فيديو الدرس: الاستجابات المناعية المتخصصة: الأجسام المضادة الأحياء

نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نناقش الجزء المتخصص من الاستجابة المناعية للإنسان، والذي يتضمن تكون الأجسام المضادة. سنتعلم ما يحدث للخلايا الليمفاوية البائية استجابة للتعرف على مولد الضد. وأخيرًا، سنرى كيف يمكن للأجسام المضادة أن تساعد في محاربة العدوى.

للجهاز المناعي البشري ثلاثة خطوط دفاعية. خط الدفاع الأول هو الحواجز البدنية الموجودة في الجسم، وهي حواجز متخصصة في منع مسببات الأمراض والأجسام الغريبة من الدخول إلى الجسم. خط الدفاع الثاني هو الاستجابة المناعية الفطرية أو غير المتخصصة، التي تتضمن الالتهاب، والخلايا البلعمية، وجوانب معينة من نظام المتممات. يمكن التفكير في المناعة المتخصصة أو التكيفية باعتبارها خط دفاع ثالثًا عندما يتعلق الأمر بمحاربة مسببات الأمراض والأمراض. يمثل كل من خطي الدفاع الأول والثاني جزءًا من جهاز المناعة الذي نولد به، والذي يظل كما هو طوال حياتنا لجميع أنواع العدوى، حتى بالنسبة إلى حالات العدوى المتكررة من قبل مسبب المرض نفسه.

عند الإصابة بمسبب مرض معين، تكون الاستجابة المناعية الفطرية هي الاستجابة الفورية الأولى للجسم، وكما ذكرنا من قبل، فهي واحدة لجميع مسببات الأمراض. إذا لم تكن الاستجابة المناعية الفطرية كافية لكبح هذه العدوى، تنشط استجابة مناعية أخرى متخصصة لاستهداف مسبب المرض هذا تحديدًا. هذه الاستجابة هي جزء من مناعة متخصصة أو تكيفية. تقاوم الاستجابتان المناعيتان معًا مسببات الأمراض حتى يتم طردها من الجسم. وفي بعض الحالات، تكون العدوى شديدة للغاية بحيث يتعذر على الجهاز المناعي التخلص منها بمفرده، ويتطلب الأمر تدخلات طبية.

تسمى أحيانًا المناعة المتخصصة بالمناعة التكيفية أو المكتسبة. وهي جزء من الجهاز المناعي ينتج استجابة متخصصة لمسبب المرض الذي يجب التخلص منه. وهي تفعل ذلك من خلال التعرف على مولدات الضد غير الذاتية واستخدامها لاستهداف مسبب المرض والخلايا المصابة. بعد الإصابة الأولى بمسبب مرض له مولد ضد معين، تقوم المناعة المتخصصة بتكوين ذاكرة مناعية تسمح للجسم بالاستجابة بشكل أسرع وأكثر فعالية عند الإصابة للمرة الثانية بمسبب المرض نفسه مقارنة بالمرة الأولى التي حدثت فيها العدوى. وبسبب هذه الذاكرة المناعية، فإن المناعة التكيفية هي المناعة التي تطورها أو تكتسبها بمرور الوقت.

دعونا نناقش الاستجابة المناعية المتخصصة بمزيد من التفصيل. غالبًا ما يوصف الجهاز المناعي المتخصص بأنه مقسم إلى شقين: المناعة الخلطية والمناعة الخلوية. تسمى الاستجابة المناعية الخلوية أحيانًا بمناعة الخلايا التائية؛ لأنها تعتمد على عمل الخلايا التائية السامة التي يمكنها إيجاد الخلايا غير الطبيعية والمعدية في الجسم وتدميرها. تسمى الاستجابة المناعية الخلطية أحيانًا مناعة الخلية البائية أو مناعة الأجسام المضادة، لأنها تعتمد على عمل الخلايا الليمفاوية البائية، وهي نوع من الخلايا التي تنتج بروتينات تسمى أجسامًا مضادة، وهي خاصة بمولد الضد الذي يغزو الجسم.

وثمة فرق آخر بين المناعة الخلطية والمناعة الخلوية، وهو أن المناعة الخلطية تكون فعالة فقط ضد مسببات الأمراض التي توجد خارج الخلية، على سبيل المثال فيروسات الدم أو البكتيريا التي توجد خارج الخلية أو السموم التي تنتجها هذه البكتيريا، في حين أن المناعة الخلوية تكون فعالة ضد مسببات الأمراض داخل الخلايا، ومثال على ذلك خلية مضيفة مصابة بفيروس. على الرغم من أن المناعة الخلطية والمناعة الخلوية غالبًا ما توصفان كل على حدة، فإنهما تعملان معًا وفي الوقت نفسه في جهازنا المناعي التكيفي لمحاربة العدوى. في هذا الفيديو، سوف نتعرف على المزيد من المعلومات حول المناعة الخلطية على وجه التحديد. لكي يكون لدينا مساحة أكبر لمناقشتها، دعونا نحذف بقية المعلومات الموجودة على الشاشة.

لنبدأ بالتعرف على الخلايا البائية. بشكل عام، الخلايا البائية، التي تسمى أيضًا الخلايا الليمفاوية البائية، هي الخلايا الليمفاوية التي تصل إلى مرحلة النضج في نخاع العظم. ولديها مستقبلات خلايا بائية على سطحها، والتي يمكنها التعرف على مولدات الضد. يمكن أن يؤدي التعرف على مولدات الضد هذه إلى تنشيط الخلية البائية، وبعد ذلك تطلق الخلية البائية المنشطة مستقبلات الخلية البائية في صورة أجسام مضادة تساعد في محاربة العدوى. قبل أن نتحدث عن إنتاج الأجسام المضادة، علينا التحدث عن مستقبلات الخلايا البائية. للخلايا البائية تركيب جيني محدد يسمح لكل منها بتكوين نوع مختلف من مستقبلات الخلايا البائية. والجينات التي تشفر لمستقبلات الخلايا البائية تختلط عن طريق إعادة الاتحاد الجيني بحيث ينتج العديد من الأنواع العشوائية.

يمكن لخلية جذعية واحدة أن تتمايز إلى عدة أنواع مختلفة من الخلايا البائية ذات مستقبلات خلايا بائية مختلفة على سطح غشائها من خلال إعادة الاتحاد الجيني. وبما أن مستقبلات الخلايا البائية المختلفة تنتج عشوائيًّا، فمن المهم التأكد من أنها لن تتفاعل مع خلايا الجسم العادية. وعليه، قبل أن تترك الخلايا البائية النخاع العظمي، تختبر للتأكد من أنها لا تحتوي على مستقبلات مضادة لمولدات الضد الذاتية. وتستبعد الخلية البائية التي تخفق في هذا الاختبار. كل خلية بائية لها نوع واحد من المستقبلات على سطحها. مستقبل الخلية البائية في الأساس جسم مضاد مدمج في غشاء الخلية البائية.

الأجسام المضادة هي بروتينات كروية تطلقها الخلايا البائية المنشطة، وترتبط بالمواد التي نسميها مولدات الضد. مولد الضد هو أي شيء يمكن أن يرتبط بجسم مضاد. ويتسبب معظم مولدات الضد غير الذاتية، وهي تلك التي لا تنشأ في الجسم، في حدوث استجابة مناعية. يمكن أن تكون مولدات الضد جزيئات موجودة على سطح مسببات الأمراض، مثل البكتيريا أو الفيروسات أو مواد أخرى مثل السموم. تذكر أنه عندما تلتصق الأجسام المضادة بسطح خلية بائية ساذجة لم تنشط بعد، فإن هذه الأجسام تسمى مستقبلات خلية بائية.

والآن بعد أن تعرفنا على أهم خلية في الجهاز المناعي الخلطي، دعونا نناقش كيف تساعد الاستجابة الخلطية في محاربة العدوى. عندما يدخل أحد مسببات الأمراض، مثل فيروس، إلى الجسم، تتعرف عليه خلايا الدم البيضاء وتبتلعه، مثل الخلايا المتغصنة والخلايا البلعمية الكبيرة. فهي تبتلع مسبب المرض من خلال عملية تسمى البلعمة، وهي نوع من الالتقام الخلوي الذي يمثل جزءًا من الاستجابة المناعية الفطرية. وتكسر خلايا الدم البيضاء مسبب المرض إلى مولدات ضد، دون أن تصاب نفسها بالعدوى، ثم ترتبط مولدات الضد هذه بجزيء يسمى بروتين التوافق النسيجي ‪(MHC)‬‏، ووظيفته هي عرض مولدات الضد على سطح الخلية.

