Humoralni imunski sistem — definicija, vloga protiteles in komplementa
Humoralni imunski sistem je del imunskega sistema, ki telo brani pred vdorom mikroorganizmov in drugih tujkov s pomočjo makromolekul, raztopljenih v telesnih tekočinah (krvni obtok, limfa, sluznice). V starejši medicinski literaturi so te tekočine imenovali "humorji", po čemer je sistem dobil ime.
Za humeralni del poskrbijo makromolekule zunaj celic. To so predvsem izločena protitelesa (imunoglobulini), proteini komplementa in nekateri protimikrobni peptidi (npr. defensini). Njihova naloga je prepoznavati in nevtralizirati bakterije, viruse, toksine in druge tujke, ki so prosto prisotni v krvnem obtoku ali na površinah sluznic.
Protitelesa: izvor in glavne funkcije
Protitelesa proizvajajo B-limfociti, ki se po srečanju z antigenom diferencirajo v izločajoče plazmatke. Protitelo je Y‑oblikovana beljakovina, sestavljena iz delov, ki prepoznajo antigen (Fab) in dela, ki sodeluje z drugimi deli imunskega sistema (Fc).
Glavne funkcije protiteles vključujejo:
- Neutralizacija: protitelesa vežejo toksine ali površinske strukture mikroorganizmov in preprečijo vstop v gostiteljske celice;
- Opsonizacija: označijo patogene za lažje požiranje s strani fagocitov (makrofagi, neutrofili);
- Agglutinacija in precipitacija: združevanje mikrobov ali antigenov v večje komplekse, ki jih imunski sistem lažje odstrani;
- Aktivacija komplementa: protitelesa (predvsem IgM in nekatera IgG) lahko sprožijo komplementni sistem, kar vodi do poškodb celičnih membran patogenov ali dodatne opsonizacije;
- Antibody‑dependent cellular cytotoxicity (ADCC): prek Fc‑dela privlačijo citotoksične celice, ki lahko uničijo opsonizirane tarče.
Obstaja več razredov imunoglobulinov (Ig): IgM (zgodnji odgovor, močna aglutinacija), IgG (prevladujoči v serumu, pomemben za dolgoročno zaščito in prenos prek posteljice), IgA (prevalentni na sluznicah in v mleku), IgE (vključen v alergijske odzive in obrambo pred paraziti) in IgD (v vlogi receptorja na B‑celicah). Po prvem stiku z antigenom se pogosto zgodi preslikava razreda (class switching) in nastanek spominskih B‑celic ter dolgoročno izločanje protiteles s strani dolgotrajnih plazmatskih celic v kostnem mozgu.
Sistem komplementa
Komplement je skupek plazemskih beljakovin, ki skupaj tvorijo pomembno orodje humoralne imunosti. Aktivira se po treh osnovnih poteh:
- Klasična pot: začne se z vezavo komplementa na protitelo, ki je vezano na antigen;
- Letikinska pot: prepozna specifične ogljikove hidrate na površinah patogenov;
- Alternativna pot: deluje kot stalna, nizko raven aktivacije, ki se okrepi ob prisotnosti mikroorganizmov.
Ključni dogodek je cepitev komponente C3 v C3a in C3b. C3b deluje kot močno opsoninsko sredstvo, C3a in C5a pa kot anafilotoksini, ki spodbujajo vnetje in privabljajo fagocite. Končna pot komplementa lahko ustvari membransko litično kompleks (MAC), ki povzroči lizo nekaterih bakterij ali poškodbo membran.
Hiter pregled mehanizmov delovanja
- Humoralni mehanizmi delujejo v tekočinah — kri, limfa, sluznice.
- Vključujejo tako prirojene kot pridobljene sestavine: protimikrobni peptidi in komplement kot del prirojenega imunskega sistema ter protitelesa kot del pridobljene (adaptivne) imunosti.
- Humoralna in celično posredovana imunost se dopolnjujeta: prva deluje v zunajceličnem prostoru, druga vključuje aktivacijo fagocitov, za antigen specifičnih citotoksičnih limfocitov T in sproščanje citokinov kot odziv na antigen.
Pomen v medicini in klinične aplikacije
Razumevanje humoralne imunosti je ključnega pomena za razvoj cepiv (spodbujanje nastanka dolgoročnih protiteles in spominskih celic), terapijo z monoklonskimi protitelesi (za zdravljenje okužb, avtoimunskih bolezni in raka) ter za diagnostiko (merjenje protiteles pri okužbah ali presnovnih stanjih). Pasivno prenašanje protiteles (npr. materino IgG skozi posteljico ali IgA v materinem mleku) varuje novorojenčke, vendar nudi le začasno zaščito.
