جهاز المناعة المتكيف

صورة بالميكروسكوب الإلكتروني الماسح لخلية ليمفاوية بشرية واحدة

الجهاز المناعي التكيفي Adaptive immune system، ويُسمَّى أيضًا باسم الجهاز المناعي المكتسب acquired immune system، ونادرًا باسم الجهاز المناعي المتخصص specific immune system، هوجهاز فرعيّ من الجهاز المناعي الكلي يضم خلايا مجموعية على درجة عالية من المجال وعمليات تهدف إلى القضاء على العوامل المسقمة أوالحيلولة دون اختراقها خلايا الجسم. وانطلاقًا من اعتقاد أنه قد نشأ في أول الفقاريات ذوات الفك، يتم تنشيط الجهاز المناعي التكيفي أو"المتخصص" بواسطة الجهاز المناعي الفطري "غير المتخصص" الأقدم من حيث النشأة (والذي يعد آلية دفاع المضيف الأساسية ضد العوامل المسقمة في معظم الكائنات الحية الأخرى). ويزود هذا الجهاز الذاكرة المناعيّة بعد الاستجابة الأولى لعوامل مسقمة معينة لتوليد مناعة ولشن هجمات دفاعية أقوى في جميع مرة تتم فيها لقاءة هذه العوامل المسقمة على وجه التحديد. عمل الجهاز المناعي التكيفي هوأساس . مثل الجهاز المناعي الفطري: يحتوي الجهاز المناعي التكيفي مكونات المناعة الخِلطيَّة ومكونات المناعة الخلويّة. ويشار إلى هذا النوع من المناعة باسم المناعة التكيفية نظرًا لأن الجهاز المناعي في الجسم يعد نفسه للقاءة أي عوامل مسقمة أوكائنات غريبة في المستقبل.

على عكس الجهاز المناعي الفطري، الجهاز المناعي التكيفي مختص بدرجة عالية لعامل مسقم محدد. يستطيع تزويد الحماية لفترة طويلة، على سبيل المثال، شُفِيَ إنسان ما من الحصبة بعدها سيكون محميًّا ضد الحصبة مدى حياته. في حالات أخرى، لا يمكنه توفير الحماية مدى الحياة، على سبيل المثال، الحُماق (جدري الماء). تدمر استجابة الجهاز المناعي التكيفي المُمْرِضات الغازِيَة وجزيئاتها السامة. في بعض الأحيان، لا يستطيع هذا الجهاز التمييز بين الجزيئات الغريبة المؤذية وغير المؤذية؛ لذا قد يسبب حمى الكلأ أوالربوأوأي أنواع أخرى من الحساسية. مولدات الضد هي مواد تستدعي استجابة الجهاز المناعي التكيفي. تمثل الخلايا الليمفاويّة -وهي أحد أنواع خلايا الدم البيضاء- استجابة الجهاز المناعي التكيفي. التصنيفان الرئيسيّان: استجابة الأجسام المضادة واستجابة المناعة الخلوية عن طريق الخلايا البائية والتائية، على الترتيب. استجابة الأجسام المضادة: تنشيط الخلايا البائية لإفراز الأجسام المضادة، وهي بروتينات تُعرَف أيضًا باسم الگلوبولين المناعي. تتجول الأجسام المضادة خلال الدم المتدفق، وترتبط بمولدات الضد الغريبة لتثبيطها وعدم السماح لها بالارتباط بخلايا جسمنا.

هذا الجهاز مكتسب؛ أي أنّ المستقبلات الخاصة بالمُسقم اُكتسِبت خلال حياة الكائن، بينما المستقبلات الخاصة بالمُسقم في الجهاز المناعي الفطري شُفِّرت مسبقًا في الخط الجنسي. الاستجابة المكتسبة تُسمَّى تكيفيّة؛ لأنها تحضر الجهاز المناعي في جسمنا للتحديات المستقبلية، ومع ذلك يمكنها حتى تتكيف بطريقة خاطئة فتسبب المناعة الذاتية.^[]|group= n

ويتميز هذا الجهاز بأنه قابل للتكيف بدرجة عالية بسبب فرط الطفرة الجسدية (حدوث مجموعة من الطفرات الجسدية المتلاحقة بشكل سريع) وعملية إعادة تشكيل V(D)J (عملية إعادة اتحاد جيني غير رجعيّة لأجزاء من جينات مستقبلات الأجسام المضادة). وتتيح هذه الآلية لعدد قليل من الجينات إنتاج عدد هائل من مستقبلات مولدات الضد المتنوعة، والتي يتم حينئذٍ التعبير عنها بشكل مميز على جميع خلية ليمفاوية منفردة. ونظرًا لأن عملية إعادة الاتحاد الجيني تحدث تغييرًا غير رجعيّ في الحمض النووي DNA الخاص بكل خلية، فإن جميع ذرية (نسل) من تلك الخلية سترث الشفرة الجينيية الخاصة بنفس نوعية المستقبل، بما في ذلك خلايا الذاكرة البائية (Memory B cells) وخلايا الذاكرة التائية (Memory T cells) التي تعد المفاتيح الأساسية اللازمة للتمتع بمناعة متخصصة (نوعية) طويلة الأجل. وفي هذا الصدد، هناك نظرية تعهد باسم نظرية الشبكة المناعية، وهي نظرية توضح آلية عمل الجهاز المناعي التكيفي، والمعتمدة على تفاعلات بين المناطق المتغيرة لمستقبلات الخلايا التائية والخلايا البائية ومستقبلات الجزيئات التي تكونها الخلايا التائية والخلايا البائية التي لها مناطق متغيرة.