وينتقل مركب «مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي» بعد ذلك من داخل الخلية إلى سطح غشاء الخلية، حيث يمكن أن يتم عرض مولد الضد على خلايا أخرى في الجهاز المناعي. وتسمى هذه الخلايا القادرة على عرض مولدات الضد على خلايا أخرى في الجهاز المناعي بالخلايا العارضة لمولد الضد، أو «‪APCs‬‏» اختصارًا. ومن ثم، فإن الخلية العارضة لمولد الضد هي نوع من الخلايا المناعية التي تسهل الاستجابة المناعية عن طريق عرض مولدات الضد المعالجة على سطحها لخلايا أخرى في الجهاز المناعي. تنتقل بعد ذلك الخلايا العارضة لمولد الضد إلى العقد الليمفاوية للجهاز المناعي، حيث تتفاعل مع الخلايا الليمفاوية الموجودة هناك، بما في ذلك الخلايا البائية. بدلًا من ذلك، قد يكون مسبب المرض نفسه موجودًا في السائل الليمفاوي، وهو سائل مشتق من بلازما الدم التي يجري ترشيحها عبر العقد الليمفاوية وقد يتلامس مع الخلايا المناعية بهذه الطريقة.

في العقدة الليمفاوية، تقابل الخلية العارضة لمولد الضد خلية بائية ساذجة ذات مستقبلات خلية بائية مكملة لمولد الضد المعروض على سطح هذه الخلية. يرتبط مركب «مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي» بمستقبل الخلية البائية، مما يؤدي إلى تنشيط الخلية البائية. وعندئذ، لا يطلق على الخلية البائية اسم «خلية ساذجة». يمكن أن يكون تنشيط الخلية البائية معتمدًا على الخلية التائية أو مستقلًّا عن الخلية التائية، حسب إذا ما كانت الخلايا التائية جزءًا من هذه العملية أم لا. في التنشيط المستقل عن الخلايا التائية، تنشط الخلايا البائية عادة عن طريق وجود مولد ضد مكمل. تنشط الخلايا البائية بمجرد أن ترتبط بمولد ضد يطابق جسمها المضاد. ثم تتضاعف الخلايا البائية المنشطة بسرعة وتنتج كميات كبيرة من الخلايا البلازمية المتمايزة التي تطلق كمية أكبر من الأجسام المضادة التي تفرز من الخلية إلى سوائل الجسم.

أما التنشيط المعتمد على الخلايا التائية، فيتمثل في الحالة التي تتطلب فيها الخلايا البائية إشارات إضافية توفرها الخلايا التائية لكي تصبح منشطة. في هذه الحالة، عندما يتعرف مستقبل الخلية البائية على مولد ضد متوافق معه، تبتلع الخلية البائية مسبب المرض عن طريق البلعمة، كما تعلمنا سابقًا. وكما هو الحال مع الخلايا الأخرى العارضة لمولد الضد، يتفكك عندئذ مولد الضد، وتربط أجزاؤه بجزيء يسمى بروتين التوافق النسيجي. ويعرض مولد الضد المرتبط ببروتين التوافق النسيجي على سطح الخلية البائية في صورة مركب «مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي».

وثمة خلايا ليمفاوية تائية معينة تسمى الخلايا التائية المساعدة لها مستقبلات تتعرف على مركب «مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي»، وترتبط به. وهي تسمى مستقبلات الخلايا التائية. تختلف الخلايا التائية المساعدة عن الخلايا التائية الأخرى بسبب وجود مستقبل مساعد على سطح الخلية يسمى ‪CD4‬‏. تعمل مستقبلات الخلايا التائية إلى جانب جزيئات ‪CD4‬‏ الموجودة على سطح الخلية على التعرف على مركب «مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي» الموجود على سطح الخلايا البائية العارضة لمولد الضد وترتبط به، مما ينشط الخلايا التائية المساعدة. وتطلق الخلايا التائية المساعدة التي نشطت، بدورها، سيتوكينات تسمى الإنترليوكينات أو ‪Interleukins‬‏. تتكون الكلمة من مقطعين؛ المقطع الأول ‪Inter‬‏- ويعني «بين»، والمقطع الثاني -‪leukin‬‏ يشير إلى «خلايا الدم البيضاء». الإنترليوكينات هي نوع من السيتوكين الذي ينظم الاستجابات المناعية من خلال مساعدة خلايا الدم البيضاء على التواصل بعضها مع بعض.

تحتوي الخلايا البائية على مستقبلات للإنترليوكينات. وعندما ترتبط الإنترليوكينات بهذه المستقبلات، فإنها ترسل إشارة إلى الخلية البائية لتصبح منشطة بالكامل. كما ذكرنا من قبل، يمكن للخلية البائية المنشطة بالكامل أن تنقسم الآن. ويمكن أن تتمايز بعض الخلايا البائية المنشطة لتصبح خلايا بلازمية تفرز كميات كبيرة من الأجسام المضادة. تبدأ الخلية التائية المنشطة في التضاعف أيضًا. ومن ثم، تفرز المزيد من الإنترليوكينات، وهو ما يساعد على تنشيط المزيد من الخلايا البائية، وكذلك الخلايا المناعية الأخرى، مثل الخلايا التائية السامة. وبهذه الطريقة، تلعب الخلايا التائية المساعدة دورًا في كل من المناعة الخلطية والمناعة الخلوية.

