Odpowiedź odpornościowa nieswoista

Wrodzony układ odpornościowy broni gospodarza przed infekcjami. Zawiera on komórki, które natychmiast rozpoznają i reagują na patogeny (zarazki). Odpowiedź wrodzonego układu odpornościowego nie jest specyficzna: reaguje on w ten sam sposób na wszystkie patogeny, które rozpoznaje.

W przeciwieństwie do adaptacyjnego układu odpornościowego, wrodzony układ odpornościowy nie daje długotrwałej odporności na konkretne infekcje.

Wrodzony układ odpornościowy zapewnia natychmiastową obronę przed infekcją i występuje we wszystkich organizmach roślinnych i zwierzęcych. System wrodzony jest starszą ewolucyjnie strategią obronną. Jest to główny układ odpornościowy występujący u roślin, grzybów, owadów i u prymitywnych organizmów wielokomórkowych. System ten nie jest zdolny do adaptacji i nie zmienia się w ciągu całego życia osobnika.

Wrodzony układ odpornościowy kręgowców:

Bariery anatomiczne

Wrodzony układ odpornościowy obejmuje skórę. Zewnętrzne warstwy skóry nazywane są "nabłonkowymi". Komórki nabłonkowe tworzą woskową barierę fizyczną, która chroni przed większością czynników zakaźnych. Komórki te stanowią pierwszą linię obrony wrodzonego układu odpornościowego przed inwazyjnymi organizmami.

Stare komórki naskórka odpadają, a to pomaga usunąć bakterie, które przywarły do skóry.

Skóra jest kontynuowana wewnętrznie jako wyściółka jelit i płuc. W jelitach i płucach ruchy perystaltyczne lub rzęski pomagają w usuwaniu czynników zakaźnych. Również śluz zatrzymuje czynniki zakaźne. W jelitach, flora jelitowa może zapobiegać rozwojowi bakterii chorobotwórczych poprzez wydzielanie substancji toksycznych lub poprzez konkurowanie z bakteriami chorobotwórczymi o składniki odżywcze lub o przyczepienie się do powierzchni komórek.

Działanie przepłukujące łez i śliny pomaga zapobiegać infekcjom oczu i jamy ustnej.

Inflammation

Stan zapalny jest jedną z pierwszych odpowiedzi układu odpornościowego na patogeny lub substancje obce, które przedostały się przez bariery anatomiczne.

Stan zapalny jest stymulowany przez czynniki chemiczne uwalniane przez uszkodzone komórki. Tworzy on fizyczną barierę przed rozprzestrzenianiem się infekcji i sprzyja gojeniu się uszkodzonych tkanek po usunięciu patogenów.

Czynniki chemiczne wytwarzane podczas zapalenia przyciągają fagocyty, zwłaszcza neutrofile. Neutrofile następnie uruchamiają inne części układu odpornościowego.

Układ dopełniacza

Układ dopełniacza jest biochemiczną kaskadą układu odpornościowego, która pomaga przeciwciałom oczyszczać patogeny lub oznaczać je do zniszczenia przez inne komórki.

Kaskada składa się z wielu białek osocza, które są wytwarzane w wątrobie. Białka te współpracują ze sobą, aby:

  • wyzwalają rekrutację komórek zapalnych.
  • znakuje patogeny w celu ich zniszczenia poprzez pokrycie ich powierzchni.
  • rozbijają błonę plazmatyczną zainfekowanej komórki, powodując cytolizę zainfekowanej komórki i śmierć patogenu.
  • pozbycie się z organizmu zneutralizowanych kompleksów antygen-przeciwciało.

Elementy kaskady dopełniacza można znaleźć u wielu gatunków ssaków innych niż ssaki, w tym u roślin, ptaków, ryb i niektórych gatunków bezkręgowców.

Komórki wrodzonej odpowiedzi immunologicznej

Wszystkie białe krwinki (WBC) są znane jako leukocyty. Leukocyty różnią się od innych komórek ciała: działają jak niezależne, jednokomórkowe organizmy. Mogą się swobodnie poruszać i wychwytywać resztki komórkowe, obce cząsteczki lub inwazyjne mikroorganizmy. Są one produkowane przez krwiotwórcze komórki macierzyste w szpiku kostnym.

Do leukocytów wrodzonych należą: Natural killer cells, mastocyty, eozynofile, bazofile; oraz komórki fagocytujące, w tym makrofagi, neutrofile i komórki dendrytyczne. Identyfikują one i eliminują patogeny powodujące infekcje.

