Įgimtoji imuninė sistema

Anatominės kliūtys

Įgimtoji imuninė sistema apima ir odą. Išoriniai odos sluoksniai vadinami epiteliniais. Epitelinės ląstelės sudaro vaškinį fizinį barjerą, kuris apsaugo nuo daugumos infekcijų sukėlėjų. Šios ląstelės yra pirmoji įgimtosios imuninės sistemos gynybos nuo įsibrovėlių linija.

Senos odos ląstelės nukrenta, o tai padeda pašalinti prie odos prilipusias bakterijas.

Oda viduje yra žarnyno ir plaučių gleivinė. Žarnyne ir plaučiuose peristaltika arba blakstienėlių judėjimas padeda pašalinti infekcijų sukėlėjus. Be to, gleivės sulaiko infekcijų sukėlėjus. Žarnyne žarnyno flora gali užkirsti kelią patogeninėms bakterijoms išskirdama toksines medžiagas arba konkuruodama su patogeninėmis bakterijomis dėl maistinių medžiagų ar dėl prisitvirtinimo prie ląstelių paviršių.

Ašaros ir seilės padeda išvengti akių ir burnos infekcijos.

Uždegimas

Uždegimas yra viena pirmųjų imuninės sistemos reakcijų į patogenus ar svetimkūnius, kurie prasiskverbia pro anatominius barjerus.

Uždegimą skatina cheminiai veiksniai, kuriuos išskiria sužeistos ląstelės. Jis sukuria fizinį barjerą, apsaugantį nuo infekcijos plitimo, ir skatina pažeistų audinių gijimą po to, kai iš jų pašalinami patogenai.

Uždegimo metu susidarantys cheminiai veiksniai pritraukia fagocitus, ypač neutrofilus. Neutrofilai paskatina kitas imuninės sistemos dalis.

Papildymo sistema

Komplemento sistema yra imuninės sistemos biocheminė kaskada, padedanti antikūnams išvalyti patogenus arba pažymėti juos, kad juos sunaikintų kitos ląstelės.

Kaskadą sudaro daug plazmos baltymų, kurie gaminami kepenyse. Šie baltymai veikia kartu, kad:

• skatina uždegiminių ląstelių pritraukimą.
• žymėti patogenus, kad jie būtų sunaikinti dengiant jų paviršių.
• suardo infekuotos ląstelės plazminę membraną, sukelia infekuotos ląstelės citolizę ir sukelia patogeno mirtį.
• atsikratyti neutralizuotų antigeno ir antikūnų kompleksų.

Komplemento kaskados elementų galima rasti daugelyje ne žinduolių rūšių, įskaitant augalus, paukščius, žuvis ir kai kurias bestuburių rūšis.

Įgimto imuninio atsako ląstelės

Visi baltieji kraujo kūneliai (BKL) vadinami leukocitais. Leukocitai skiriasi nuo kitų organizmo ląstelių: jie veikia kaip savarankiški vienaląsčiai organizmai. Jie gali laisvai judėti ir gaudyti ląstelių likučius, svetimkūnius ar įsibrovusius mikroorganizmus. Juos gamina kraują formuojančios kamieninės ląstelės kaulų čiulpuose.

Įgimties leukocitai yra: Natūraliosios ląstelės žudikės, putliosios ląstelės, eozinofilai, bazofilai ir fagocitinės ląstelės, įskaitant makrofagus, neutrofilus ir dendritines ląsteles. Jos atpažįsta ir pašalina infekciją sukeliančius patogenus.

Mastinės ląstelės

Mastinės ląstelės yra įgimtos imuninės sistemos ląstelės, esančios jungiamajame audinyje ir gleivinėse. Jos glaudžiai susijusios su gynyba nuo patogenų ir žaizdų gijimu. Jos taip pat dažnai siejamos su alergija ir anafilaksija. Suaktyvėjusios putliosios ląstelės greitai išskiria į aplinką būdingas granules, kuriose gausu histamino ir heparino, kartu su įvairiais hormoniniais mediatoriais ir chemotaktiniais citokinais. Histaminas išplečia kraujagysles, sukeldamas uždegimo požymius, ir pritraukia neutrofilus bei makrofagus.

Fagocitai

Žodis "fagocitas" pažodžiui reiškia "ėdančią ląstelę". Tai imuninės ląstelės, kurios sugeria, t. y. fagocituoja, patogenus arba daleles. Fagocitas, norėdamas sugerti dalelę ar patogeną, išplečia savo plazminės membranos dalis ir apgaubia dalelę membrana, kol ją apgaubia (t. y. dalelė atsiduria ląstelės viduje). Patogenas, patekęs į ląstelės vidų, patenka į endosomą, kuri susijungia su lizosoma. Lizosomoje yra fermentų ir rūgščių, kurie sunaikina ir suvirškina dalelę arba organizmą. Fagocitai paprastai patruliuoja po organizmą ieškodami patogenų, tačiau jie taip pat gali reaguoti į kitų ląstelių gaminamus labai specializuotus molekulinius signalus, vadinamus citokinais. Fagocitinės imuninės sistemos ląstelės yra makrofagai], neutrofilai ir dendritinės ląstelės.

Fagocitozė iš šeimininko ląstelių yra įprasta įprasta audinių vystymosi ir priežiūros dalis. Kai šeimininko ląstelės žūsta, fagocitinės ląstelės jas pašalina iš pažeistos vietos. Pašalindama negyvas ląsteles, fagocitozė yra svarbi gijimo proceso dalis.