هل تتذكر أنك في بداية هذا الفيديو عرفت أن هناك الكثير من الخلايا البائية التي تحتوي على مستقبلات خلايا بائية مختلفة على سطحها؟ من المهم أن نفهم أنه لن يتم تنشيطها كلها في وجود مولد ضد. وبما أن مستقبلات الخلايا البائية لها نفس بنية المستقبلات تمامًا مثل الأجسام المضادة التي ستطلقها بمجرد تنشيطها وتمايزها إلى خلايا بلازمية، فإن الخلايا البائية التي تحتوي على مستقبلات خلايا بائية المكملة لمولد الضد هي فقط التي ستنقسم وتتزايد. وبالمثل، فإن هذه الخلايا البائية فقط هي التي تنشطها السيتوكينات التي تطلقها الخلايا التائية المساعدة. نسمي هذا الانتقاء النسيلي.

وكما نعلم الآن، تتضاعف الخلايا البائية المنشطة بسرعة وتتمايز إلى خلايا مستجيبة تسمى خلايا بلازمية وهو ما ينتج عنه الكثير من الخلايا التي تنتج الأجسام المضادة نفسها التي تنتجها الخلية البائية المنشطة الأصلية. نسمي هذه العملية التوسع النسيلي. ويشتق هذان المصطلحان من حقيقة أن نسخة واحدة من الخلية البائية تنتقى أو تختار. وبعد ذلك يعاد إنتاجها عدة مرات أو يزيد عددها. جميع هذه الخلايا الآتية عبارة عن نسخ مطابقة أو نسائل من الخلية الأولى، وتنتج الجسم المضاد نفسه. ومن المثير للاهتمام أن مسببات الأمراض عادة ما يكون لها العديد من جزيئات السطح تعمل بمثابة مولدات ضد. في هذه الحالة، قد ينشط أكثر من نوع واحد من الخلايا البائية، وقد تخضع لتوسع نسيلي حتى يتولد أكثر من نوع من الأجسام المضادة لمواجهة مسبب المرض نفسه.

والآن، لنتحدث عن الأجسام المضادة وكيف تسمح للجهاز المناعي بمحاربة العدوى. الأجسام المضادة هي بروتينات تشبه إلى حد كبير مستقبلات الخلايا البائية الموجودة على سطح الخلايا الليمفاوية البائية، وبمجرد تنشيط الخلية البائية وتمايزها إلى خلية بلازمية، تنتج بكميات كبيرة وتطلق في الدم وفي الليمف. كما ذكرنا من قبل، تنتج الخلية البلازمية وتحرر نفس الأجسام المضادة التي كانت موجودة على سطحها الخلوي على هيئة مستقبل خلية بائية. ترتبط الأجسام المضادة القابلة للذوبان بمولدات الضد التي توجد خارج الخلية أينما وجدت. قد يكون هذا على سطح مسبب المرض أو معروضًا بواسطة جزيئات بروتين التوافق النسيجي على سطح الخلايا المضيفة المصابة.

لا يمكن للأجسام المضادة أن تدخل الخلايا لأنها بروتينات كبيرة نسبيًّا. ومن ثم، فإن الأجسام المضادة تكون فعالة فقط ضد مولدات الضد التي توجد خارج الخلية. الأجسام المضادة متخصصة للغاية. يرتبط كل جسم مضاد بنوع واحد فقط من مولدات الضد. ومع ذلك، فإن الأجسام المضادة مهيأة بشكل جيد للغاية للمساعدة في تدمير وإزالة أي شيء يحمل مولدات الضد التي ترتبط بها. ولهذا السبب فإن الأجسام المضادة التي تستهدف مولدات الضد الذاتية تكون خطيرة للغاية. ولهذا السبب أيضًا يجب فحص الخلايا البائية غير الناضجة واختيارها بعناية في نخاع العظم للتأكد من إزالة أي خلايا بائية ذات مستقبلات تتعرف على مولدات الضد الذاتية قبل أن تتمكن من الانتقال إلى العقد الليمفاوية.

