
- تمرکز بر شکست تحمل خودی و پتانسیل درمانی قطع همکاری مضر سلولهای T و B.
- توسعهدهندگان واکسن
- تمرکز بر استفاده از مکانیک حافظه برای مهندسی محافظت پایدار و طولانیمدت در برابر عوامل بیماریزای جهشیافته.
دیدگاههایی که این گزارش پوشش نداده
- بیمارانی که با اختلالات خودایمنی زندگی میکنند
- زیستشناسان تکاملی که در حال مطالعه منشأ ایمنی اکتسابی هستند
تصور رایج این است که ایمنی انسان صرفاً به عنوان یک دیوار دفاعی یا یک حمام شیمیایی عمومی عمل میکند که مهاجمان را میشوید و از بین میبرد. اما در واقعیت، سیستم ایمنی اکتسابی یک شبکه محاسباتی یادگیرنده و بسیار اختصاصی است. این سیستم تنها واکنش نشان نمیدهد؛ بلکه ساختار مولکولی دقیق هر تهدیدی را که با آن مواجه میشود، شناسایی، فهرستبندی و به خاطر میسپارد.[10]
این فرآیند با یک انتقال بیولوژیکی آغاز میشود. هنگامی که یک عامل بیماریزا از دفاع اولیه بدن عبور میکند، سیستم ایمنی ذاتی – که پاسخدهندههای سریع و غیرتخصصی هستند – وارد عمل میشود. ماکروفاژها و سلولهای دندریتیک، مهاجم را میبلعند و قطعاتی از پروتئینهای آن، که به عنوان آنتیژن شناخته میشوند، را روی سطح خارجی خود به نمایش میگذارند.[4][8]
این ارائه آنتیژن، پل حیاتی به سمت ایمنی اکتسابی است. سلولهای ذاتی از طریق سیستم لنفاوی به گرههای لنفاوی سفر میکنند، جایی که این «تصاویر مولکولی» را به نیروهای تخصصی سیستم اکتسابی: یعنی سلولهای T و B، ارائه میدهند. بدون این مرحله، سیستم اکتسابی در حالت خاموش باقی میماند.[1][4]
سلولهای T پاسخ مبتنی بر سلول را هدایت میکنند. آنها در مغز استخوان متولد میشوند اما برای بلوغ به تیموس مهاجرت میکنند. در آنجا، تحت یک فرآیند انتخاب سختگیرانه قرار میگیرند تا اطمینان حاصل شود که میتوانند آنتیژنهای خارجی را بدون حمله به بافتهای سالم خود بدن تشخیص دهند – فرآیندی که اکثریت قریب به اتفاق سلولهای T در حال تکوین را حذف میکند.[1][7]
سلولهای T کمککننده (CD4+) به عنوان فرماندهان پاسخ ایمنی عمل میکنند. هنگامی که گیرنده منحصر به فرد یک سلول T کمککننده کاملاً با آنتیژن ارائه شده مطابقت پیدا میکند، فعال شده و شروع به ترشح سیتوکینها میکند. این پیامرسانهای شیمیایی زنگ خطر را به صدا در میآورند و بقیه زرادخانه سلولی سیستم ایمنی را به کار میگیرند و هماهنگ میکنند.[1][7]
در همین حال، سلولهای T کشنده (CD8+) به عنوان قاتلان دقیق عمل میکنند. پس از فعال شدن توسط سلولهای T کمککننده و آنتیژنهای خاص، آنها به دنبال سلولهای میزبان آلوده میگردند. به جای حمله مستقیم به ویروس، این سلولهای انسانی آسیبدیده را مجبور به آپوپتوزیس یا مرگ برنامهریزیشده سلولی میکنند و به طور مؤثر تکثیر ویروس را در منبع متوقف میسازند.[1][7]
موازی با پاسخ سلول T، پاسخ هومورال وجود دارد که توسط سلولهای B هدایت میشود. سلولهای B در مغز استخوان بالغ میشوند و در سیستم لنفاوی گشت میزنند، در حالی که هر کدام یک گیرنده منحصر به فرد حمل میکنند که قادر است به یک شکل آنتیژن سهبعدی خاص متصل شود.[1][7]
موازی با پاسخ سلول T، پاسخ هومورال وجود دارد که توسط سلولهای B هدایت میشود.
