Teoria łańcuchów bocznych

Teoria łańcucha bocznego ( niem . Seitenkettentheorie ) to teoria zaproponowana przez Paula Ehrlicha (1854–1915) w celu wyjaśnienia odpowiedzi immunologicznej w żywych komórkach . Ehrlich od samego początku swojej kariery teoretyzował, że struktura chemiczna może być wykorzystana do wyjaśnienia, dlaczego odpowiedź immunologiczna pojawia się w reakcji na infekcję . Uważał, że toksyny i antytoksyny to substancje chemiczne w czasach, gdy niewiele było wiadomo o ich naturze. Teoria wyjaśnia interakcję przeciwciał i antygenów we krwi oraz sposób wytwarzania przeciwciał.

Historia

W 1891 roku Paul Ehrlich dołączył do nowo utworzonego Instytutu Roberta Kocha w Berlinie na zaproszenie samego Roberta Kocha . Do 1896 roku we Frankfurcie powstał nowy oddział, Instytut Badań i Testowania Surowicy (Institut für Serumforschung und Serumprüfung), którego dyrektorem założycielem został Ehrlich. Pracował nad antytoksynami na błonicę i ich wiązaniem z przeciwciałami we krwi. Postawił hipotezę, że przeciwciała wiążą się z antygenami poprzez specjalne struktury chemiczne, które nazwał „łańcuchami bocznymi” (które później nazwał „receptorami”). Zapożyczenie koncepcji używanej przez Emila Fischera w 1894 r., aby wyjaśnić interakcję między enzymem a jego substratem, Ehrlich zaproponował, że wiązanie receptora z czynnikiem zakaźnym przypomina dopasowanie zamka do klucza. Pierwszą część swojej teorii łańcuchów bocznych opublikował w 1897 r., a jej pełną postać w 1900 r. w wykładzie wygłoszonym w Towarzystwie Królewskim w Londynie.

Postulat

Teorię Ehrlicha można podsumować następującymi założeniami:

1. Przeciwciała są normalnie wytwarzane przez białe krwinki i działają jako łańcuchy boczne (receptory) na błonie komórkowej.
2. Specyficzność przeciwciał istnieje dla specyficznej interakcji z danym antygenem.
3. Interakcja antygen-przeciwciało zachodzi poprzez precyzyjne wiązanie przez łańcuchy boczne.

Pojęcie

Ehrlich przypuszczał, że żywe komórki mają łańcuchy boczne w taki sam sposób, w jaki barwniki mają łańcuchy boczne, które są związane z ich właściwościami barwiącymi. Te łańcuchy boczne mogą łączyć się z konkretną toksyną (lub dowolnym antygenem), tak jak Emil Fischer powiedział, że enzymy muszą wiązać się ze swoimi receptorami „jak zamek i klucz”.

Ehrlich wysunął teorię, że zagrożona komórka wytworzyła dodatkowe łańcuchy boczne, aby związać toksynę, i że te dodatkowe łańcuchy boczne zerwały się, by stać się przeciwciałami krążącymi w organizmie. Zgodnie z tą teorią powierzchnia białych krwinek pokryta jest wieloma łańcuchami bocznymi, które tworzą wiązania chemiczne z antygenami. Z dowolnym antygenem wiązałby się co najmniej jeden z tych łańcuchów bocznych, stymulując komórkę do produkcji większej ilości tego samego typu, który następnie byłby uwalniany do krwioobiegu jako przeciwciała. Według Ehrlicha przeciwciało można uznać za mikroskopijną, trójwymiarową etykietę o nieregularnym kształcie, która wiązałaby się z określonym antygenem, ale nie z innymi komórkami organizmu. To właśnie te przeciwciała Ehrlich po raz pierwszy opisał jako „ magiczne kule ”, środki ukierunkowane na toksyny lub patogeny bez szkody dla organizmu.

Ehrlich zasugerował, że interakcja między czynnikiem zakaźnym a receptorem związanym z komórką indukuje komórkę do wytwarzania i uwalniania większej liczby receptorów o tej samej specyficzności. Zgodnie z teorią Ehrlicha specyficzność receptora określano przed jego ekspozycją na antygen, a antygen wybierał odpowiedni receptor. Ostatecznie wszystkie aspekty teorii Ehrlicha okazałyby się poprawne z niewielkim wyjątkiem, że „receptor” istnieje zarówno jako rozpuszczalna cząsteczka przeciwciała, jak i jako receptor związany z komórką; jest to postać rozpuszczalna, która jest wydzielana, a nie uwalniana forma związana.

Zobacz też

• Magiczny pocisk dr Ehrlicha , film z 1940 roku
• Błonica
• Syfilis

Dalsza lektura

•   Silverstein, Arthur M. (2001). Receptorowa immunologia Paula Ehrlicha, wspaniała obsesja . Burlington: Elsevier. P. 202. ISBN 978-0-080538518 .
•   Günther, O (1966). „Zmiany w teorii łańcucha bocznego Ehrlicha”. Deutsche Medizinische Wochenschrift (w języku niemieckim). 91 (26): 1197–1201. doi : 10.1055/s-0028-1110731 . PMID 5328273 .
•   Anonimowy (1980). „Błony, receptory i odpowiedź immunologiczna. 80 lat po teorii łańcucha bocznego Ehrlicha”. Postęp w badaniach klinicznych i biologicznych . 42 (1): 1–387. PMID 7393927 .
•   Doerr, HW (1996). „Koncepcja obrony immunologicznej Paula Ehrlicha”. Deutsche Medizinische Wochenschrift (w języku niemieckim). 121 (30): 958–961. doi : 10.1055/s-0029-1233819 . PMID 8765706 .
•   Silverstein, AM (1999). „Pasja Paula Ehrlicha: początki jego immunologii receptorów” . Immunologia komórkowa . 194 (2): 213–221. doi : 10.1006/cimm.1999.1505 . PMID 10383824 .
•    Prüll, CR (2003). „Część głównego planu naukowego? Paul Ehrlich i początki jego koncepcji receptora” . Historia medyczna . 47 (3): 332–356. doi : 10.1017/S0025727300057045 . PMC 1044632 . PMID 12905918 .