background image

 

                                                                                                                                                                                                    

Microbiology 

 

Notes… 

Immunology Lecture.3  

The Specific Immune Response....Humeral Immunity 

Types of Specific (adaptive) immunity 

 

Specific immune response - humoral immunity 

•  B cell mediated immunity through the production of antibodies. 

 

•   Particularly  effective  against  pathogens  such  as  viruses  and  extracellular 

bacteria in the blood or lymph and also against soluble pathogen products such 
toxins 

Humoral immunity: B- Lymphocytes 

•  Origin and Maturation:    Bone marrow 

-   B- lymphocytes from the bone marrow are released  into circulation in a resting state 
and they do not secrete antibodies 
-      Instead,    resting  B-lymphocytes  display  membrane  bound  antibodies 
(immunoglobulins) usually in the form of mIgD or mIgM 
-   After activation by antigen, B- lymphocyte divides (clonal expansion( 
Some differentiated into plasma cells which secrete antibodies, die within 1- 2 weeks. 

 

 

 

 

N

eed S

om

e H

el

p?

 


background image

 

                                                                                                                                                                                                    

Microbiology 

 

Notes… 

Some change into memory cells- display same membrane bound antibodies as parent 
cell.  

Phases of B-lymphocyte activation

 

 

Mechanism of humoral immune response by B – lymphocytes

 

•  Resting  B  -  lymphocyte  is  coated  with  membrane  bound  antibodies  or 

immunoglobulin (mIg) on the surface of the lymphocytes 

•  The first step in the initiation of the humoral immune response is the binding of 

the antigen to the mIg   

 

•  The mIg- antigen complex is then endocytosed and complexed with MHC class II 

molecule and then surface expressed 

•  Here  , B  -  lymphocyte acts as  APC where it presents  the  antigen-MHC  class II 

complex to TH cells 

•  Now,  TH  cells  start  to  secrete  cytokines  (  IL-4  and  IL-5)  that  stimulate  B-

lymphocyte to divide (clonal expansion) and differentiate into plasma cells  

      (1 B cell --> 4,000 Ab-secreting cells --> ~1012 antibody molecules/hour)  

•  Plasma cells start to secrete antibodies (short half life, die in 1-2 weeks).  


background image

 

                                                                                                                                                                                                    

Microbiology 

 

Notes… 

•  Some dividing B- lymphocytes change into memory cells where they display same 

mIg as parent B- cell and change rapidly into plasma cells  when encountering 
same antigen for second time (secondary immune response. 

•  Primary  immune  response  is  usually  mediated  by  IgM  while  the  secondary 

immune response is stronger and mediated by IgG. 

•  Note   : In secondary immune  response  , memory cells convert immediately   to 

plasma cells and produce IgG in high amounts without the aid of helper T cells    

Class II MHC proteins, helper T cells that stimulate antibody producing cells—the B cells 
B  cells  are  coated  with  antibodies  that  react  with  specific  antigensWhen  the  antigen 
binds to the antibody, the B cell first acts
 as an APC. 
The  bound  antigen  is  endocytosed  and  complexed  with  MHC  II  and  then  surface 
expressed
 
The surface expressed complex interacts with and activates TH cells that produce the 
cytokines interleukin 4 & 5 
IL4  and  5  stimulates  the  B  cells  to  produce
  identical  memory  B  cells  and  antibody 
secreting plasma cells that secrete the same antibody
 

 


background image

 

                                                                                                                                                                                                    

Microbiology 

 

Notes… 

Specific immune response-Summary 

 

Antibody (Immunoglobulin) Structure 

•  5 classes: IgG, IgM, IgA, IgD and IgE 

•  Common structure ,  four polypeptide chains: 

            -  Two  identical  heavy  (H)  chains,  each  carrying  covalently  attached 
oligosaccharide groups (50-70 kDa) 
            - Two identical, non-glycosylated light (L) chains (23kDa) 

•  Within the immunoglobulin, disulfide bonds join together: 

            - Two heavy chains 
            - Heavy chains to the light chains 

•  The  disulfide  bonds  joining  the  antibody  heavy  chains  are  located  in  a  flexible 

region of the heavy chain known as the hinge region. 

