Antikörperklassen verstehen: Wie sie funktionieren & ihre Rollen

Häufig als „adaptiver Immunantwort“ bezeichnet, ist der Schutz, den Antikörper gegen fremde Mikroben bieten, wichtiger als jeder andere Zweig des menschlichen Immunsystems. Antikörper sind die einzigen Moleküle, die in der Lage sind, sich an Mikroben zu binden – und sie letztlich zu eliminieren – die komplexe Kapseln produzieren, die sie normalerweise vor anderen Zellen Ihres Immunsystems schützen. Die verschiedenen Antikörperklassen sind in der Lage, die Komponenten (Antigene) dieser Kapseln zu erkennen und zu unterscheiden, die Lipide, Proteine und Zuckermoleküle umfassen. Antikörper unterscheiden sich in Struktur und Funktion und sind in mehrere Klassen eingeteilt, die im Laufe einer Infektion gewöhnlich einen Prozess namens „Klassenwechsel“ durchlaufen.

Naive B-Lymphozyten

Antikörper werden von spezialisierten Immunzellen namens B-Lymphozyten produziert. Diese Zellen nehmen zunächst ihren Wohnsitz in Inseln von lymfoidem Gewebe im gesamten Körper ein, wo sie als „naive B-Lymphozyten“ bezeichnet werden. Naive B-Lymphozyten drücken ausschließlich zwei Klassen von Antikörpern aus: IgM und IgD, kurz für Immunglobulinklasse M und D, jeweils. Diese membrangebundenen Antikörper fungieren als Antigenrezeptoren für die naiven B-Lymphozyten.

B-Lymphozyten-Aktivierung

Vor der Aktivierung bleiben naive B-Lymphozyten in der Milz, den Lymphknoten und anderen lymphatischen Geweben inaktiv. Diese strategische Positionierung ermöglicht es ihnen, sich im lymphatischen Abfluss zu baden, der ständig aus der Peripherie in das lymfoide Gewebe filtert. Das Immunsystem ist auf diese Weise organisiert, um die Konzentration freischwebender Antigene im Kontakt mit stationären B-Lymphozyten zu erhöhen und so ihre Wahrscheinlichkeit der Antigen-Erkennung und anschließenden Aktivierung zu erhöhen. Das erste Signal, das für die Lymphozytenaktivierung erforderlich ist, tritt auf, wenn Antigene mit den IgM- und IgD-Rezeptoren auf naiven B-Lymphozyten in Kontakt kommen.

Antikörperstruktur

Trotz signifikanter Variationen in den von verschiedenen Klassen von Immunglobulinen erkannten Antigenen teilen alle Antikörper zwei grundlegende Merkmale: eine konstante Region und eine variable Region. Die konstante Region, die bei allen Antikörpern ähnlich ist, besteht aus einem Molekül, das als „schwere Kette“ bekannt ist und die Form eines Y annimmt. Der Typ der schweren Kette bestimmt die Antikörperklasse des Immunglobulins. Die variable Region, die auf der schweren Kette liegt, ist V-förmig und als „leichte Kette“ bekannt. Die Sequenz der variablen Region bestimmt, an welche Antigene der Antikörper bindet.

Funktion

Verschiedene Antikörperklassen erfüllen spezifische Immunfunktionen, und ihre Produktion variiert entsprechend. Zum Beispiel ist IgG, der häufigste Antikörper im Kreislauf, besonders geschickt darin, extrazelluläre Viren anzugreifen und Krankheitserreger zur Eliminierung durch Phagozyten zu markieren: Immunzellen, die in der Lage sind, fremde Mikroben zu verschlucken und zu zerstören. IgM-Antikörper konzentrieren Antigene in erster Linie zur Eliminierung. IgA-Antikörper sind in Körpersekreten vorhanden, einschließlich Speichel, Tränen, Schweiß und Milch; sie sind entscheidend für die Kontrolle von Überwachstum und Kolonisation des Magen-Darm-Trakts durch Mikroorganismen. IgE und IgD sind die letzten beiden Antikörperklassen, verantwortlich für die Initiierung allergischer Reaktionen und die Aktivierung naiver B-Lymphozyten, jeweils.

Klassenwechsel

Der Prozess des Klassenwechsels ermöglicht es B-Lymphozyten, die Klasse von Antikörpern zu produzieren, die den eindringenden Erreger am effizientesten zerstören. Zum Beispiel sind IgG-Antikörper am besten geeignet, um eindringende Bakterien zur Zerstörung durch Phagozyten zu markieren. Dieser Prozess, den Erreger mit IgG-Antikörpern zu beschichten, um seine Zerstörungsrate zu erleichtern, bekannt als Opsonisation, erhöht die Fähigkeit des Immunsystems erheblich, ein Mikrobe zu kontrollieren und zu eliminieren. Der Klassenwechsel erfolgt durch Änderung des schweren Kettenmoleküls des Antikörpers, ein Prozess, der von einem wichtigen Zelltyp des angeborenen Immunsystems gesteuert wird: Helfer-T-Zellen. Die Schnittstelle zwischen dem angeborenen und dem adaptiven Immunsystem liegt im Klassenwechsel; Helfer-T-Zellen setzen Chemikalien frei, die die Spezifität und Effizienz der Opsonisation und Zerstörung durch Antikörper erhöhen. Wenn sich die aktivierten B-Lymphozyten als Reaktion auf Antigenstimulation vermehren, ermöglicht der Prozess des Klassenwechsels der Nachkommenschaft, die Klasse von Antikörpern zu produzieren, die am besten geeignet ist, um durch das Antigen eliminiert zu werden.