توضح نظرية الشبكة المناعية عمل الجهاز المناعي التكيفي، بُنيت هذه النظرية على أساس مفهوم الانتقاء النسيليّ، وتُطبَّق في البحث عن لقاح فيروس نقص المناعة البشري.

وظائف الجهاز المناعي التكيفي

يتم تنشيط المناعة التكيفية عند الفقاريات عندما يخترق أحد العوامل المسقمة الجهاز المناعي الفطري ويولد مستوًى عتبيًا للمستضدات.

وتضم الوظائف الرئيسية للجهاز المناعي التكيفي ما يلي:

التعهد على المستضدات النوعية "غير الذاتية" في وجود المستضدات "الذاتية"، أثناء عملية عرض المستضد
توليد مجموعة استجابات يتم تطويعها بشكل خاص للقضاء بالكامل على عوامل مسقمة معينة أوعلى خلايا مصابة بعوامل مسقمة
توليد ذاكرة مناعية، والتي يتم من خلالها "تذكر" جميع عامل مسقم بواسطة جسم مضاد للتوقيع الجيني ويمكن توجيه أوامر لخلايا الذاكرة المشار إليها لطرد عامل مسقم من الجسم بشكل سريع في حالة حدوث إصابات بعدوى لاحقًا.

الخلايا الفعالة (Effector cells)

تعد خلايا الجهاز المناعي التكيفي أحد أنواع الكريات البيضاء، المعروفة باسم الخلية الليمفاوية. وتعتبر الخلايا البائية والخلايا التائية نوعي الخلايا الليمفاوية الرئيسيين. ويتألف جسم الإنسان من نحو2 تريليون خلية ليمفاوية، تشكل نسبة تتراوح ما بين %20 إلى %40 من خلايا الدم البيضاء (المعروفة بالاختصار WBCs)؛ غير حتى حجمها الإجمالي يشكل نفس حجم المخ أوالكبد تقريبًا. ويحتوي الدم المحيطي على نسبة %20 إلى %50 من الخلايا الليمفاوية الدوارة؛ أما النسبة المتبقية، فتنتقل من مكان لآخر داخل الجهاز الليمفاوي.

وتنشأ الخلايا البائية والخلايا التائية من نفس الخلايا الجذعية متعددة القدرات المكونة للدم، والتي تظل غير مميزة في خصائصها عن بعضها البعض، إلى حتى يتم تنشيطها. تلعب الخلايا البائية دورًا كبيرًا في الاستجابة المناعية الخلطية، في حين تؤثر الخلايا التائية بشكل أساسي في الاستجابات المناعية الخلوية. وعلى الرغم من ذلك، فإنه في جميع الفقاريات الأخرى تقريبًا، يتم إنتاج الخلايا البائية (والخلايا التائية) بواسطة الخلايا الجذعية في النخاع العظمي. وتنتقل الخلايا التائية إلى الغدة التيموسية (Thymus)، التي اشتق اسمها منها نسبةً إلى الحرف T الذي تبدأ به، وتنموفيها. وعند البشر، تعيد نسبة %1 إلى %2 من الخلايا الليمفاوية الدوران جميع ساعة لزيادة فرص عثور الخلايا الليمفاوية نوعية المستضدات على هذه المستضدات النوعية داخل الأنسجة الليمفاوية الثانوية.

في الحيوان البالغ، تضم الأعضاء الليمفاوية المحيطية الثانوية مزيجًا من الخلايا البائية والخلايا التائية فيما لا يقل عن ثلاث مراحل تمايز:

الخلايا الساذجة التي قد نضجت وخرجت من النخاع العظمي أوالغدة التيموسية ودخلت إلى الجهاز الليمفاوي، والتي لا تزال في الوقت نفسه بحاجة إلى لقاءة مستضدها المناظر (النوعي)،
الخلايا الفعالة التي قد تم تنشيطها بواسطة مستضدها المناظر، والتي تلعب دورًا مؤثرًا في القضاء على عامل مسقم، و
خلايا الذاكرة - الخلايا التي بقت حيةً إلى أجل طويل بعد الإصابة بعدة أشكال من العدوى فيما مضى

عرض المستضد

تعتمد المناعة التكيفية على قدرة الخلايا المناعية على التمييز بين خلايا الجسم وبين أي أجسام أوكائنات غريبة غير مرغوب فيها تغزوالجهاز المناعي. وتعرض خلايا المضيف على سطحها مستضدات "ذاتية". وهذه المستضدات تختلف عن تلك الموجودة على سطح البكتيريا (المستضدات "غير الذاتية") أوعلى سطح الخلايا المضيفة المصابة بعدوى فيروسية (المستضدات "عديمة الذات"). وتتم استثارة الاستجابة التكيفية عن طريق التعهد على المستضدات غير الذاتية والمستضدات عديمة الذات.

وباستثناء الخلايا غير المنواة (بما فيها خلايا الدم الحمراء)، فإن جميع الخلايا لديها القدرة على عرض المستضد وتنشيط الاستجابة التكيفية. وبعض الخلايا مجهز بشكل خاص لعرض المستضد وبرمجة الخلايا التائية الساذجة. وتجدر الإشارة هنا إلى حتى الخلايا المتغصنة (Dendritic cells) والخلايا البائية (وبدرجة أقل الخلايا الملتهمة أوMacrophages) مزودة بمستقبلات خاصة محفزة للمناعة والتي تسمح بتنشيط الخلايا التائية بدرجة أكبر، وتعهد باصطلاح الخلايا العارضة للمستضد المتخصصة (APC).