Mastocyty

Mastocyty są rodzajem wrodzonych komórek odpornościowych występujących w tkance łącznej i błonach śluzowych. Są one ściśle związane z obroną przed patogenami i gojeniem się ran. Są one również często związane z alergią i anafilaksją. Po aktywacji mastocyty gwałtownie uwalniają do środowiska charakterystyczne granulki bogate w histaminę i heparynę, a także różne mediatory hormonalne i cytokiny chemotaktyczne. Histamina rozszerza naczynia krwionośne, wywołując objawy zapalenia, a także rekrutuje neutrofile i makrofagi.

Fagocyty

Słowo "fagocyt" oznacza dosłownie "komórkę odżywiającą się". Są to komórki odpornościowe, które pochłaniają, tj. fagocytują, patogeny lub cząstki. Aby pochłonąć cząsteczkę lub patogen, fagocyt rozciąga fragmenty swojej błony plazmatycznej, owijając ją wokół cząsteczki, aż do momentu, gdy zostanie ona otoczona (tzn. cząsteczka znajduje się teraz wewnątrz komórki). Po dostaniu się do wnętrza komórki inwazyjny patogen zostaje zamknięty w endosomie, który łączy się z lizosomem. Lizosom zawiera enzymy i kwasy, które zabijają i trawią cząsteczkę lub organizm. Fagocyty generalnie patrolują organizm w poszukiwaniu patogenów, ale są również w stanie reagować na grupę wysoce wyspecjalizowanych sygnałów molekularnych wytwarzanych przez inne komórki, zwanych cytokinami. Do fagocytarnych komórek układu odpornościowego należą makrofagi], neutrofile i komórki dendrytyczne.

Fagocytoza własnych komórek gospodarza jest powszechna jako część regularnego rozwoju i utrzymania tkanek. Kiedy komórki gospodarza obumierają, komórki fagocytujące usuwają je z uszkodzonego miejsca. Usuwając martwe komórki, fagocytoza jest ważną częścią procesu gojenia.

Makrofagi

Makrofagi to duże leukocyty fagocytujące. Mogą one przemieszczać się przez błonę komórkową naczyń włosowatych i przechodzić między komórkami, aby polować na inwazyjne patogeny. Makrofagi są najbardziej wydajnymi fagocytami i mogą fagocytować znaczne ilości bakterii, innych komórek lub mikrobów. Wiązanie się cząsteczek bakterii z receptorami na powierzchni makrofaga powoduje, że makrofag pochłania i niszczy bakterie. Patogeny stymulują również makrofagi do produkcji chemokin, które wzywają inne komórki do miejsca infekcji.

Neutrofile

Neutrofile i dwa inne typy komórek (eozynofile i bazofile), znane są jako granulocyty (ponieważ posiadają ziarnistości w swojej cytoplazmie) lub komórki wielojądrowe (PMNs) ze względu na ich charakterystyczne płatowate jądra.

Granulki neutrofilów zawierają różne substancje toksyczne, które zabijają lub hamują wzrost bakterii i grzybów. Głównymi produktami działania neutrofili są silne środki utleniające. Należą do nich nadtlenek wodoru, wolne rodniki tlenowe i podchloryn. Neutrofile są najliczniejszym typem fagocytów, stanowiąc od 50 do 60% wszystkich krążących leukocytów. Są one zazwyczaj pierwszymi komórkami, które docierają do miejsca zakażenia. Szpik kostny zdrowego dorosłego człowieka produkuje ponad 100 miliardów neutrofili dziennie, a podczas ostrego zapalenia ponad 10 razy tyle.

Komórki dendrytyczne

Komórki dendrytyczne (DC) to komórki fagocytujące obecne w tkankach mających kontakt ze środowiskiem zewnętrznym, głównie w skórze (gdzie często nazywane są komórkami Langerhansa), a także w wewnętrznej błonie śluzowej nosa, płuc, żołądka i jelit. Komórki dendrytyczne są bardzo ważne w procesie prezentacji antygenów i pełnią funkcję łącznika pomiędzy wrodzonym i adaptacyjnym układem odpornościowym.

Bazofile i eozynofile

Bazofile i eozynofile są komórkami spokrewnionymi z neutrofilami (patrz wyżej). Kiedy są aktywowane przez patogen, bazofile uwalniają histaminę, która jest ważna w obronie przed pasożytami i odgrywa rolę w reakcjach alergicznych (takich jak astma). Kiedy są aktywowane, eozynofile wydzielają szereg wysoce toksycznych białek i wolnych rodników, które zabijają bakterie i pasożyty. Te same substancje chemiczne powodują również uszkodzenia tkanek podczas reakcji alergicznych. Aktywacja i uwalnianie toksyn przez eozynofile jest zatem ściśle regulowana, aby zapobiec niewłaściwemu niszczeniu tkanek.

Naturalne komórki zabójcze

Komórki NK (ang. natural killer cells) są częścią wrodzonego układu odpornościowego, która nie atakuje bezpośrednio inwazyjnych mikrobów. Zamiast tego, komórki NK niszczą uszkodzone komórki gospodarza, takie jak komórki nowotworowe lub komórki zainfekowane wirusem. Rozpoznają one takie komórki na podstawie stanu znanego jako "brakujące ja". Termin ten opisuje komórki z niskim poziomem markera powierzchni komórkowej zwanego MHC I (major histocompatibility complex). Może to wystąpić w infekcjach wirusowych komórek gospodarza. Zostały one nazwane "naturalnymi zabójcami", ponieważ nie wymagają aktywacji, aby zabić komórki, które "nie mają swojego ja".

Obraz z elektronowego mikroskopu skaningowego normalnej, krążącej krwi ludzkiej. Widoczne są czerwone krwinki, kilka gałkowatych białych krwinek, w tym limfocyty, monocyt, neutrofil i wiele małych płytek krwi w kształcie dysku.Zoom
Obraz z elektronowego mikroskopu skaningowego normalnej, krążącej krwi ludzkiej. Widoczne są czerwone krwinki, kilka gałkowatych białych krwinek, w tym limfocyty, monocyt, neutrofil i wiele małych płytek krwi w kształcie dysku.

MakrofagZoom
Makrofag

NeutrofilZoom
Neutrofil

EozynofilZoom
Eozynofil

Układy odpornościowe bezkręgowców

Peptydy przeciwdrobnoustrojowe

Peptydy przeciwdrobnoustrojowe, czyli peptydy obrony gospodarza, są częścią wrodzonej odpowiedzi immunologicznej. Występują one we wszystkich klasach życia. Peptydy te są silnymi antybiotykami o szerokim spektrum działania. Zabijają zarówno bakterie gram ujemne, jak i gram dodatnie, prątki (w tym Mycobacteriumtuberculosis), wirusy otoczkowe, grzyby, a nawet przekształcone lub nowotworowe komórki.

Morskie źródła rybne zawierają wysoki poziom związków przeciwdrobnoustrojowych. Testy na żywych rybach wykazały, że peptydy rybne zastosowane w żywności/składnikach paszowych działają dobrze.

Różne struktury peptydów przeciwdrobnoustrojowychZoom
Różne struktury peptydów przeciwdrobnoustrojowych

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest wrodzony układ odpornościowy?


O: Wrodzony układ odpornościowy to mechanizm obronny, który broni gospodarza przed infekcjami. Obejmuje on komórki, które rozpoznają i reagują na patogeny (zarazki) od razu, nie będąc specyficznymi dla żadnego konkretnego patogenu.

P: Czy wrodzony układ odpornościowy zapewnia długotrwałą odporność na określone infekcje?


O: Nie, w przeciwieństwie do adaptacyjnego układu odpornościowego, wrodzony układ odpornościowy nie daje długotrwałej odporności na określone infekcje.

P: Gdzie można znaleźć wrodzony układ odpornościowy?


O: Wrodzony układ odpornościowy występuje u wszystkich roślin i zwierząt, a także u prymitywnych organizmów wielokomórkowych. Występuje również u roślin, grzybów, owadów i kręgowców.

P: Czy wrodzony układ odpornościowy można przystosować?


O: Nie, nie ma zdolności adaptacyjnych i nie zmienia się w ciągu całego życia człowieka.

P: Jak wrodzony układ odpornościowy broni się przed infekcjami?


O: Wrodzony układ odpornościowy szybko reaguje na rozpoznane przez siebie patogeny, szybko się przed nimi broniąc.

P: Jak stara jest ta strategia obronna w porównaniu z innymi strategiami?


O: Ta strategia obronna jest ewolucyjnie starsza niż inne strategie obrony przed infekcją.

P: Jaki rodzaj organizmów polega głównie na swojej wrodzonej odporności w celu ochrony przed infekcją?


O: Prymitywne organizmy wielokomórkowe w celu ochrony przed infekcją polegają głównie na swojej wrodzonej odporności.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3