Makrofagai

Makrofagai yra dideli fagocituojantys leukocitai. Jie gali judėti per kapiliarų ląstelių membraną ir patekti tarp ląstelių medžioti patogenų. Makrofagai yra efektyviausi fagocitai, galintys fagocituoti didelį kiekį bakterijų ar kitų ląstelių arba mikrobų. Bakterijų molekulėms prisijungus prie makrofago paviršiuje esančių receptorių, makrofagas jas sugeria ir sunaikina. Patogenai taip pat skatina makrofagą gaminti chemokinus, kurie į infekcijos vietą sukviečia kitas ląsteles.

Neutrofilai

Neutrofilai ir dar dviejų tipų ląstelės (eozinofilai ir bazofilai) dėl savo išskirtinių ląstelinių branduolių vadinami granulocitais (nes jų citoplazmoje yra granulių) arba polimorfonuklearinėmis ląstelėmis (PMN).

Neutrofilų granulėse yra įvairių toksinių medžiagų, kurios naikina arba stabdo bakterijų ir grybelių augimą. Pagrindiniai neutrofilų produktai yra stiprios oksiduojančios medžiagos. Tai vandenilio peroksidas, laisvieji deguonies radikalai ir hipochloritas. Neutrofilai yra gausiausias fagocitų tipas, sudarantis 50-60 % visų cirkuliuojančių leukocitų. Jie paprastai yra pirmosios ląstelės, patekusios į infekcijos vietą. Normalaus sveiko suaugusio žmogaus kaulų čiulpuose per dieną susidaro daugiau kaip 100 mlrd. neutrofilų, o ūminio uždegimo metu - daugiau kaip 10 kartų daugiau.

Dendritinės ląstelės

Dendritinės ląstelės (DC) - tai fagocituojančios ląstelės, esančios su išorine aplinka besiliečiančiuose audiniuose, daugiausia odoje (dažnai vadinamos Langerhanso ląstelėmis), nosies, plaučių, skrandžio ir žarnyno vidinėje gleivinėje. Dendritinės ląstelės yra labai svarbios antigeno pateikimo procese ir yra jungiamoji grandis tarp įgimtosios ir adaptyviosios imuninės sistemos.

Bazofilai ir eozinofilai

Bazofilai ir eozinofilai - tai ląstelės, susijusios su neutrofilais (žr. pirmiau). Suaktyvėję dėl susidūrimo su patogenu, bazofilai, išskiriantys histaminą, yra svarbūs apsisaugant nuo parazitų ir vaidina svarbų vaidmenį alerginių reakcijų (pvz., astmos) metu. Suaktyvėję eozinofilai išskiria daugybę labai toksiškų baltymų ir laisvųjų radikalų, kurie naikina bakterijas ir parazitus. Tos pačios cheminės medžiagos taip pat sukelia audinių pažeidimus alerginių reakcijų metu. Todėl eozinofilų aktyvavimas ir toksinų išsiskyrimas yra griežtai reguliuojamas, kad būtų išvengta netinkamo audinių sunaikinimo.

Natūralios ląstelės žudikės

Natūraliosios ląstelės žudikės, arba NK ląstelės, yra įgimtosios imuninės sistemos dalis, kuri tiesiogiai nepuola įsibrovusių mikrobų. Vietoj to NK ląstelės naikina pažeistas šeimininko ląsteles, pavyzdžiui, naviko ląsteles arba virusais užkrėstas ląsteles. Tokias ląsteles ji atpažįsta pagal vadinamąją "trūkstamo savęs" būklę. Šiuo terminu apibūdinamos ląstelės, kurių ląstelių paviršiuje yra mažai žymeklio, vadinamo MHC I (pagrindinis histokompatibilumo kompleksas). Taip gali atsitikti virusų sukeltų šeimininko ląstelių infekcijų metu. Jos buvo pavadintos "natūraliomis žudikėmis", nes joms nereikia aktyvacijos, kad galėtų sunaikinti ląsteles, kurioms "trūksta savęs".

Skenuojančio elektroninio mikroskopo vaizdas, kuriame matomas normalus cirkuliuojantis žmogaus kraujas. Matyti raudonieji kraujo kūneliai, keletas gumbuotų baltųjų kraujo kūnelių, įskaitant limfocitus, monocitą, neutrofilą ir daug mažų disko formos trombocitų.


Makrofagas


Neutrofilas


Eozinofilas

Bestuburių imuninės sistemos

Antimikrobiniai peptidai

Antimikrobiniai peptidai, arba šeimininko apsaugos peptidai, yra įgimto imuninio atsako dalis. Jų randama visose gyvybės klasėse. Šie peptidai yra stiprūs, plataus spektro antibiotikai. Jie naikina gramneigiamas ir gramteigiamas bakterijas, mikobakterijas (įskaitant Mycobacterium tuberculosis), virusus su apvalkalu, grybelius ir net transformuotas ar vėžines ląsteles.

Jūros žuvų šaltiniuose yra daug antimikrobinių junginių. Bandymai su gyvomis žuvimis parodė, kad žuvų peptidai, naudojami maisto ir (arba) pašarų sudedamosiose dalyse, veikia gerai.

Įvairios antimikrobinių peptidų struktūros