ويمكن تنشيط عدة مجموعات فرعية من الخلايا التائية بواسطة خلايا عارضة للمستضد متخصصة، وكل نوع من الخلايا التائية مزود بشكل خاص من أجل التعامل مع جميع عنصر سام أوعامل مسقم بكتيري أوفيروسي على حدة. ويعتمد نوع الخلية التائية التي تم تنشيطها ونوع الاستجابة المولدة، جزئيًا، على المحيط الذي حدثت فيه أول لقاءة بين الخلايا العارضة للمستضد المتخصصة والمستضد.

المستضدات خارجية المنشأ

تحفز عملية عرض المستضدات الخلايا التائية على حتى تصبح إما خلايا +CD8 "سامة للخلايا" اوخلايا +CD4 "مساعدة"

تبتلع الخلايا التغصنية العوامل المسقمة خارجية المنشأ، مثل البكتيريا أوالطفيليات أوالسموم في الأنسجة، ثم تقوم بنقلها، عبر إشارات جذب كيميائي، إلى العقد الليمفاوية الغنية بالخلايا التائية. وفي أثناء عملية هجرة الخلايا، تمر الخلايا المتغصنة بعملية نضج تفقد فيها معظم قدرتها على ابتلاع العوامل المسقمة الأخرى وتكتسب قدرةً على الاتصال بالخلايا التائية. تستخدم الخلايا المتغصنة الإنزيمات لتقطيع العامل المسقم إلى أجزاء أصغر، تسمى مستضدات. وفي العقدة الليمفاوية، ستعرض الخلية المتغصنة هذه المستضدات "غير الذاتية" على سطحها عن طريق ربطها بمستقبل "ذاتي" يسمى معقد التوافق النسيجي الكبير، أوMHC (المعروف عند البشر أيضًا باسم مستضد الكريات البيضاء البشري أوHLA اختصارًا). ويتم التعهد على مععقد التوافق النسيجي الكبير (MHC) هذا بواسطة الخلايا التائية المارة عبر العقدة الليمفاوية. وعادةً ما يتم عرض المستضدات خارجية المنشأ على جزيئات النوع الثاني من معقد التوافق النسيجي الكبير التي تقوم بتنشيط الخلايا التائية +CD4 المساعدة.

المستضدات داخلية المنشأ

يتم إنتاج المستضادات داخلية المنشأ بواسطة الفيروسات التي تتكاثر داخل خلية مضيفة. وتستخدم الخلية المضيفة إنزيمات لهضم البروتينات المرتبطة بعدوى فيروسية وعرض هذه الأجزاء على سطحها للخلايا التائية عن طريق ربطها بمعقد التوافق النسيجي الكبير. ويتم عرض المستضدات داخلية المنشأ في المعتاد على جزيئات النوع الأول من معقد التوافق النسيجي الكبير وتقوم بتنشيط الخلايا التائية +CD8 السامة للخلايا. وباستثناء الخلايا غير المنواة (بما في ذلك كريات الدم الحمراء)، يتم التعبير عن النوع الأول من معقد التوافق النسيجي الكبير بواسطة جميع الخلايا المضيفة.

الخلايا الليمفاوية التائية

الخلايا الليمفاوية التائية +CD8 وسمية الخلايا

تعتبر الخلايا التائية السامة للخلايا أوCytotoxic T cells (المعروفة اختصارًا أيضًا باسم TC أوالخلايا التائية القاتلة أوالخلايا الليمفاوية السامة للخلايا - CTL) مجموعة فرعية من الخلايا التائية التي تسبب موت الخلايا المصابة بالفيروسات (وغيرها من العوامل المسقمة الأخرى)، أوتكون تالفة أوعاطبة.

ويتم تنشيط الخلايا التائية الساذجة السامة للخلايا عندما يتفاعل مستقبل الخلايا التائية (TCR) بقوة مع جزيء النوع الأول من معقد التوافق النسيجي الكبير المرتبط بببتيد. ويعتمد هذا على نوع معقد التوافق النسيجي الكبير وتوجيه معقد التوافق النسيجي الكبير/المستضد، وهوما يجعل الخلية الليمفاوية التائية السامة للخلايا والخلية المصابة تبقيان مرتبطتين ببعضهما البعض. وبمجرد تنشيطها، تمر الخلية الليمفاوية التائية السامة للخلايا بعملية تعهد باسم التوسع النسيلي، والتي تكتسب فيها إمكانات وظيفية وتنقسم بسرعة لإنتاج جيش من الخلايا الفعالة "المسلحة" ضد التهديدات. بعدها، ستنتقل الخلايا الليمفاوية التائية السامة للخلايا التي تم تنشيطها عبر أجزاء الجسم بحثا عن الخلايا التي تحمل ذلك المزيج الفريد من النوع الأول من معقد التوافق النسيجي الكبير والببتيد.

وعند تعرضها لهذه الخلايا الجسدية المصابة أوالعاطبة، تفرز الخلايا الليمفاوية التائية الفعالة السامة للخلايا البرفورين والجرانوليسين: وهما نوعان من البروتينات السامة للخلايا، واللذانقد يكونان مسامًا في الغشاء البلازمي للخلية المستهدفة، على نحويمكن الأيونات والماء من التدفق إلى الخلية المصابة والتسبب في انفجار أوانحلال الخلية. تفرز الخلية الليمفاوية التائية السامة للخلايا الجرانزايم، وهوأحد أنواع بروتيز السيرين الذي ينفذ إلى الخلايا عبر المسام لتنشيط الاستماتة (الموت الذاتي للخلايا). وللحد من التلف الكامل للأنسجة أثناء فترة الإصابة بعدوى، تخضع عملية تنشيط الخلايا الليمفاوية التائية السامة للخلايا لمراقبة صارمة ويتطلب ذلك بشكل عام إشارة تنشيط قوية جدًا من معقد التوافق النسيجي الكبير/المستضد أوإشارات تنشيط إضافية من قبل الخلايا التائية "المساعدة" (انظر أدناه).

وعند تلاشي العدوى، تموت غالبية الخلايا الفعالة وتتم إزالتها بواسطة الخلايا الملتهمة، غير أنه يتم الاحتفاظ بعدد محدود من هذه الخلايا لتعمل كخلايا ذاكرة. ومع حدوث لقاءة لاحقة مع المستضد نفسه، تتمايز خلايا الذاكرة هذه بسرعة إلى خلايا فعالة، على نحويقلل بدرجة هائلة من الفترة الزمنية اللازمة لتوجيه استجابة مناعية فعالة.

الخلايا التائية المساعدة

مسار تنشيط الخلية الليمفاوية التائية تسهم الخلايا التائية في الاستجابات المناعية بطريقتين رئيسيتين: يوجه بعضها الاستجابات المناعية وينظمها؛ أما بعضها الآخر، فيهاجم بشكل مباشر الخلايا المصابة بالعدوى أوالخلايا السرطانية.

تمثل الخلايا الليمفاوية +CD4 أوالخلايا التائية المساعدة وسائط استجابة مناعية وتلعب دورًا مهمًا في تشكيل إمكانات الاستجابة المناعية التكيفية وزيادتها إلى أقصى درجة ممكنة. غير أنه ليس لهذه الخلايا أي نشاط متعلق بتسميم الخلايا أوالتهامها، فضلاً عن أنها لا يمكن حتى تقتل الخلايا المصابة بعدوى أوتزيل العوامل المسقمة، لكنها في الأساس "تدير" الاستجابة المناعية، عن طريق توجيه الخلايا الأخرى لأداء مثل هذه المهام.

تعرض الخلايا التائية المساعدة على سطحها مستقبلات خلايا تائية (TCR) تتعهد على المستضد المرتبط بجزيئات النوع الثاني من معقد التوافق النسيجي الكبير. ونتيجة تنشيط خلية تائية مساعدة ساذجة، فإنها تقوم بإفراز مواد السيتوكين (مركبات بروتينية صغيرة) التي تحفز نشاط الكثير من أنواع الخلايا، بما فيها الخلايا العارضة للمستضد التي نشطتها. وتتطلب الخلايا التائية المساعدة منبه تنشيط أخف في تأثيره بكثير من الخلايا التائية السامة للخلايا. ويمكن حتى تطلق الخلايا التائية المساعدة مزيدًا من الإشارات التي "تساعد" في تنشيط الخلايا السامة للخلايا.

الاستجابة Th1 والاستجابة Th2: استجابات الخلايا التائية المساعدة

هناك نوعان من استجابات الخلايا التائية المساعدة +CD4 الفعالة يمكن حتى تحدثهما خلية عارضة للمستضد متخصصة، يشار إليهما بالرمزين Th1 وTh2، والمصممان من أجل إزالة أنواع مختلفة من العوامل المسقمة. ولم يتم التوصل إلى فهم تام بشأن العوامل التي تحدد ما إذا كانت عدوى ما ستستثير نوع الاستجابة Th1 أم Th2، غير حتى الاستجابة المولدة تلعب دورًا أساسيًا في إزالة عوامل مسقمة مختلفة.

ويميز الاستجابة Th1 إفراز هرمون إنترفيرون جاما، الذي يحفز النشاط البكتيري للخلايا الملتهمة ويستحث الخلايا البائية على إنتاج أجسام مضادة طاهية (مغلفة)، ويؤدي إلى تكون "مناعة خلوية". أما الاستجابة Th2، فيميزها إفراز هرمون إنترليوكين 4، الذي ينتج عنه تنشيط الخلايا البائية لإنتاج أجسام مضادة مبطلة لتأثير العوامل المسقمة وأشكال العدوى (قاتلة)، مما يؤدي إلى تكون "مناعة خلطية". وفي العموم، تمتاز استجابات Th1 بأنها أكثر فاعليةً بدرجة أكبر ضد العوامل المسقمة داخل الخلوية (الفيروسات والبكتيريا الموجودة داخل الخلايا المضيفة)، في حين حتى استجابات Th2 تعد أكثر فاعليةً ضد البكتيريا والفطريات والسموم خارج الخلوية. وعلى غرار الخلايا التائية السامة للخلايا، فإن غالبية الخلايا المساعدة +CD4 تموت عند تلاشي العدوى، مع بقاء عدد محدود منها في صورة خلايا ذاكرة +CD4.

ويتمتع فيروس نقص المناعة البشرية (HIV) بالقدرة على تدمير الجهاز المناعي من خلال مهاجمة الخلايا التائية +CD4، وتحديدًا الخلايا التي يمكن حتى تدفع عملية تدمير الفيروس، وأيضًا الخلايا التي تحفز تكوين المناعة ضد جميع العوامل المسقمة الأخرى التي تتم لقاءتها أثناء فترة حياة المتعضيات.