يمكن أن تتسبب الأجسام المضادة في تجمع مسببات الأمراض في الدم معًا من خلال عملية تسمى التلازن. وهذا يسهل تحديد مكانها وتدميرها. تتسبب الأجسام المضادة المرتبطة بسطح مسبب المرض في ابتلاع الخلايا البلعمية الكبيرة لمسبب المرض. إذا كانت مسببات الأمراض أو المواد التي قد تنتجها مسببات الأمراض هذه، مثل بعض السموم، قابلة للذوبان، فقد تجعلها الأجسام المضادة غير قابلة للذوبان. عندما توجد الأجسام المضادة ومولدات الضد كل على حدة، فإن كلًّا منهما يكون قابلًا للذوبان، ومن ثم يكونان في صورة محلول. ولكن عندما يرتبط العديد من الأجسام المضادة بالعديد من مولدات الضد، فإنها تكون راسبًا غير قابل للذوبان. هذه العملية تسمى الترسيب. هذا يسهل على الخلايا البلعمية الكبيرة تحديد مسبب المرض وابتلاعه.

للمساعدة في محاربة مسببات الأمراض والخلايا الغريبة والخلايا المصابة بفيروس، يمكن للأجسام المضادة تنشيط نظام المتممات. وهذا يتسبب في تكوين مركب كيميائي يكسر الغشاء الخلوي ويقتل الخلية المستهدفة. ثم تتم إزالة الأجزاء المتبقية من الخلية المستهدفة بواسطة الخلايا البلعمية. يمكن للأجسام المضادة المرتبطة بالخلية المصابة بالفيروس أن تنشط الخلايا المستجيبة، مثل الخلايا القاتلة الطبيعية للجهاز المناعي الفطري. ثم تدمر الخلايا القاتلة الطبيعية الخلية المصابة عن طريق إطلاق جزيئات سامة.

وأخيرًا، يمكن للأجسام المضادة تحييد أي مسبب للمرض، مثل الفيروس، من خلال تغليف سطحه. ولأن الفيروسات تستخدم بروتينات موجودة على سطحها لدخول الخلايا المضيفة، فإن هذا يمنعها من الدخول والتسبب في حدوث عدوى. يمكن للتحييد أيضًا أن يمنع الفيروسات من إطلاق مادتها الوراثية إذا تمكنت من اختراق غشاء الخلية المضيفة.

ذكرنا في بداية الفيديو أن الجهاز المناعي التكيفي له ذاكرة مناعية، وهو ما يسمح له بتكوين استجابة أسرع ضد أحد مسببات الأمراض التي واجهها من قبل. إذن، بمجرد أن يكافح الجهاز المناعي عدوى أولية، كيف نحتفظ بهذه المناعة لمكافحة نفس مسبب المرض إذا أصاب أجسامنا مرة أخرى؟ لقد تعلمنا بالفعل أن الخلايا البائية المنشطة تتمايز إلى خلايا بلازمية يمكنها إنتاج وإفراز كميات كبيرة من الأجسام المضادة اللازمة لمحاربة العدوى. لكن الخلايا البائية المنشطة يمكنها أيضًا أن تتمايز إلى ما نسميه خلايا الذاكرة البائية. لا تفرز خلايا الذاكرة البائية أجسامًا مضادة. بل لديها مستقبلات خلايا بائية على سطحها الخلوي، تمامًا مثل الخلايا البائية الساذجة.

خلايا الذاكرة البائية خلايا خاملة تعيش في الجهاز المناعي. وهذه الخلايا متخصصة في أن يكون لها عمر طويل للغاية. وهي تتكيف بحيث تسمح للجهاز المناعي بالاستجابة بسرعة أكبر للعدوى الثانية من قبل مسبب المرض نفسه. وجود خلايا الذاكرة يعني أنه عند تعرض الجسم لمسبب المرض مرة ثانية، يمكن أن يتفاعل جهاز المناعة بسرعة أكبر. وقد لا نلاحظ وجود المرض من الأساس أو قد لا يصيبنا الإعياء.

والآن، لنختتم الفيديو باستعراض النقاط الأساسية التي تعلمناها. يمكن تقسيم الجهاز المناعي إلى مناعة متخصصة أو مكتسبة أو تكيفية، ومناعة فطرية أو غير متخصصة. يتضمن الجهاز المناعي المتخصص المناعة الخلطية والمناعة الخلوية. المناعة الخلطية تعتمد بشكل أساسي على عمل الخلايا الليمفاوية البائية. تحتوي الخلايا البائية على مستقبلات الخلايا البائية الشبيهة بالأجسام المضادة التي يمكنها الارتباط بمولد ضد مسبب للمرض الذي يصيب الجسم بالعدوى. هذا ينشط الخلية البائية. تتمايز الخلايا البائية المنشطة لتصبح خلايا بلازمية وخلايا ذاكرة. مناعة الأجسام المضادة فعالة ضد مسببات الأمراض التي توجد خارج الخلية.