ایمنی اکتسابی چیست؟ – به زبان ساده + تفاوت با ایمنی ذاتی

سیستم ایمنی انسان از چندین لایه محافظتی برای جلوگیری از ورود میکروب‌ها به بدن و گسترش آن‌ها استفاده می‌کند. سد فیزیکی اولین مکانیسم این سیستم برای جلوگیری از ورود پاتوژن‌ها است. اگر میکروبی از این سطح عبور کند، سلول‌های ایمنی ذاتی برای حذف این میکرواورگانیسم‌های مزاحم دست به کار می‌شوند. اگر پاتوژن‌ها با مکانیسم‌های محافظتی خود از این سد عبور کنند، لنفوسیت‌های ایمنی اکتسابی فعال می‌شود. در این مطلب سلول‌ها، مکانیسم‌ها، ارتباط و تفاوت ایمنی اکتسابی با ایمنی ذاتی را توضیح می‌دهیم.

ایمنی اکتسابی چیست ؟

ایمنی اکتسابی، اختصاصی یا تطبیقی بخشی از مکانیسم‌های سیستم بدن انسان است که در پاسخ به آنتی‌ژن‌های خارجی (باکتری، قارچ، انگل و ویروس) و آنتی‌ژن‌های داخلی (سلول‌های توموری) فعال می‌شود. این بخش از سیستم ایمنی به فعالیت لنفوسیت‌های T و B وابسته است و در پاسخ به هر آنتی‌ژن پاسخ منحصر به فردی ایجاد می‌کند.

فیلم آموزش ایمونولوژی Immunology – جامع و با مفاهیم کلیدی در فرادرس

کلیک کنید

سلول های ایمنی اکتسابی

برخلاف ایمنی ذاتی که با مشارکت بیشتر گلبول‌های سفید انجام می‌شود، تنها لنفوسیت‌های B و T در ایجاد پاسخ ایمنی اکتسابی شرکت می‌کنند. این سلول‌ها مثل لوکوسیت‌های سیستم ایمنی از میتوز و تمایز سلول‌های بنیادی در مغز استخوان تشکیل می‌شوند. اما رشد و تمایز آن‌ها در بخش‌های مختلف سیستم لنفاوی ادامه می‌یابد. لنفوسیت‌های T اولیه پس از تولید در مغز قرمز استخوان به‌وسیله جریان خون به غده تیموس (غده لنفاوی پس قفسه سینه) منتقل می‌شوند.

فیلم آموزش ایمونولوژی Immunology – جامع و با مفاهیم کلیدی در فرادرس

کلیک کنید

لنفوسیت T

لنفوسیت‌های T در تمام طول عمر ما تولید می‌شوند اما به دلیل کوچک‌تر شدن تیموس پس از سن بلوغ، تعداد آن‌ها کاهش می‌یابد. این سلول‌ها در تیموس برای شناسایی آنتی‌ژن‌های خودی از آنتی‌ژن‌های بیماری‌زا و شناسایی انواع مختلف آنتی‌ژن‌های بیماری‌زا آماده می‌شوند. مرحله اول تکامل لنفوسیت‌های T وابسته به گیرنده‌های CD در غشای این سلول‌ها است. در این مرحله سلول‌هایی که ژن این دو گیرنده CD را دارند به تقسیم سلولی ادامه می‌دهند و سلول‌های فاقد ژن گیرنده از بین می‌روند.

سپس سلول‌هایی که گیرنده سلول T آن‌ها (TCR) آنتی‌ژن‌های MHC خودی را شناسایی می‌کنند، انتخاب می‌شوند. اما لنفوسیت‌هایی که گیرنده آن‌ها پیوند محکمی با آنتی‌ژن‌های MHC خودی دارد، حذف می‌شوند. در مرحله بعد سلول‌هایی که یکی از گیرنده‌های CD4 یا CD8 در غشای آن‌ها وجود دارد، انتخاب و سایر سلول‌ها حذف می‌شوند. لنفوسیت‌های T برای اساس این پروتئین‌های غشایی به سه دسته کمک‌کننده (T Helper | Th)، کشنده سلول (Cytotoxic T Cell | CTC) و تنظیمی (Regulatory | Treg) تقسیم می‌شوند که عملکرد متفاوتی دارند.