وهناك نوع ثالث من الخلايا الليمفاوية التائية، وهوالخلايا التائية المنظمة (المعروفة أيضًا بالاختصار Treg)، وهي خلايا تقيد وتثبط الجهاز المناعي، وقد تضبط الاستجابات المناعية الشاذة تجاه المستضدات الذاتية؛ وهي آلية مهمة في مكافحة الإصابة بأمراض المناعة الذاتية.

ولا تعمل الخلايا التائية مطلقًا عمل الخلايا العارضة لمستضد.

الخلايا التائية γδ

تمتلك الخلايا التائية γδ (خلايا جاما دلتا التائية) مستقبل خلايا تائية (TCR) بديلاً على عكس الخلايا التائية +CD4 و+CD8 وαβ وتجمع بين خصائص الخلايا التائية المساعدة والخلايا التائية السامة للخلايا والخلايا القاتلة الطبيعية. وعلى غرار مجموعات الخلايا التائية الفرعية "غير التقليدية" الأخرى التي تحمل مستقبلات خلايا تائية بديلة ثابتة، مثل الخلايا التائية القاتلة الطبيعية المقيدة بجزيء CD1d، فإن الخلايا التائية γδ تظهر بخصائص تجعلها واقعةً على الحد الفاصل بين المناعة الطبيعية والمناعة التكيفية. فمن ناحية، من الممكن ينظر إلى الخلايا التائية γδ على أنها أحد مكونات المناعة التكيفية من حيث إنها تعيد ترتيب جينات مستقبل الخلايا التائية عبر عملية إعادة تشكيل V(D)J، التي تولد بدورها ما يعهد باسم التنوع الوصلي، كما تنتج نمطًا ظاهريًا من الذاكرة. وعلى الرغم من ذلك، فإنه على الجانب الآخر من الممكن تعد مجموعات الخلايا التائية الفرعية المتنوعة جزءًا من الجهاز المناعي الطبيعي، والذي قد يتم فيه استخدام مستقبل خلية تائية مقيد و/أومستقبلات الخلايا القاتلة الطبيعية في صورة مستقبلات لتمييز أنماط الجزيئات المرتبطة بعوامل مسقمة. على سبيل المثال، وفقًا لهذا النموذج، توجه أعداد كبيرة من الخلايا التائية Vγ9/Vδ2 استجابة في خلال ساعات ضد جزيئات شائعة تنتجها الميكروبات، كما ستستجيب خلايا تائية Vδ1 داخل ظهارية مقيدة بدرجة عالية للخلايا الظهارية المشدودة.

الخلايا الليمفاوية البائية وإنتاج الأجسام المضادة

مسار تنشيط الخلية الليمفاوية البائية تتمثل وظيفة الخلايا البائية في حماية الخلية المضيف عن طريق إنتاج أجسام مضادة تتعهد على الأجسام الغريبة مثل البكتريا والفيروسات وتقضي على تأثيرها.

تعتبر الخلايا البائية هي الخلايا الرئيسية التي تدخل في عملية إنتاج الأجسام المضادة التي تنتشر في بلازما الدم والغدة الليمفاوية، المعروفة باسم مناعة خلطية . وتتمثل الأجسام المضادة (أوالجلوبيولين المناعي من النوع 1g) في بروتينات على شكل حرف Y يستخدمها الجهاز المناعي في التعهد على الأجسام الغريبة وإبطال تأثيرها. في الثدييات، توجد خمسة أنواع من الأجسام المضادة: IgA وIgD وIgE وIgG وIgM، التي تختلف في خصائصها البيولوجية، والتي قد نشأ جميع منها بغرض التعامل مع أنواع مختلفة من المستضدات. وعند تنشيطها، تنتج الخلايا البائية أجسامًا مضادةً، يتعهد جميع منها على مستضد واحد ويبطل تأثير عوامل مسقمة معينة.

وعلى غرار مستقبل الخلية التائية، فإن الخلايا البائية تعرض مستقبل خلية بائية (BCR) مميزًا، وهوفي هذه الحالة، جزيء جسم مضاد شلت حركته. ويتعهد مستقبل الخلية البائية على مستضد واحد معين فقط ويرتبط به. ويتمثل أحد أوجه الاختلاف المهمة بين الخلايا البائية والخلايا التائية في الكيفية التي "يتعهد" بها جميع نوع من نوعي الخلايا على مستضد. فالخلايا التائية تتعهد على المستضد المطابق للجسم المضاد الموجود على سطحها في شكل معالج - في صورة ببتيد ضمن هجريب أحد جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير, في حين تتعهد الخلايا البائية على المستضدات في شكلها الأصلي. وبمجرد حتى تلاقي إحدى الخلايا البائية المستضد المطابق للجسم المضاد الموجود على سطحها (أومستضدها النوعي) (وتتلقى مزيدًا من الإشارات من خلية تائية مساعدة (غالبًا من نوع Th2)، فإنها تتمايز إلى خلية فعالة، تعهد باسم خلية بلازما.

