Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

24.3: Humorale immuunresponsen
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Humoral Immune Responses
 
TRANSCRIPT

24.3: Humoral Immune Responses

24.3: Humorale immuunresponsen

Overview

The humoral immune response, also known as the antibody-mediated immune response, targets pathogens circulating in “humors,” or extracellular fluids, such as blood and lymph. Antibodies target invading pathogens for destruction via multiple defense mechanisms, including neutralization, opsonization, and activation of the complement system. Patients that are impaired in the production of antibodies suffer from severe and frequent infections by common pathogens and unusual pathogens.

B Cells Are Produced by the Bone Marrow and Circulate through Body Fluids

B lymphocytes, also called B cells, detect pathogens in the blood or lymph system. Although B cells originate in the bone marrow, their name is derived from a specialized organ in birds in which B cells were first discovered, the bursa of Fabricius. After release from the bone marrow, B cells mature in secondary lymphoid tissues, such as the spleen, lymph nodes, tonsils and mucosa-associated lymphoid tissue throughout the body.

B Cells Differentiate into Antibody Releasing Plasma Cells and Memory B Cells

B cells bind to specific parts of a pathogen, called antigens, via their B cell receptors. In addition to antigen binding, B cells require a second signal for activation. This signal can be provided by helper T cells or, in some cases, by the antigen itself. When both stimuli are present, B cells form germinal centers, where they proliferate into plasma cells and memory B cells. All cells that are derived from a common ancestral B cell (monoclonal) respond to the same antigen. Each plasma cell secretes genetically identical antibodies that circulate in the bloodstream. Memory B cells produce antibodies that are bound to the cell’s surface and are highly specific against the antigen that initially led to the production of the memory B cell. Memory B cells are long-lived and enable the organism to react much faster and stronger upon secondary exposure to the same pathogen.

Antibodies Kill Pathogens in Diverse Ways

Antibodies bind to antigens that they encounter in body fluids. The resulting antibody-antigen complex activates three major defense mechanisms: neutralization, opsonization and the complement system.

Neutralization: Antibodies “neutralize” a pathogen by interfering with its ability to infect host cells. For example, when an antibody binds to the surface of a virus, it may impair the ability of the virus to attach to or gain entry into target cells, effectively inhibiting the infection.

Opsonization: Antibodies function as opsonins, which “tag” pathogens for destruction. Specifically, the formation of the antigen-antibody complex attracts and stimulates phagocytic cells that engulf and destroy the pathogen.

Complement: Antibodies can activate the complement system, which plays a role in both innate and adaptive immunity. The complement system is a sequential cascade of more than 30 proteins. With the help of antibodies, these proteins opsonize pathogens for destruction by macrophages and neutrophils, induce an inflammatory response with the recruitment of additional immune cells, and promote lysis (destruction) of the pathogen.

Disruption of the Humoral Immune System Is Life-Threatening

Humans suffering from humoral immune system disorders are often identified early in life, when the number of antibodies that the infant received from its mother (i.e., passive immunity) decreases. Given the complexity of the humoral immune system, the causes for its malfunction are manifold. However, nearly 80% of patients with a primary immunodeficiency disease involve an antibody disorder. For example, hypogammaglobulinemia is the deficiency, or low number, of all classes of antibodies. Patients have more frequent ear, sinus, and pulmonary infections and suffer from gastrointestinal problems, such as diarrhea, malabsorption, and symptoms of irritable bowel syndrome. In general, the frequency and severity of patient infections increase with age. Infections by unusual pathogens tend to be severe, and infections by common pathogens are often both serious and recurrent.

Overzicht

De humorale immuunrespons, ook bekend als de antilichaamgemedieerde immuunrespons, richt zich op pathogenen die circuleren in ‘humeuren’ of extracellulaire vloeistoffen, zoals bloed en lymfe. Antilichamen richten zich op binnendringende pathogenen voor vernietiging via meerdere afweermechanismen, waaronder neutralisatie, opsonisatie en activering van het complementsysteem. Patiënten met een verminderde productie van antilichamen lijden aan ernstige en frequente infecties door veel voorkomende pathogenen en ongebruikelijke pathogenen.