Pomanjkljivosti in bolezni povezane s humoralnim sistemom
Primanjkljaj protiteles (npr. agamaglobulinemija) ali pomanjkljivosti komplementa povečajo dovzetnost za bakterijske okužbe. Po drugi strani lahko pretirana ali nepravilna humoralna aktivacija vodi do alergij, avtoimunskih bolezni ali poškodb lastnih tkiv zaradi nezaustavljene komplementne aktivnosti.
Celovito delovanje humoralnega sistema je torej rezultat sodelovanja različnih molekul in celic, ki skupaj prepoznajo, nevtralizirajo in odstranjujejo tuje snovi, hkrati pa vzdržujejo ravnovesje, da ne pride do škodljivih vnetnih ali avtoimunih odzivov.
Kako deluje humoralni sistem
Glavne celice, ki skrbijo za delovanje, so celice B, ki ustvarjajo in izločajo protitelesa, ki iščejo vsiljivce in se nanje pritrdijo. Ko je vsiljivec prevlečen s protitelesi, ga drugi deli imunskega sistema uničijo. Preden lahko celica B ustvari protitelesa, potrebuje najprej celice T pomočnice, ki celico B "naučijo" podrobnosti o prihajajočem vsiljivcu. To je ključni del adaptivnega imunskega sistema, postopek pa je povzet v priloženem referenčnem dokumentu.
Najpomembnejši element je proizvodnja protiteles, prilagojenih za boj proti določenim bakterijam, obstajajo pa tudi številne druge humeralne obrambe iz primitivnejšega prirojenega imunskega sistema.
| Glavna odkritja pri preučevanju humoralne imunosti | ||
| Snov | Dejavnost | Odkritje |
| Alexin(s) | Topne sestavine v serumu, ki | Buchner (1890), |
| Antitoksini | Snovi v serumu, ki lahko nevtralizirajo | von Behring in Kitasato (1890) |
| Bakteriolizini | Serumske snovi, ki delujejo z dopolnilnimi | Richard Pfeiffer (1895) |
| Bakterijski aglutinini | Serumske snovi, ki aglutinirajo bakterije in | von Gruber in Durham (1896), |
| Hemolizini | Serumske snovi, ki delujejo skupaj s komplementom, da bi | Belfanti in Carbone (1898) |
| Opsonini | Serumske snovi, ki obložijo zunanjo membrano | Wright in Douglas (1903) |
| nastanek (1900), hipoteza o vezavi antigena in protitelesa | Ustanovitelj: P Ehrlich | |
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je humoralni imunski sistem?
O: Humoralni imunski sistem je del imunskega sistema, ki brani telo pred vdorom organizmov in drugih tujkov.
V: Kaj počne humoralni del imunskega sistema?
O: Humeralni del imunskega sistema opravljajo makromolekule zunaj celic, ki so lahko izločena protitelesa, beljakovine komplementa ali nekateri protimikrobni peptidi. Njihova naloga je napadati bakterije (in druge tuje snovi), ki so prosto v krvnem obtoku ali drugih tekočinah.
V: Kaj so bile te tekočine, ki so jih v starih časih medicine imenovali "humorji"?
O: Tekočine, ki so jih v stari medicini imenovali "humorji", so krvni obtok ali druge tekočine, v katerih so bakterije (in druge tuje snovi).
V: Katere so sestavine humoralnega imunskega sistema?
O: Sestavine humoralnega imunskega sistema so izločena protitelesa, beljakovine komplementa ali nekateri protimikrobni peptidi.
V: V katerem imunskem sistemu je prisoten humoralni imunski sistem?
O: Tako primitivni prirojeni imunski sistem kot poznejši pridobljeni ali prilagodljivi imunski sistem vretenčarjev imata humoralne komponente.
V: Kakšna je razlika med humoralnim imunskim sistemom in celično posredovano imunostjo?
O: Humoralni imunski sistem brani telo pred vdorom organizmov in drugih tujkov z makromolekulami zunaj celic, medtem ko celično posredovana imunost vključuje aktivacijo fagocitov, za antigen specifičnih citotoksičnih limfocitov T in sproščanje različnih citokinov kot odziv na antigen.
V: Kaj napade humoralni imunski sistem?
O: Humoralni imunski sistem napada bakterije (in druge tuje snovi), ki so prosto v krvnem obtoku ali drugih tekočinah.