وخلايا البلازما هي خلايا قصيرة الأجل (يومان-3 أيام) تفرز أجسامًا مضادةً. وترتبط هذه الأجسام المضادة بالمستضدات، بحيث تجعلها أهدافًا سهلة بالنسبة للخلايا الملتهمة، وتنشط تتابع مجموعات المكمل (تعاقب تنشيط البروتينات الموجهة لتدمير الخلايا الدخيلة). وستظل نحو%10 من خلايا البلازما حية لتصبح خلايا ذاكرة بائية طويلة الأجل نوعية المستضدات. ونظرًا لأن هذه الخلايا مبرمجة بالعمل على إنتاج أجسام مضادة نوعية، فإنه يمكن توجيه أوامر لها للاستجابة بشكل سريع، في حالة ما إذا أصاب نفس العامل المسقم الخلية المضيفة مجددًا، في حين حتى الخلية المضيفة تظهر عليها أعراض بسيطة، إذا وجدت.

الجهاز المناعي التكيفي البديل

على الرغم من حتى الجزيئات التقليدية للجهاز المناعي التكيفي (الأجسام المضادة ومستقبلات الخلايا التائية) لا توجد إلا لدى الفقاريات ذوات الفك، فإنه قد تم اكتشاف جزيء مشتق من خلية ليمفاوية في الفقاريات عديمة الفك البدائية، مثل اللامبري (الأنقليس) وسمك الهاج (الزيالون). وتمتلك هذه الحيوانات عددًا هائلاً من الجزيئات، تعهد باسم مستقبلات الخلايا الليمفاوية المتغيرة (VLRs اختصارًا) والتي، على شاكلة مستقبلات المستضدات في الفقاريات ذوات الفك، يتم إنتاجها فقط من عدد محدود من الجينات (جين واحد أواثنين). ويعتقد حتى هذه الجزيئات تربط مستضدات مسقمة بطريقة مماثلة للأجسام المضادة، وبالدرجة نفسها من النوعية.

الذاكرة المناعية

عند تنشيط الخلايا البائية والخلايا التائية، سيعمل البعض منها عمل خلايا ذاكرة. وعلى مدار حياة الحيوان، تشكل خلايا الذاكرة هذه قاعدة بيانات من الخلايا الليمفاوية البائية والتائية الفعالة. ومع التفاعل مع مستضد تمت لقاءته من قبل، يتم انتقاء خلايا الذاكرة المناسبة وتنشيطها. وبهذا الأسلوب، يولد التعرض مرةً ثانيةً ومرات لاحقة لمستضد بعينه استجابةً مناعيةً أقوى وأسرع. وتعد هذه الاستجابة المناعية "تكيفية"، نظرًا لأن الجهاز المناعي يعد نفسه للقاءة المخاطر المستقبلية. وقد تكون الذاكرة المناعية إما في صورة ذاكرة خاملة قصيرة الأجل أوذاكرة نشطة طويلة الأجل.

الذاكرة الخاملة

عادةً ما تكون الذاكرة الخاملة قصيرة الأجل، تمتد لفترة تتراوح ما بين بضعة أيام وعدة أشهر. إذ إذا الأطفال الرضع حديثي الولادة لاقد يكونون قد تعرضوا من قبل لميكروبات ويكونون عرضةً على وجه الخصوص للإصابة بأية عدوى. ويتم تزويدهم بطبقات متعددة من الحماية المناعية الخاملة بواسطة الأم. في الرحم، يتم نقل الأجسام المضادة من نوع IgG المستمد من الأم مباشرةً عبر المشيمة إلى جسم الطفل الرضيع، بحيث تكون لدى الأطفال الرضع عند ولادتهم مستويات عالية من الأجسام المضادة، وبنفس نطاق نوعيات المستضدات التي لدى أمهاتهم. ويحتوي لبن الأم على أجسام مضادة تنتقل إلى أمعاء الطفل الرضيع حديث الولادة، مما يحميه من أشكال العدوى البكتيرية، إلى حتى يصبح بإمكانه تكوين أجسام مضادة خاصة به.

وتعد هذه مناعة خاملة نظرا لأن الرضيع لا ينتج عمليًا أي خلايا ذاكرة أوأجسام مضادة، فهوفقط يستعيرها من الأم. كذلك، يمكن حتى تنتقل المناعة الخاملة قصيرة الأجل بشكل اصطناعي من فرد لآخر عبر المصل الغني بالأجسام المضادة.

الذاكرة النشطة

في العموم، تكون المناعة النشطة طويلة الأجل ويمكن اكتسابها بواسطة العدوى التي يتبعها تنشيط الخلايا البائية والخلايا التائية، أويمكن اكتسابها اصطناعيًا بواسطة اللقاحات، في عملية تعهد باسم التحصين (immunization).

التحصين

منذ قديم الأزل، كانت الأمراض المعدية هي السبب الرئيسي للوفاة بين البشر. وعلى مدار القرن الماضي، تم تطوير عاملين مهمين لمقاومة انتشار هذه الأمراض: الإصحاح البيئي والتحصين. ويعد التحصين (الذي يشار إليه في العموم باسم التطعيم) هوالاستثارة المتعمدة لاستجابة مناعية، ويمثل أكثر آليات توظيف الجهاز المناعي التي ابتكرها الفهماء فاعليةً. ويعتبر التحصين وسيلةً ناجحةً نظرًا لأنه يستغل النوعية الطبيعية للجهاز المناعي، وأيضًا قابليته للاستثارة.

وتتمثل القاعدة الأساسية التي يقوم عليها أسلوب التحصين في عرض مستضد مشتق من سقم يؤدي بالعضية التي تحفز الجهاز المناعي إلى تكوين مناعة وقائية ضد تلك العضية، والتي لا تسبب بنفسها التأثيرات المسقمة لتلك العضية. ويعهد مصطلح المستضد (antigen) (الذي يمثل اختصارًا لمصطلح anti body gen erator) على أنه أية مادة ترتبط بجسم مضاد معين وتحدثاستجابةً مناعيةً تكيفيةً.