بدن انسان تنوع حیرتانگیزی از این گیرندهها را حفظ میکند – که تخمین زده میشود بیش از ۱۰۰ میلیارد پیکربندی مختلف باشد. این کتابخانه عظیم تضمین میکند که تقریباً هر ساختار بیماریزای قابل تصوری، حتی آنهایی که قبلاً وجود نداشتهاند، میتوانند توسط حداقل یک سلول B در مجموعه بدن شناسایی شوند.[7]
هنگامی که یک سلول B با آنتیژن منطبق خود روبرو میشود و سیگنال تأیید را از یک سلول T کمککننده دریافت میکند، تحت فرآیندی به نام تکثیر کلونال قرار میگیرد. این سلول به سرعت تکثیر مییابد و به سلولهای عملکننده تخصصی معروف به سلولهای پلاسما تمایز پیدا میکند.[1][6]
این سلولهای پلاسما به عنوان کارخانههای بیولوژیکی عمل میکنند. یک سلول پلاسما میتواند تا ۱۰,۰۰۰ آنتیبادی در ثانیه ترشح کند. این پروتئینهای Y شکل، جریان خون را پر میکنند و با اتصال به عوامل بیماریزا، توانایی آنها برای آلوده کردن سلولها را خنثی میکنند یا آنها را برای تخریب سریع توسط سایر اجزای ایمنی علامتگذاری میکنند.[1][7]
از آنجایی که پاسخ ایمنی اولیه نیاز به تطابق دقیق و تکثیر سلولی دارد، زمانبر است – معمولاً چهار تا هفت روز طول میکشد تا به قدرت کامل برسد. در طول این پنجره حیاتی، سیستم ایمنی ذاتی خط دفاعی را حفظ میکند، در حالی که سیستم اکتسابی تسلیحات هدفمند خود را افزایش میدهد.[1][8]
با این حال، قدرت فوقالعاده واقعی سیستم ایمنی اکتسابی، حافظه است. پس از رفع عفونت، بیشتر سلولهای T و B فعال تحت آپوپتوزیس قرار میگیرند تا سیستم به حالت پایه بازگردد. اما بخش کوچک و حیاتی از آنها زنده میمانند و به سلولهای حافظه تبدیل میشوند.[2][5]
این سلولهای حافظه برای سالها، و گاهی دههها، در بدن باقی میمانند. اگر همان عامل بیماریزا دقیقاً برای بار دوم تلاش به تهاجم کند، سلولهای حافظه فوراً آن را تشخیص میدهند. آنها یک پاسخ ثانویه را تحریک میکنند که به طور تصاعدی سریعتر و قویتر از پاسخ اولیه است و اغلب تهدید را قبل از بروز هرگونه علائم خنثی میکند.[2][5]
این مکانیسم حافظه ایمنی، اصل اساسی پشت واکسیناسیون است. واکسنها با معرفی یک قطعه بیضرر از یک عامل بیماریزا، سیستم ایمنی اکتسابی را به طور ایمن آموزش میدهند تا سلولهای حافظه تولید کند، بدون اینکه میزبان را در معرض خطر بیماری واقعی قرار دهند.[3][5]
با این حال، این ماشینآلات پیچیده بینقص نیستند. همکاری نزدیک بین سلولهای T و B باید به شدت تنظیم شود. هنگامی که مکانیسمهای تحمل (تولرانس) شکست میخورند، سیستم ایمنی اکتسابی میتواند پروتئینهای خود بدن را به اشتباه به عنوان خارجی شناسایی کند که منجر به شرایط خودایمنی میشود. محرکهای دقیق این نقص همچنان حوزهای با شواهد اندک و مطالعات فشرده باقی مانده است.[3][6]
دادههای نوظهور همچنین این تعاملات ایمنی اکتسابی را به بیماریهای التهابی مزمن مرتبط میسازند. به عنوان مثال، نشان داده شده است که تعاملات خاص بین سلولهای B و سلولهای T کمککننده (CD4+) توسعه آترواسکلروز (تصلب شرایین) را تقویت میکند، که بر تعادل ظریف بین ایمنی محافظتی و التهاب مضر و طولانیمدت تأکید دارد.[9]
نکات کلیدی
- سیستم ایمنی اکتسابی از سلولهای T و B بسیار اختصاصی برای شناسایی و به خاطر سپردن عوامل بیماریزا استفاده میکند.
- سلولهای ایمنی ذاتی باید ابتدا آنتیژنها را ارائه دهند تا پاسخ اکتسابی فعال شود.
- سلولهای T کمککننده حمله را هماهنگ میکنند، در حالی که سلولهای T کشنده، سلولهای میزبان آلوده را از بین میبرند.
- سلولهای B به سلولهای پلاسما تمایز مییابند و تا ۱۰,۰۰۰ آنتیبادی در ثانیه تولید میکنند.
- سلولهای حافظه باقیمانده، ایمنی طولانیمدت فراهم میکنند و پاسخ سریعتری را در مواجهه مجدد ممکن میسازند.
- اختلال در تنظیم این سیستم میتواند منجر به بیماریهای خودایمنی و التهاب مزمن شود.
آنچه نمیدانیم
- محدودیتهای بیولوژیکی دقیق در طول عمر جمعیتهای مختلف سلولهای حافظه.
- چرا برخی آنتیژنهای ویروسی ایمنی مادامالعمر ایجاد میکنند، در حالی که برخی دیگر نیاز به بهروزرسانیهای مکرر دارند.
- محرکهای دقیقی که باعث از بین رفتن تحمل خودی (Self-tolerance) در بیماریهای خودایمنی میشوند.
- 100 billion
- تنوع تخمینی گیرندههای سلولهای B و T
- 4 to 7 days
- زمان لازم برای فعال شدن کامل پاسخ اکتسابی
- 10,000
- تعداد آنتیبادیهای ترشح شده در ثانیه توسط یک سلول پلاسما
اصطلاحات کلیدی
- آنتیژن (Antigen)
- یک ساختار مولکولی، که اغلب قطعهای پروتئینی از یک عامل بیماریزا است و سیستم ایمنی آن را به عنوان خارجی تشخیص میدهد.
- آپوپتوزیس (Apoptosis)
- مرگ برنامهریزیشده سلولی، فرآیندی کنترلشده که برای حذف سلولهای آلوده یا سلولهای ایمنی که دیگر مورد نیاز نیستند، استفاده میشود.
- سیتوکینها (Cytokines)
- پروتئینهای پیامرسان شیمیایی که توسط سلولهای ایمنی برای برقراری ارتباط، هماهنگی و تقویت پاسخ ایمنی آزاد میشوند.
- تکثیر کلونال (Clonal Expansion)
- تکثیر سریع یک سلول B یا T خاص که با موفقیت آنتیژن منطبق خود را شناسایی کرده است.
- ماکروفاژ (Macrophage)
- نوعی سلول ایمنی ذاتی که بقایای سلولی و عوامل بیماریزا را میبلعد و هضم میکند و اغلب آنتیژنهای آنها را به سلولهای T ارائه میدهد.
منابع
[1]OpenStaxایمنیشناسان و محققان42.2 Adaptive Immune Response
مطالعه در OpenStax →
[2]NCBI Bookshelfایمنیشناسان و محققانImmunological memory
مطالعه در NCBI Bookshelf →
[3]PMCمتخصصان خودایمنیMemory Cells in Infection and Autoimmunity: Mechanisms, Functions, and Therapeutic Implications
مطالعه در PMC →
[4]PMCمتخصصان خودایمنیThe interaction of innate immune and adaptive immune system
مطالعه در PMC →
[5]ASMتوسعهدهندگان واکسنUnderstanding Immunological Memory
مطالعه در ASM →
[6]Frontiers in Immunologyمتخصصان خودایمنیT Cell/B Cell Collaboration and Autoimmunity: An Intimate Relationship
مطالعه در Frontiers in Immunology →
[7]Abcamایمنیشناسان و محققانAdaptive immunity: T cells, B cells & antibody diversity
مطالعه در Abcam →
[8]InformedHealth.orgایمنیشناسان و محققانIn brief: The innate and adaptive immune systems
مطالعه در InformedHealth.org →
[9]PMCمتخصصان خودایمنیB Cell and CD4 T Cell Interactions Promote Development of Atherosclerosis
مطالعه در PMC →
[10]تیم سردبیری کوهستانتحلیل تیم سردبیری کوهستان
مطالعه در تیم سردبیری کوهستان →
نظرات
بیشتر در علم
مشاهده همه →مکانیک مداری
سازوکار چرخههای میلانکوویچ و نقش آنها در کنترل عصر یخبندان زمین
5 منبع
تاخوردگی پروتئین
بشکه دو محفظهای GroEL/GroES: هیدرولیز ATP چگونه پلیپپتیدهای بدتاخورده را تا میکند
10 منبع
فرونشست زمین
بحران فرونشست زمین در ایران: منطقه تحت تأثیر طی ۸ سال ده برابر شد
6 منبع
النینو
هشدار هواشناسی درباره النینوی استثنایی؛ روددرههای تهران در مسیر سیلاب پاییزی
5 منبع
هر زاویه. هر روز.
دریافت علم اخبار همراه با پوشش کامل منابع و تحلیل دیدگاهها، مستقیم در صندوق ورودی شما.





