Įgimtoji imuninė sistema gina šeimininką nuo infekcijų. Ją sudaro ląstelės, kurios atpažįsta patogenus (mikrobus) ir iš karto į juos reaguoja. Įgimtosios imuninės sistemos atsakas nėra specifinis: ji vienodai reaguoja į visus atpažintus patogenus.

Skirtingai nei adaptyvioji imuninė sistema, įgimta imuninė sistema nesuteikia ilgalaikio imuniteto prieš konkrečias infekcijas.

Įgimtosios imuninės sistemos iš karto apsaugo nuo infekcijos ir yra visose augalų ir gyvūnų organizmuose. Įgimtoji sistema yra evoliuciškai senesnė gynybos strategija. Tai pagrindinė imuninė sistema, aptinkama augaluose, grybuose, vabzdžiuose ir primityviuose daugialąsčiuose organizmuose. Ši sistema neprisitaiko ir nesikeičia per visą individo gyvenimą.

Įgimtoji stuburinių imuninė sistema:

Pagrindinės sudedamosios dalys

  • Fizinės ir cheminės barjerai: oda, gleivės, skysčiai (seilės, skrepliai), žarnyno mikrobiota ir cheminės medžiagos (pH, antimikrobiniai peptidai).
  • Mobilios ląstelės: fagocitai (neutrofilai, makrofagai), dendritinės ląstelės, natūralūs žudikai (NK), mast ląstelės, eozinofilai, bazofilai.
  • Plazmos faktoriai ir signalai: komplemento sistema, citokinai (pvz., interferonai), uždegimo mediatori ai, opsonizaciniai baltymai.
  • Pattern recognition receptoriai (PRR): receptoriai, atpažįstantys PAMP (patogenų susijusias molekules) ir DAMP (žalos sukeltus molekulinius signalus), pvz., toll-like receptors (TLR), NOD-like receptoriai.

Veikimo mechanizmai

  • Atpažinimas: PRR atpažįsta bendrus mikrobų bruožus — lipopolisacharidus, peptidoglikaną, dvigubą RNR ir kt.
  • Fagocitozė: fagocitai (neutrofilai, makrofagai) „suvirškina“ mikrobus lizosomose.
  • Opsonizacija: antikūnų ar komplemento prijungimas prie mikrobų palengvina fagocitų darbą.
  • Uždegimas: vietinis kraujagyslių išsiplėtimas, praplėstofijos endotelio pralaidumas ir imuninės ląstelės, atkreipiamos į infekcijos vietą citokinų dėka.
  • Komplemento aktyvacija: lizė mikroorganizmų membranų, opsonizacija ir chemoatrakcija fagocitams.
  • Antivirusinės reakcijos: interferonai riboja virusų daugijimąsi ir aktyvina NK ląsteles bei antigeną pateikiančias ląsteles.

Specifinės ląstelės ir jų rolės

  • Neutrofilai: greita, trumpalaikė apsauga prieš bakterijas; dažnai pirmieji atvykstantys į uždegimo vietą.
  • Makrofagai: fagocitozė, senų ląstelių valymas, citokinų gamyba ir antigenų pateikimas adaptyviajai sistemai.
  • Dendritinės ląstelės: jungtis tarp įgimtosios ir adaptyviosios imuninės sistemos — pateikia antigenus T ląstelėms.
  • NK (natūralūs žudikai): naikina virusu infekuotas ir tam tikras navikines ląsteles be antikūnų pagalbos.
  • Mast ląstelės, eozinofilai, bazofilai: dalyvauja alerginėse reakcijose ir kovotojų su parazitais atsakuose.

Cheminiai medžiagų pavyzdžiai

  • Komplementas: serijos plazmos baltymų, kurie žaloja mikrobus, žymi juos fagocitozei ir skatina uždegimą.
  • Citokinai ir chemokinai: signalinės molekulės, pritraukiančios imuninės ląsteles ir koordinuojančios atsaką.
  • Interferonai: ypač svarbūs antivirusinei apsaugai.
  • Antimikrobiniai peptidai: defensinai ir kiti, tiesiogiai slopinantys mikrobų augimą ant odos ir gleivinių.

Įgimtosios imuninės sistemos ir adaptyviosios sąveika

Įgimtoji sistema ne tik saugo nuo infekcijų, bet ir inicijuoja bei formuoja adaptyviąją imuninę sistemą. Dendritinės ląstelės ir makrofagai pateikia antig enus T ląstelėms, citokinai įtakoja T ir B ląstelių diferenciaciją. Be įgimtosios signalizacijos dažnai neišsivysto stiprus ar tinkamai nukreiptas adaptyvus atsakas.

Įvairūs pavyzdžiai: augalai ir bestuburiai

  • Augalai: turi fizinius barjerus (žievę, kutikulę), cheminius gynybinius junginius (fitoncidus) ir PRR pagrįstą atpažinimą; dažna yra hypersensitiviteto reakcija, kur ląstelės aplink infekcijos vietą žūva, kad sustabdytų patogeną.
  • Bestuburiai: naudoto hemocitus (ląsteles kraujyje), melaninizaciją, kapsuliaciją ir antimikrobinius peptidus; jų imuninė reakcija taip pat greita ir nespecifinė.

Klinikinė reikšmė ir pavyzdžiai

  • Įgimtosios sistemos sutrikimai gali sukelti didesnį infekcijų pavojų (pvz., neutropenija) arba pernelyg stiprų uždegimą — sepsę.
  • Autoimuninės ir autoinflamacinės ligos gali kilti dėl netinkamo įgimtosios imuninės reguliacijos.
  • Terapijos: interferonai virusinėms ligoms, komplemento inhibitoriai tam tikroms autoimuninėms ligoms, adjuvantai vakcinose skatina įgimtosios sistemos atsaką ir gerina adaptacinę atmintį.

Išimtys ir naujos žinios: „treniravimas“ (trained immunity)

Nors tradiciškai teigiama, kad įgimta imuninė sistema nesuteikia ilgalaikio imuniteto, naujesni tyrimai rodo, kad kai kurios įgimtos ląstelės (pvz., makrofagai) gali patirti epigenetinius ir metabolinius pokyčius po patirties su tam tikrais stimulais. Tai vadinama treniravimu (trained immunity) ir gali sukelti sustiprintą arba modifikuotą greitą atsaką į vėlesnius iššūkius, nors tai skiriasi nuo klasikinės adaptyvios atminties mechanikos.

Santrauka

Įgimtoji imuninė sistema yra pirmoji organizmo apsaugos linija: greita, nespecifinė ir esminė norint kontroliuoti infekcijas bei inicijuoti adaptyvųjį atsaką. Jos komponentai — barjerai, ląstelės, plazmos baltymai ir receptoriai — veikia koordinuotai tam, kad atpažintų, apribotų ir pašalintų patogenus bei pradėtų audinių gijimą.