وتعتمد معظم اللقاحات الفيروسية على فيروسات ضعيفة حية، في حين تعتمد الكثير من اللقاحات البكتيرية على مكونات لا خلوية لعضيات دقيقة، بما فيها المكونات السمية غير الضارة. وتجدر الإشارة هنا إلى حتى الكثير من المستضدات المشتقة من لقاحات لا خلوية لا تستحث استجابةً مناعيةً تكيفيةً بقوة، كما حتى غالبية اللقاحات البكتيرية تتطلب إضافة مواد مساعدة adjuvants تنشط الخلايا العارضة للمستضد في الجهاز المناعي الطبيعي لتعزيز قدرتها على توليد المناعة.

التنوع المناعي

يمكن حتى تعمل غالبية الجزيئات الضخمة، بما فيها عمليًا جميع البروتينات وكثير من المواد عديدة التسكر كمستضدات. ويطلق على أجزاء المستضد التي تتفاعل مع جزيء أحد الأجسام المضادة أوأحد مستقبلات الخلية الليمفاوية اسم حاتمات (epitopes). وتضم غالبية المستضدات مجموعة حاتمات ويمكنها حتى تحفز عملية إنتاج أجسام مضادة أوتستحث استجابات مناعية معينة من جانب الخلايا التائية، أوالأمرين معًا.

يتألف الجسم المضاد من أربع سلاسل ببتيدية: سلسلتين ثقيلتين وسلسلتين خفيفتين.وتسمح المنطقة المتغيرة المميزة للجسم المضاد بالتعهد على مستضده المكافئ.

وهناك نسبة ضئيلة جدًا (أقل من %0.01) من مجموع الخلايا الليمفاوية لديها القدرة على الارتباط بمستضد معين، مما يشير إلى حتى عددًا محدودًا فقط من الخلايا هوالذي سيستجيب لكل مستضد.

ولكي تتمكن الاستجابة المناعية(immune response) من "تذكر" عدد كبير من العوامل المسقمة والقضاء عليها، يجب حتى تكون لدى الجهاز المناعي القدرة على التمييز بين عدة مستضدات مختلفة, بالإضافة إلى أنه يتحتم إنتاج المستقبلات التي تتعهد على المستضدات في صورة مجموعة هائلة من الأشكال، مستقبل واحد في الأساس (على الأقل) لكل عامل مسقم يحتمل لقاءته. حتى في حالة غياب التنبيه من جانب مستضد،قد يكون باستطاعة الإنسان إنتاج ما يزيد عن 1 تريليون جزيء مختلف من جزيئات الأجسام المضادة. وستكون هناك حاجة لملايين الجينات من أجل حفظ المعلومات الجينية المستخدمة في إنتاج هذه المستقبلات، غير حتى الجينوم البشري بأكمله يضم جينات يقل عددها عن 25,000 جين.

ويتم إنتاج هذا العدد الضخم من المستقبلات من خلال عملية تعهد باسم الانتقاء النسيلي. ووفقًا لنظرية الانتقاء النسيلي، يقوم الحيوان، عند ولادته، بإنتاج مجموعة هائلة من الخلايا الليمفاوية بشكل عشوائي (والتي يحمل جميع منها مستقبل مستضد معين) من المعلومات المشفرة في عائلة جينية صغيرة. من أجل توليد جميع مستقبل خاص بمستضد معين، فإن هذه الجينات ستمر بعملية تعهد باسم إعادة تشكيل V(D)J ، أوالتنوع الاندماجي والذي يعيد فيه أحد الأجزاء الجينية الاندماج مع أجزاء جينية أخرى لتشكيل جين واحد مميز. وعملية التجمع هذه هي التي تولد هذا الكم الضخم والمتنوع من المستقبلات والأجسام المضادة، قبل حتى يقابل الجسم أي مستضدات، والتي تمكِّن الجهاز المناعي من الاستجابة لمجموعة متنوعة لا محدودة من المستضدات. على مدار فترة حياة حيوان ما، سيتم انتقاء تلك الخلايا الليمفاوية التي يمكنها اتخاذ استجابة ضد المستضدات التي يقابلها الحيوان بالعمل، لاتخاذ عمل معين موجه ضد أي شيء يعبر عن ذلك المستضد.

ومن الجدير بالذكر حتى الأجزاء الطبيعية والأجزاء التكيفية بالجهاز المناعي تعمل معًا وليس كبديل لبعضها البعض. ولنقد يكون في استطاعة السلاح المناعي التكيفي، الممثل في الخلايا البائية والخلايا التائية العمل دون دعم من الجهاز المناعي الطبيعي. وستكون الخلايا التائية عديمة الفائدة في حالة عدم وجود خلايا عارضة للمستضد لتنشيطها، كما سيتعطل عمل الخلايا البائية بدون مساعدة الخلايا التائية. على الجانب الآخر، من المرجح حتى يمتلأ الجهاز المناعي الطبيعي بشكل مفرط بالعوامل المسقمة، في حالة عدم وجود تأثير متخصص للاستجابة المناعية التكيفية.

