Антитела. Война миров часть 32
Продолжаем разбирать упрощенную схему иммунного ответа на незнакомый патоген в весёлых картинках. Это нужно, чтобы разобраться в принципах действия вакцин. Первая часть тут: Война миров, вторая – тут:Война миров часть 2
На фото: клетка (искусственно окрашенная) инфицированная вирионами SARS-CoV-2(мелкие шарики) National Institutes of Health/Science Photo Library
Краткое описание предыдущих серий: макрофаг М2 патрулировал межклеточное пространство. Он сожрал много био-мусора и ответственно притащил образцы сожранного на проверку специалистам. Это называется презентация антигена (у нас презентации фильмов, корпораций, а у них там торжественная презентация всяких молекулярных объедков, ага). Макрофага внимательно обшмонали профессиональными рецепторами и… нашли признаки чужеродности в представленных антигенах. Другими словами: молекулярный кусок вражины обнаружили. Этот антиген запомнил Т-лимфоцит, проводивший обыск. Т-лимфоцит от этой находки активировался и развернул боевые действия. Он клонировал себя в небольшую армию, часть армии стала профессиональными убийцами Т-киллерами, часть – руководящими клетками Т-хелперами. Т- киллеры пошли искать и уничтожать добропорядочных граждан, которых заразил патоген. Т- хелперы (как их назвали в комментах – «решалы») стали руководить процессом при помощи сигнальных цитокинов. Так активировалась начальная стадия клеточного иммунного ответа. Но сил одних лишь иммунных защитников недостаточно. Враг штампует свои копии с бешеной скоростью! Необходимо оружие массового поражения.
По этой причине "решалы» Т-хелперы первыми вызывают В-лимфоцитов. Только В-лимфоциты умеют конструировать секретное оружие - антитела. Без антител война будет проиграна.
Антитела.
Антитело – это иммуноглобулин, сложный белок Y-образной формы, созданный персонально под один чужеродный антиген. Если сильно упростить, схематично антитело похоже на рогатку - Y. Основа(ручка) этой молекулярной рогатки бывает всего 5 типов α, γ, δ, ε и μ, что соответствует пяти классам антител ( IgA, IgG, IgD, IgE и IgM). Антитела IgG и IgM сейчас, во время эпидемии, у всех на слуху, после прочтения станет понятно, что это за фигня такая. В общем, основа у антител всегда одинаковая, бывает всего пяти видов. А вот «рожки» – всегда уникальны и их может быть бесконечное количество вариаций. Концы рожек ювелирно «заточены» под один единственный во всём мире антиген, вернее его эпитоп – отрезок макромолекулы антигена. И эти рожки способны идеально к нему прикрепиться.
Вы ждёте, что антитело еще что-то сделает? Ну, там, каким-то образом угандошит обладателя антигена – вируса или бактерию? Нет. Антитела никого не гандошат. Но, прикрепляясь к антигену, антитела МАРКИРУЮТ врага и (это не всегда)обезвреживают его.
Во-первых: это нужно для макрофагов, которые в отношении незнакомцев не самые умные, как вы поняли. Макрофаг бывает неспособен определить нового пришельца, даже если он по нему протопчется и пнёт его под зад. Но макрофаг отлично распознаёт пять видов «ручек» антител. Если он нащупывает такую «ручку», то без разговоров втягивает её в себя вместе с той неведомой хренью, к которой антитело прицепилось. Антитела для больших пожирателей - всё равно, что приказ усиленно хомячить. Быстро и без разбора.
Во-вторых: антитела – это система наведения для «ракет», которые называются система комплемента. Не путать с комплИментом - кому из клеток такой «комплимент» прилетит – мало не покажется. Система комплЕмента – комплекс защитных белков, которые циркулируют постоянно у нас в крови. Антитела активируют этот комплекс – вызывают сложную каскадную реакцию, в результате которой на месте антитела в оболочке врага разъедается огрохрененная дырка. Дырявый враг, как вы понимаете, существовать не умеет и покорно загибается.
В-третьих: если антигеном была не часть существа(как белок на Коронавирусе), а продукты его жизнедеятельности… нет, не то, что вы сейчас подумали. Токсины бактерий, конечно. То антитела сцепляются с молекулой токсина и инактивируют её (обезвреживают). Такие комплексы выпадают в осадок, который снова жрёт макрофаг. Жрать ему – не пережрать. Ну а чо делать? Работа такая.