• سلول‌های T کمک‌کننده: در غشای این سلول‌ها گیرنده CD4 وجود دارد. این سلول‌ها به ماکروفاژها، سلول‌های B و سلول‌های T کشنده برای ایجاد پاسخ ایمنی کمک می‌کنند. ویروس HIV با تغییر ساختار این گیرنده منجر به کاهش سلول‌های T در خون می‌شود.
• سلول‌های T کشنده: در غشای این سلول‌ها گیرنده CD8 وجود دارد. این سلول‌ها با آزاد کردن وزیکول‌های ذخیره حاوی آنزیم‌، سلول‌های آلوده را از بین می‌برند.
• سلول‌های T تنظیمی: در غشای این سلول‌ها گیرنده‌های CD4 و CD25 قرار دارد. این سلول‌ها با مهار سلول‌های B و سایر سلول‌های T، از ایجاد پاسخ ایمنی در نبود پاتوژن‌ها یا ادامه یافتن پاسخ ایمنی پس از تجزیه پاتوژن جلوگیری می‌کنند.

گیرنده لنفوسیت T

گیرنده لنفوسیت T یا TCR مجموعه‌ای از پروتئین‌های عرض غشایی است که آنتی‌ژن متصل به مولکول‌های MHC را شناسایی می‌کند. این گیرنده در بیشتر لنفوسیت‌های انسانی از دو زنجیره پلی‌پپتیدی آلفا و بتا تشکیل می‌شود که با پیوند دی‌سولفیدی کنار هم قرار گرفته‌اند. هر زنجیره پلی‌پپتیدی از یک بخش ثابت (C) و یک بخش متغیر (V) تشکیل می‌شود. بخش‌های متغیر این گیرنده تیروزین کینازی جایگاه اتصال به آنتی‌ژن-پپتید را ایجاد می‌کنند.

فعال شدن لنفوسیت T

فعال شدن لنفوسیت‌ها به برهم‌کنش TCR و پروتئین CD با پپتیدهای MHC و مولکول‌های کمی غشای سلول‌های ارائه‌دهنده آنتی‌ژن بستگی دارد. اگر این هماهنگی وجود نداشته باشد، پاسخ ایمنی ایجاد شده به‌وسیله سلول‌های T بسیار ضعیف است.

لنفوسیت B

لنفوسیت‌های B دسته دوم سلول‌های ایمنی هستند که در ایمنی اکتسابی بدن شرکت می‌کنند. این سلول‌ها مثل لنفوسیت‌ها T از تقسیم و تمایز سلول‌های لنفوئیدی مغز قرمز استخوان تولید می‌شوند. اما برخلاف لنفوسیت‌های T، تکامل آن‌ها به جای تیموس در مغز استخوان انجام می‌گیرد. این سلول‌ها با ترشح آنتی‌بادی در خون به از بین بردن عوامل بیماری‌زا کمک می‌کنند. تکامل این سلول‌ها در مغز استخوان در دو مرحله انتخاب مثبت و منفی انجام می‌شود.

• انتخاب مثبت: این مرحله مستقل از آنتی‌ژن و وابسته به پیش‌ساز گیرنده سلول B و خود این گیرنده است. اگر گیرنده اتصال محکمی با لیگاند نداشته باشد، سلول B تکامل نمی‌یابد و از بین می‌رود.
• انتخاب منفی: در این مرحله سلول B برای تشخیص آنتی‌ژن‌های خودی از بیگانه آماده می‌شود. اگر اتصال BCR به آنتی‌ژن‌های خودی محکم باشد، سلول B وارد یکی از چهار مسیر زیر خواهد شد.
  • حذف کلونی: فعال شدن مسیرهای آپوپتوزی منجر به مرگ سلول B می‌شود.
  • ویرایش گیرنده: ایجاد تغییر در توالی‌های V و J زنجیره سبک آنتی‌بادی‌های سطحی سبب فرار سلول B از مسیرهای آپوپتوزی می‌شود.
  • آنرژی: آنرژی یا کاهش حساسیت سلول B به آنتی‌ژن سبب می‌شود این سلول توانایی ایجاد پاسخ ایمنی در مواجه با آنتی‌ژن‌های داخلی را نداشته باشد.
  • نادیده گرفتن: ممکن است سلول B بدون توجه به پیام‌های تنظیمی تکامل یابد. این شرایط با افزایش احتمال بیماری‌های خودایمنی در فرد همراه است.

گیرنده لنفوسیت B

گیرنده لنفوسیت B از یک بخش شناسایی‌کننده آنتی‌ژن (عرض غشایی) و یک بخش انتقال پیام (درون غشایی) تشکیل شده است.

• بخش شناسایی‌کننده آنتی‌ژن: این بخش یکی از پنج آنتی‌بادی لنفوسیت B است که زنجیره سنگین آن بین فسفولیپیدهای غشا و جایگاه اتصال به آنتی‌ژن خارج از سلول قرار می‌گیرد.
• بخش انتقال پیام: این هترودیمر از زیرواحدهای ایمونوگلوبین آلفا و بتا تشکیل شده است که با پیوند دی‌سولفیدی به هم متصل شده‌اند و به آن CD79 گفته می‌شود. بخش سیتوپلاسمی این هترودیمر فعالیت تیروزین‌کینازی دارد.

فعال شدن لنفوسیت B

لنفوسیت B در مغز استخوان تکامل می‌یابد، اما برای فعال شدن به اندام‌های لنفاوی ثانویه ازجمله طحال و گره‌های لنفاوی (محل تجمع آنتی‌ژن‌های محلول) منتقل می‌شود. فعال شدن این سلول‌ها از دو مسیر وابسته و مستقل از سلول‌های T انجام می‌شود.

• مسیر وابسته به لنفوسیت T: در این روش سلول‌های B به کمک سلول‌های Th آنتی‌ژن‌های محلول را شناسایی می‌کنند. فعال شدن لنفوسیت‌ها B و تولید آنتی‌بادی در این روش به چند وز زمان نیاز دارد و نوع آنتی‌بادی‌های آن با آنتی‌بادی‌های مسیر مستقل متفاوت است. این مسیر در چند مرحله انجام می‌شود.
  • سلول B آنتی‌ژن محلول را به‌وسیله BCR شناسایی و آنتی‌ژن وارد سیتوپلاسم می‌شود.
  • آنتی‌ژن بیگانه در سیتوپلاسم با مولکول MHCII ترکیب شده و در غشای سلولی قرار می‌گیرد.
  • سلول T کمک‌کننده آنتی‌‌ژن-MHC II را به‌وسیله گیرنده TCR شناسایی و به آن متصل می‌شود.
  • اتصال گیرنده-آنتی‌ژن سبب فعال شدن مسیر رونویسی و بیان پروتئین CD4L و سایتوکاین‌ها (IL4 و IL21) می‌شود.
  • مولکول CD4L به گیرنده CD4 در غشای سلول B متصل می‌شود. در نتیجه تقسیم، تغییر کلاس ایمونوگلوبین‌ها و جهش ژن‌های آنتی‌بادی را فعال می‌کند.
  • اتصال سایتوکاین‌ها به گیرنده سایتوکاین سلول B با تقسیم، تغییر کلاس ایمونوگلوبین‌ها، جهش ژن‌های آنتی‌بادی و تمایز را فعال می‌کند.

• مسیر مستقل از لنفوسیت T: آنتی‌ژن‌ها پلی‌ساکاریدی و توالی CpG متیله نشده، بدون نیاز به کمک Th سلول‌های B را فعال می‌کنند. پاسخ ایمنی ایجاد شده در این مسیر، از مسیر وابسته به لنفوسیت T سریع‌تر اما تمایل آنتی‌بادی به آنتی‌ژن و تنوع آنتی‌بادی‌های ترشحی آن کمتر است. فعال شدن این لنفوسیت‌ها در این مسیر با اتصال آنتی‌ژن‌های باکتریایی به TCR کامل می‌شود.