المناعة التكيفية أثناء الحمل

يتمثل محور العمل الأساسي للجهاز المناعي في التعهد على المستضدات "الذاتية" لقاء المستضدات "غير الذاتية". ومن ثم، فإن الآليات التي تحمي الجنين البشري (الذي يعتبر حاملاً لمستضدات خارجية المنشأ "غير ذاتية") من أي هجوم، والتي يوظفها الجهاز المناعي، مثيرة للاهتمام على وجه الخصوص. وعلى الرغم من عدم ظهور أي تفسير تام لفك هذا اللغز، وعدم الإنكار، المتكرر في المعتاد، فإن هناك سببين تقليديين من الممكن يعزى إليهما كيفية تحمل الجنين. ويتمثل السبب الأول في حتى الجنين يشغل جزءًا من الجسم محميًا بحاجز غير مناعي، الرحم، الذي لا يحميه الجهاز المناعي في المعتاد. أما السبب الثاني، فيتمثل في حتى الجنين نفسه من الممكن يؤيد التثبيط المناعي في جسم الأم، وربماقد يكون ذلك من خلال عملية استنفاد المغذيات الفعالة. وهناك تفسير أكثر حداثة لهذا الاستحثاث على التحمل، ألا وهوحتى البروتينات السكرية المعبر عنها في الرحم أثناء الحمل تثبط الاستجابة المناعية في الرحم (انظر الجهاز الدفاعي للجنين في الحيوانات الثديية أوeu-FEDS).

أثناء فترة الحمل في الثدييات الولودة (جميع الثدييات باستثناء أحاديات الفتحة)، يتم تنشيط الفيروسات المنعكسة داخلية المنشأ وإنتاج أعداد هائلة منها أثناء فترة انغماس الجنين في جدار الرحم. ومن المعروف عنها في الوقت الحالي امتلاكها خصائص مثبطة للمناعة، مما يشير إلى أنها تحمي الجنين من الجهاز المناعي للأم. فضلاً عن ذلك، فإنه من الواضح حتى بروتينات الالتحام الفيروسية تسبب تكون المدمج الخلوي المشيمي. بهدف الحد من تبادل الخلايا المهاجرة بين الجنين المتكون في رحم الأم وبين جسم الأم (الأمر الذي لن تقوم به الأنسجة الطلائية على النحوالكافي، إذ إذا أنواعا معينة من خلايا الدم متخصصةً بحيث تكون قادرة على دمج نفسها بين الخلايا الظاهرية المجاورة). وكان العمل المثبط للمناعة هوالسلوك الطبيعي الأولى للفيروس، مثل HIV، وكانت بروتينات الالتحام وسيلة لنقل العدوى إلى الخلايا الأخرى عن طريق دمجها بالخلية المصابة (يقوم فيروس HIV بالعمل نفسه). ويعتقد حتى سلالات الثدييات الولودة الحديثة قد نشأت بعد الإصابة بعدوى بهذا الفيروس، على نحويتيح للجنين مقاومة الجهاز المناعي للأم.

وقد اكتشف مشروع الجينوم البشري البحثي آلافًا من الفيروسات المنعكسة داخلية المنشأ والمصنفة إلى 24 عائلاً أوفصيلةً.

التطور

أنواع المناعة المتكيفة

المكتسبة طبيعياً	المكتسبة اصطناعياً
النشطة- Antigen enters the body naturally	Active- Antigens are introduced in vaccines.
الإيجابية-Antibodies pass from mother to fetus via placenta or infant via the mother's milk.	الإيجابية- Preformed antibodies in immune serum are introduced by injection.

انظر أيضاً

ألفة النضج
Allelic exclusion
استعطال
تحمل مناعي
تثبيط مناعي
Original antigenic sin
فرط التطفر
استجابة الخلية البائية متعددة النسائل

الهوامش والمصادر

الهوامش

المصادر

^ Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., and Walters, P. . Garland Science.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Janeway, C.A., Travers, P., Walport, M., and Shlomchik, M.J. . Garland Science.CS1 maint: multiple names: authors list (link)[1].
^ Janeway C.A., Travers, P., Walport, M., Shlomchik, M.J. Immunobiology. Garland Science.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Microbiology and Immunology On-Line Textbook: مدرسة الطب بجامعة جنوب كاليفورنيا الأمريكية
^ الدليل المرجعي للمعهد القومي للحساسية والأمراض المعدية (NIAID) كتاب Understanding the immune System (بتنسيق pdf). المرجع.
^ M.N. Alder, I.B. Rogozin, L.M. Iyer, G.V. Glazko, M.D. Cooper, Z. Pancer (2005). "Diversity and Function of Adaptive Immune Receptors in a Jawless Vertebrate". Science. 310 (5756): 1970–1973. doi:10.1126/science.1119420. PMID 16373579.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ International Human Genome Sequencing Consortium (2004). "Finishing the euchromatic sequence of the human genome". Nature. 431 (7011): 931–45. doi:10.1038/nature03001. PMID 15496913.
^ Mi S, Lee X, Li X; et al. (2000). "Syncytin is a captive retroviral envelope protein involved in human placental morphogenesis". Nature. 403 (6771): 785–9. doi:10.1038/35001608. PMID 10693809. Unknown parameter |month= ignored (help); Explicit use of et al. in: |author= (help)CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Luis P. Villarreal. "The Viruses That Make Us: A Role For Endogenous Retrovirus In The Evolution Of Placental Species". University of California, Irvine (lecture notes). Retrieved 2008-02-03.
^ Luis P. Villarreal (2001). "Persisting Viruses Could Play Role in Driving Host Evolution". ASM News (American Society for Microbiology). Unknown parameter |month= ignored (help)