Для справки: В случае с Коронавирусом, антитела обычно образуются на эпитопы его S-белка(шипы короны). Дополнительно ко всем плюшкам, антитела прилипают к шипам на оболочке вируса и не дают им прицепиться к АПФ2 на клетке. То есть, они облепляют и обезвреживают вирус. Ну, а его, по антителам, быстро находит и с удовольствием фагоцитирует товарищ макрофаг(подробнее о способе проникновения вирионов Ковид-19 в клетку тут: Да чего его бояться? )
Как видите, антитела – очень полезная в военном хозяйстве вещь. Далее о тех, кто эту штуку внутри нас разрабатывает.
В-лимфоциты.
Т-лимфоциты, как вы помните, обучаются в тимусе, а В-лимфоциты проходят школу специалистов в костном мозге. Из школы и те, и другие выходят только с красным дипломом. Или не выходят, почётно самоубившись прямо в учреждении. Эти меры могут показаться жестокими, но они необходимы для того, чтобы какой-нибудь косячный специалист не запустил аутоимунную реакцию и не испортил всем жизнь.
Плазматическая клетка.
После активации Т-хелперами, В-лимфоциты превращаются в толстых(зачеркнуто) крупных плазматических клеток. Превращаются – не посредством вмешательства волшебства, конечно. Они получают «команду» от «решалы» и их гены переключаются, меняя фенотип клетки. То есть у В-лимфоцита меняется как внутренний состав, так и внешний вид и появляются новые умения. Плазматические клетки берутся за создание «чертежа» антител к выявленному антигену.
Ииии…. там все очень сложно. Помните – глазок нет, ручек нет - а вот антитела сконструируй, как хочешь. Да чтоб идеально подходили к антигену! К пятнице. Но из-за всех сложностей, на разработку годных антител у плазматических клеток уходит несколько дней.
Зато, когда "чертёж" изготовлен, плазматическая клетка начинает штамповать антитела с бешеной скоростью и в огромных количествах (китайцам такие темпы производства и не снились). Таким образом, через несколько дней после встречи с патогеном к клеточному иммунитету подключается гуморальный. Гуморальный – значит с помощью жидкости. Антитела циркулируют в крови и с её помощью доставляются ко всем закоулкам организма.
Первыми плазматические клетки производят антитела IgM , это первичный иммунный ответ. Этот класс антител объединяется в «букет» по 5 штук сразу, чтоб уж наверняка. Немного позже начинают производится антитела IgG – это вторичный иммунный ответ. М-ки пропадают почти сразу после выздоровления, а G-шки могут держатся несколько месяцев (но не пожизненно). Про остальные классы антител можете сами поискать, если интересно.
В-клетка памяти.
Почему антитела не циркулируют в крови пожизненно? В крови есть чему циркулировать и без антител. Там ионов и молекул самых разных (помимо клеток) плавает превеликое множество. А если к каждому новому врагу оставлять антитела в крови на всю жизнь - это будет месиво антител, а не кровь. Потому, после выздоровления, концентрация антител довольно быстро падает и со временем совсем сходит на нет. Но организм же не дурак. Чтобы быть готовым к повторному появлению чужака (вдруг он шапку забыл?), иммунная система его «запоминает». Как??? Некоторые Т и В-лимфоциты превращаются в долгоживущие клетки памяти. Т-клетки памяти хранят информацию о своём антигене. А В-клетки памяти хранят еще и чертёж антител к антигену, аккуратно подшитый к личному делу.
Если враг вновь сунет нос – уже не будет нужды долго и нудно заново изобретать антитела и нести огромные потери в бою. Стоит просто тряхнуть ту самую пожилую В-клетку памяти и поднять необходимое «досье». Боевые действия будут развернуты стремительней, и врагу, почти сразу после обнаружения, дадут по шапке.
Вот так образуется иммунный ответ на незнакомый патоген и формируется приобретённый иммунитет.
Вы еще тут?:)
Про вакцины уже совсем скоро, честно.
Фото не моё, картинки - мои. Все пруфы в книгах по иммунологии.