 


background image

 

                                                                                                                                                                                                    

Microbiology 

 

Notes… 

Heavy chain determines the Ig class: 

IgG : gamma HC 
IgA: alpha HC 
IgD: delta HC 
IgM: mu HC 
IgE:epsilon HC 

Light chain either kappa or lambda irrespetive of Ig class 

•  Based on  variability of amino acid sequences, both H and L chains can be divided 

into:             - VH and CH domains (variable and constant) 

        VL and CL domains (variable and constant) 
The variable domains are attached to the constant domains.  

•  As the name implies, the variable domains vary in their amino acid sequence from 

one antibody molecule to another, providing the vast diversity the immune system 
needs to fight foreign invaders. 

•  The antigen binding site is formed where a heavy chain variable domain (VH) and 

a  light  chain  variable  domain  (VL)  come  close  together.  These  parts  show  the 
biggest difference among different antibodies. 

 

Antigen binding site 

Proteolytic treatment of Ig with protease enzymes

 

•  When the immunoglobulin is treated with proteolytic enzymes (proteases), such 

as pepsin or papain, it is broken at the hinge region into two fragments known as 
Fab (Fragment for antigen binding) and Fc (Fragment  Crystalizable( 

•   The immunoglobulin specificty is determined by the Fab fragment, as well as its 

capability to react with the antigen.  

•  Fc)  cannot  bind  with  antigens,  but  is  responsible  for 

biological  effector  functions  like  complement  fixation, 
binding to macrophages, natural killer cells and neutrophils. 

 


background image

 

                                                                                                                                                                                                    

Microbiology 

 

Notes… 

 

IgG 

IgM 

IgA 

IgD 

IgE 

Structure

 

Monomer 

Pentamer 

Dimer 

Monomer 

Monom
er
 

Serum %

 

80% 

5-10% 

10-15% 

0.2% 

0.002% 

Location

 

Blood,lymph,intest
ine
 

Blood,lymph
,B cells as 
monomer
 

Secretion
s( tears, 
milk), 
blood,
 
lymph 

Blood, lymph,  
B cells 

Mast 
cells , 
basophil
s, blood
 

Placenta 
transfer

 

Yes 

No 

No 

No 

No 

Compleme
nt fixation

 

Yes 

Yes 

No 

No 

No 

Function

 

Neutralize viruses 
and toxins, 
enhance 
phagocytosis, 
protect fetus
 

1ry immune 
response
 

Localize

protectio
n on 
mucous 
surfaces
 

Serum 
function not 
known,initiati
on of immune 
response on B 
cells
 

Allergic 
reaction 
and 
lysis of 
parasiti
c worms
 

Antibody (Immunoglobulin) functions

 

1.

 mIgs activate B- lymphocytes when comes in contact with antigen 

2.

 Secreted Ig neutralizes the effect of viruses , extracellular bacteria and toxins  

 


background image

 

                                                                                                                                                                                                    

Microbiology 

 

Notes… 

3. Opsonization: 

bind pathogens for recognition by other immune cells (e.g. phagocytes) 

Opsonins- are the tagging proteins that make unrecognizable particles into “food” for 
phagocytes. 

 

4.  Mast cell degranulation:  

•  Mast cells contain histamine in intracellular granules 

•  Binding of IgE to cell surface receptors on a mast cell primes the cell to respond 

to allergen 

•  Introduction of allergen and its subsequent binding to IgE stimulates the mast cell 

to de-granulate and release of histamine 

 

5.  Antibody dependent-cellular cytotoxicity (ADCC) 

- Classically mediated by NK, but also by eosinophils and neutrophils 
- Part of the adaptive immune response (depend on antibodies) 


background image

 

                                                                                                                                                                                                    

Microbiology 

 

Notes… 

 

6.  Complement activation 

Will be discussed in details in next lecture

 

Monoclonal Vs polyclonal antibodies

 

Polyclonal antibody 
Multiple  clones  from  multiple  B  -  lymphocytes  each  of  which  recognizes  different 
epitope on same antigen 

 

Monoclonal antibody 
Single clone from single B - lymphocyte recognizes single specific epitope on  antigen 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Yahia Ziead
المشاهدات: لقد قام 5 أعضاء و 85 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل