B-Lymphozyten

B-Lymphozyten stammen aus der lymphatischen Reihe von Stammzellen des Knochenmarks. Sie werden im sog. Bursa-Äquivalent gebildet, das beim Menschen das Knochenmark ist.

Bursa-Äquivalent: Bei Vögeln werden die B-Lymphozyten in einer Ausstülpung des Darms gebildet, der Bursa fabricii.

Charakteristische Oberflächenmarker

Entwicklung und Aktivierung von B-Lymphozyten

Antigen-unabhängige Reifung im Knochenmark (und in der fetalen Leber)

Im Knochenmark gebildete B-Zell-Vorläufer bleiben im Knochenmark, wo ihre lokale Differenzierung erfolgt.

Im Zytoplasma von B-Vorläufer-Zellen sind Ig-Schwerketten vom Typ µ zu finden, d.h. die Zelle ist noch nicht in der Lage, Antigen zu binden.
Erst unter der Einwirkung von IL-7 und IL-3 (aus dem Knochenmarksstroma) werden später zusätzlich leite Ketten (k oder l) gebildet.

Sobald sowohl schwere als auch leichte Ketten vorhanden sind, werden sie zu einem IgM-Molekül zusammengesetzt und als Monomer auf der Zellmembran exprimiert. ("Virgin-B-Zelle")

Durch die hohe genetische Variabilität der Immunglobulin-Gene entsteht so zufällig eine breite Palette von Immunglobulinen. Durch den Kontakt mit Knochenmarksstromazellen wird bei denjenigen Virgin-B-Zellen, die Ig gegen Autoantigene tragen, das Apoptoseprogramm eingeleitet (klonale Deletion oder klonale Anergie)

Die unreife B-Vorläuferzelle ist damit zum immunkompetenten B-Lymphozyten geworden.

Periphere B-Lymphozyten

Reife, immunkompetente B-Zellen verlassen das Knochenmark bzw. die fetale Leber und wandern in die sekundären lymphatischen Organe ein ("Homing"), z.B. in die T-Zell-reichen parakortikalen Regionen des Lymphknotens.

Dort findet eine erneute Selektion statt: Alle Zellen, die nicht von den T-Zellen ein Überlebenssignal erhalten, sterben durch Apoptose. Die übrigen B-Zellen wandern in die Lymphfollikel ein.

In den Lymphfollikeln differenzieren sie weiter und exprimieren neben IgM auch IgD. Dann rezirkulieren sie wieder zwischen Knochenmark und sekundärem lymphatischen Gewebe, bis sie (meist in der parafollikulären T-Zell-Zone der Lymphknoten oder im MALT) auf ihr Antigen treffen.

Aktivierung und Antikörperproduktion

A. Durch Thymus-abhängige Antigene

Wie die T-Zelle benötigt auch die B-Zelle zur Aktivierung 2 Signale.

1. Signal: Erkennung von Antigen durch Membranimmunglobulin

Im Idealfall fungiert die B-Zelle als APC: Hat sie über ihr Membran-Immunglobulin ein Protein (Antigen) gebunden, wird es durch rezeptorvermittelte Endozytose in die Zelle aufgenommen. Das Antigen wird dann prozessiert und in Assoziation mit MHC-II an die spezifische TH-Zelle präsentiert.

2. Signal: Zytokine und Bindung des B-Zell-CD40

Durch Präsentation des Antigens an die TH-Zelle wird diese aktiviert und beginnt, Zytokine (IL-2) zu produzieren. Diese Zytokine dienen der B-Zelle als 2. Signal zur Aktivierung.

Ausserdem bindet der CD40-Ligand der T-Zelle an den CD40-Marker der B-Zelle, was zur vollständigen Aktivierung führt.

Wirken andere Zellen (z.B. Makrophagen) durch ihre Zytokinproduktion aktivierend auf die B-Zelle, dann spricht man von "Bystander-Aktivierung".

Wenn keine Kostimulation durch ein 2. Signal erfolgt, wird Toleranz induziert (sog. Anergie)

Abhängig vom Zytokinmilieu der Umgebung (abhängig von der aktivierenden TH-Zelle und anderen Entzündungszellen) findet in der reifen B-Zelle nach der initialen Produktion von IgM (dafür verantwortlich hauptsächlich IL-2) ein Isotypen-Switch statt.

In der B-Zelle kommt es durch weiteren Ag-Kontakt zu somatischen Mutationen und dadurch zur Selektion von AK mit immer noch besserer Affinität zum Ag (Affinitätsreifung)

Die derart aktivierte B-Zelle beginnt nun mit einer Proliferation (klonalen Selektion) und es kommt zur Differenzierung

Plasmazellen sind große Lymphoblasten, die nur in sekundären Lymphfollikeln anzutreffen sind aber niemals frei im peripheren Blut. Ihre Lebensdauer beträgt etwa 2-3 Tage.

B. Durch Thymus-unabhängige Antigene

Verschiedene Antigene können auch ohne Hilfe von TH-Zellen zur Aktivierung von B-Zellen führen. Man spricht dann von Thymus-unabhängigen Antigenen.
Die Ag weisen spezielle Charakteristika auf: Es sind Polymere oder Polysaccharide mit repetitiven Epitopen (z.B. Ficoll, Dextran, LPS und andere bakterielle Bestandteile, Nukleinsäuren, Lipide etc.).

Durch die repetitiven Strukturen kommt es zur massiven Kreuzvernetzung der membranständigen Ig's, wodurch die B-Zelle ebenfalls zur AK-Produktion angeregt wird. Da in diesem Fall aber die Zytokine für den Ig-Isotyp-Switch (IL-2, IL-4, IL-6, IFN-g ==> IgG; IL-5, IL-10, TGF-b ==> IgA) fehlen, werden nur IgM produziert und es kommt nicht zur Differenzierung zu B-Gedächtniszellen.