نقش کمپلکس سازگازی بافت در دفاع اکتسابی

کمپلکس سازگاری بافت اصلی (Major Histocompatibility Complex | MHC) یکی از لوکوس‌های ژنی بزرگ در DNA مهره‌داران است که مولکول‌های MHC را بیان می‌کند. در انسان این لوکوس روی بازوی کوتاه کروموزوم ۶ قرار دارد. پروتئین‌های این ژن در غشای پلاسمایی سلول قرار می‌گیرند و نقش مهمی در ایجاد ایمنی اکتسابی و تشخیص سلول‌های خودی از آنتی‌ژن‌های بیماری‌زا ایفا می‌کنند. به علاوه این پروتئین‌ها یکی از فاکتورهایی هستند که احتمال رد پیوند را افزایش می‌دهند. این مولکول‌ها به سه ‌دسته تقسیم می‌شوند.

فیلم آموزش ایمونولوژی Immunology – جامع و با مفاهیم کلیدی در فرادرس

کلیک کنید

• مولکول‌های MHC I: ژن این پروتئین در تمام سلول‌های بدن به جز گلبول‌های قرمز وجود دارد. سلول‌های آلوده به باکتری (باکتری‌های ال فرم، مایکوپلاسما و ریکتسیا) یا ویروس ، اپیتوپ آن را همراه این مولکول‌ها برای برهم‌کنش با گیرنده سلول‌های T کشنده، به غشا انتقال می‌دهند. MHC I در انسان از سه مولکول HLA-A، HLA-B و HLA-C (آنتی‌ژن‌های لوکوسیت انسان | Human Leukocyte Antigen) تشکیل شده است.
• مولکول‌های MHC II: ژن این پروتئین‌ها در سلول‌های ارائه‌دهنده آنتی‌ژن (ماکروفاژ، سلول B و سلول‌های دندریتی) وجود دارد. این سلول‌ها آنتی‌ژن یا پاتوژن کامل را به‌وسیله اندوسیتوز یا فاگوسیتوز وارد سیتوپلاسم می‌کنند. آنتی‌ژن پس از پردازش در لیزوزوم همراه مولکول‌های MHC II به غشای سلول ایمنی منتقل می‌شود. اتصال MHC II-اپیتوپ به گیرنده‌های سلول Th با فعال شدن این سلول و رهایش سایتوکاین‌ها همراه است.
• مولکول‌های MHC III: بیشتر این مولکول‌ها برخلاف MHC I و MHC II در انتقال پیام‌های خارج از سیستم ایمنی شرکت می‌کنند.

مکانیسم های دفاع اکتسابی

ایمنی سلولی و ایمنی هومورال دو مکانیسم ایمنی اکتسابی برای از بین بردن پاتوژن‌ها هستند. لنفوسیت‌های B با تولید و ترشح آنتی‌بادی‌ها در ایمنی هومورال و لنفوسیت‌های T با فعال کردن مسیرهای آپوپتوزی در ایمنی سلولی شرکت می‌کنند.

فیلم آموزش ویروس شناسی Medical Virology در فرادرس

کلیک کنید

ایمنی هومورال

ایمنی هومورال وابسته به آنتی‌بادی‌های ترشح شده در مایعات بدن است. این مکانیسم ایمنی اکتسابی با فعال شدن، تقسیم سلولی و تمایز لنفوسیت‌های B در برخورد آنتی‌ژن‌ها شروع می‌شود. اتصال آنتی‌ژن-آنتی‌بادی در این سلول با تقسیم سریع و تشکیل کلونی سلول‌های B همراه است. این کلونی به سلول‌های B خاطره و سلول‌های پلاسما، پلاسموسیت یا لنفوسیت B عمل‌کننده تمایز می‌یابد. سلول‌های B خاطره غیرفعال باقی می‌مانند تا در برخورد دوم با آنتی‌ژن، پاسخ ایمنی سریع‌تر ایجاد شود. اما سلول‌های پلاسما با ترشح آنتی‌بادی از شش مسیر متفاوت در حذف عامل بیماری‌زا شرکت می‌کنند.

• «خنثی‌سازی» (Neutralization): در این روش آنتی‌بادی‌ها با اتصال به آنتی‌ژن‌های سطح پاتوژن یا توکسین‌های محلول از اتصال این مولکول‌ها به گیرنده‌های سلولی و شروع بیماری جلوگیری می‌کنند. هر پنج ایزوتوپ آنتی‌بادی در روش خنثی‌سازی عامل بیماری‌زا شرکت می‌کنند.
• «به‌هم چسبیدگی یا آگلوتیناسیون» (Agglutination): از آن‌جا که هر آنتی‌بادی چند جایگاه اتصال به آنتی‌ژن دارد، هر آنتی‌بادی می‌تواند همزمان به چند آنتی‌ژن متصل شده و این مولکول‌ها را کنار هم نگه دارد. در این روش همزمان تعداد زیادی از آنتی‌ژن ‌ها خنثی می‌شوند. آگلوتیناسیون پاتوژن‌ها در روده با به دام افتادن آن‌ها در مخاط و پاکسازی راحت‌تر آن‌ها به‌وسیله حرکات دودی همراه است.
• «اوپسونیزاسیون» (Opsonization): اوپسونیزاسیون فرایندی است که فاگوسیتوز پاتوژن‌ها را افزایش می‌دهد. در این فرایند بخش متغیر آنتی‌بادی‌ها به آنتی‌ژن و بخش ثابت آن‌ها به گیرنده Fc فاگوسیت‌ها متصل می‌شود.
• فعال کردن سیستم کمپلمان: کمپلکس آنتی‌ژن-آنتی‌بادی می‌تواند مسیر کلاسیک سیستم کمپمان را فعال کند. IgM و IgG دو آنتی‌بادی هستند که در مسیر شرکت می‌کنند.
• لیز کردن سلول: اتصال آنتی‌بادی به آنتی‌ژن‌های خارج سلولی در غشای سلول‌های خودی مثل آنتی‌ژن‌های توموری یا پروتئین‌های ویروسی سلول‌های آلوده، با فعال کردن سلول‌های کشنده طبیعی و گرانولوسیت‌ها به حذف پاتوژن‌ها کمک می‌کند. در غشای سلول‌های کشنده طبیعی، گیرنده‌ای برای بخش Fc آنتی‌بادی g وجود دارد که اتصال آن به آنتی‌ابدی-آنتی‌ژن با ترشح پروتئین‌های ضدمیکروبی همراه است.
• رهایش گرانول‌ها: در غشای گرانولوسیت‌ها (نوتروفیل، ماست‌سل، بازوفیل و ائوزینوفیل) گیرنده بخش Fc آنتی‌بادی وجود دارد. اتصال آنتی‌بادی به این گیرنده‌ها آزاد شدن وزیکول‌های ذخیره‌ای حاوی پروتئین‌های ضدمیکروبی را تحریک می‌کند.

آنتی بادی ایمنی هومورال

آنتی‌بادی‌ها گلیکوپروتئین‌های Y شکل بزرگی (با وزن تقریبی ۱۵۰ کیلودالتون و اندازه ۱۰ نانومتر) هستند که از دو زنجیره متفاوت تشکیل می‌شوند. جایگاه پاراتوپ (قفل) این پروتئین‌های مثل جایگاه فعال آنزیم با مدل قفل و کلید به اپیتوپ‌های آنتی‌ژن (کلید) متصل می‌شود. هر آنتی‌بادی از چهار زنجیره پلی‌پپتیدی (دو زنجیره سبک و دو زنجیره سنگین) تشکیل شده است که به‌وسیله پیوند دی‌سولفیدی به هم وصل می‌شوند. هر یک یاز این زنجیره‌ها از یک ناحیه متغیر برای اتصال به آنتی‌ژن‌های متفاوت و یک ناحیه ثابت برای اتصال به غشای سلول‌های B یا پروتئین های مکمل تشکیل شده است.

پنج کلاس یا ایوتیپ مختلف از آنتی‌بادی‌ها به‌وسیله لنفوسیت‌های B انسان تولید می‌شود که زیرگروه‌های آن‌ها در مکانیسم‌های مختلف سیستم ایمنی شرکت می‌کنند.