B-cellen worden geproduceerd door het beenmerg en circuleren door lichaamsvloeistoffen

B-lymfocyten, ook wel B-cellen genoemd, detecteren pathogenen in het bloed of het lymfesysteem. Hoewel B-cellen afkomstig zijn uit het beenmerg, is hun naam afgeleid van een gespecialiseerd orgaan bij vogels waarin B-cellen voor het eerst werden ontdekt, de slijmbeurs van Fabricius. Na afgifte uit het beenmerg rijpen B-cellen in secundaire lymfoïde weefsels, zoals de milt, lymfeklieren, amandelen en slijmvliezenocieerde lymfoïde weefsel door het hele lichaam.

B-cellen differentiëren in antilichaam-afgevende plasmacellen en geheugen-B-cellen

B-cellen binden zich via hun B-celreceptoren aan specifieke delen van een pathogeen, antigenen genaamd. Naast antigeenbinding hebben B-cellen een tweede signaal nodig voor activering. Dit signaal kan worden geleverd door helper-T-cellen of, in sommige gevallen, door het antigeen zelf. Wanneer beide stimuli aanwezig zijn, vormen B-cellen kiemcentra, waar ze zich vermenigvuldigen tot plasmacellen en geheugen-B-cellen. Alle cellen die zijn afgeleid van een gemeenschappelijke voorouderlijke B-cel (monoklonaal) reageren op hetzelfde antigeen. Elke plasmacel scheidt genetisch identieke antilichamen af die in de bloedbaan circuleren. Geheugen-B-cellen produceren antilichamen die aan het celoppervlak zijn gebonden en zeer specifiek zijn tegen het antigeen dat aanvankelijk leidde tot de productie van de geheugen-B-cel. Geheugen-B-cellen hebben een lange levensduur en stellen het organisme in staat om veel sneller en sterker te reageren op secundaireblootstelling aan dezelfde ziekteverwekker.

Antilichamen doden ziekteverwekkers op verschillende manieren

Antilichamen binden zich aan antigenen die ze in lichaamsvloeistoffen tegenkomen. Het resulterende antilichaam-antigeencomplex activeert drie belangrijke afweermechanismen: neutralisatie, opsonisatie en het complementsysteem.

Neutralisatie: Antilichamen "neutraliseren" een ziekteverwekker door het vermogen ervan om gastheercellen te infecteren te verstoren. Wanneer een antilichaam bijvoorbeeld bindt aan het oppervlak van een virus, kan het het vermogen van het virus om zich te hechten aan of toegang te krijgen tot doelcellen, verminderen, waardoor de infectie effectief wordt geremd.

Opsonisatie: Antilichamen functioneren als opsonines, die pathogenen "taggen" voor vernietiging. Specifiek, de vorming van het antigeen-antilichaamcomplex trekt fagocytische cellen aan en stimuleert deze die de ziekteverwekker overspoelen en vernietigen.

Complement: Antilichamen kunnen het complementsysteem activeren, dat een rol speelt bij zowel aangeboren als adaptieve immuniteit. THet complementsysteem is een opeenvolgende cascade van meer dan 30 eiwitten. Met behulp van antilichamen opsoniseren deze eiwitten pathogenen voor vernietiging door macrofagen en neutrofielen, veroorzaken ze een ontstekingsreactie met de rekrutering van extra immuuncellen en bevorderen ze lysis (vernietiging) van de ziekteverwekker.

Verstoring van het humorale immuunsysteem is levensbedreigend

Mensen die lijden aan humorale immuunsysteemstoornissen worden vaak vroeg in hun leven geïdentificeerd, wanneer het aantal antilichamen dat het kind van zijn moeder heeft gekregen (dwz passieve immuniteit) afneemt. Gezien de complexiteit van het humorale immuunsysteem, zijn de oorzaken van de storing talrijk. Bij bijna 80% van de patiënten met een primaire immunodeficiëntieziekte is er echter sprake van een antilichaamaandoening. Hypogammaglobulinemie is bijvoorbeeld het tekort, of een laag aantal, van alle klassen van antilichamen. Patiënten hebben vaker oor-, sinus- en longinfecties en hebben last van gastro-intestinale problemen, zoalsdiarree, malabsorptie en symptomen van prikkelbare darmsyndroom. Over het algemeen nemen de frequentie en ernst van infecties bij patiënten toe met de leeftijd. Infecties door ongebruikelijke pathogenen zijn meestal ernstig, en infecties door gewone pathogenen zijn vaak zowel ernstig als recidiverend.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter