Prirojena imunost

Anatomske ovire

Prirojeni imunski sistem vključuje tudi kožo. Zunanje plasti kože se imenujejo "epitelijske". Epitelijske celice tvorijo voskasto fizično pregrado, ki preprečuje dostop večini povzročiteljev nalezljivih bolezni. Te celice so prva obrambna linija prirojenega imunskega sistema pred vsiljivimi organizmi.

Stare kožne celice odpadejo, to pa pomaga odstraniti bakterije, ki so se prilepile na kožo.

Koža se v notranjosti nadaljuje kot sluznica črevesja in pljuč. V črevesju ali pljučih se s peristaltiko ali trepalnicami odstranjujejo povzročitelji okužb. Tudi sluz zadržuje povzročitelje okužb. V črevesju lahko črevesna flora preprečuje patogene bakterije z izločanjem strupenih snovi ali s tekmovanjem s patogenimi bakterijami za hranila ali za pritrditev na celične površine.

Solze in slina z izpiranjem preprečujejo okužbe oči in ust.

Vnetje

Vnetje je eden od prvih odzivov imunskega sistema na patogene ali tuje snovi, ki preidejo anatomske ovire.

Vnetje spodbujajo kemični dejavniki, ki jih sproščajo poškodovane celice. Vzpostavlja fizično pregrado proti širjenju okužb in spodbuja celjenje poškodovanega tkiva po odstranitvi patogenov.

Kemični dejavniki, ki nastanejo med vnetjem, privlačijo fagocite, zlasti nevtrofilce. Nevtrofilci nato sprožijo druge dele imunskega sistema.

Komplementarni sistem

Komplementarni sistem je biokemična kaskada imunskega sistema, ki pomaga protitelesom odstraniti patogene ali jih označiti za uničenje s strani drugih celic.

Kaskada je sestavljena iz številnih plazemskih beljakovin, ki nastajajo v jetrih. Beljakovine delujejo skupaj, da:

• sprožijo novačenje vnetnih celic.
• označijo patogene za uničenje s prevleko na njihovi površini.
• porušijo plazemsko membrano okužene celice, kar povzroči citolizo okužene celice in smrt patogena.
• znebiti telesa nevtraliziranih kompleksov antigena in protitelesa.

Elemente komplementarne kaskade najdemo pri številnih vrstah, ki niso sesalci, vključno z rastlinami, pticami, ribami in nekaterimi vrstami nevretenčarjev.

Celice prirojenega imunskega odziva

Vse bele krvničke (WBC) so znane kot levkociti. Levkociti se razlikujejo od drugih telesnih celic: delujejo kot samostojni enocelični organizmi. Lahko se prosto gibljejo in lovijo celične ostanke, tuje delce ali napadalne mikroorganizme. Proizvajajo jih krvotvorne matične celice v kostnem mozgu.

Med prirojene levkocite spadajo: naravne celice ubijalke, mastocite, eozinofilce in bazofilce ter fagocitne celice, vključno z makrofagi, nevtrofilci in dendritičnimi celicami. Prepoznavajo in odstranjujejo patogene, ki povzročajo okužbe.

Mastne celice

Mastociti so vrsta prirojenih imunskih celic v vezivnem tkivu in sluznicah. Tesno so povezane z obrambo pred patogeni in celjenjem ran. Pogosto so povezane tudi z alergijo in anafilaksijo. Ob aktivaciji mastociti hitro sproščajo v okolje značilna zrnca, bogata s histaminom in heparinom, skupaj z različnimi hormonskimi mediatorji in kemotaktičnimi citokini. Histamin razširi krvne žile, kar povzroči znake vnetja, ter rekrutira nevtrofilce in makrofage.

Fagociti

Beseda "fagocit" dobesedno pomeni "prehranjevalna celica". To so imunske celice, ki požirajo, tj. fagocitirajo, patogene ali delce. Da bi fagocit absorbiral delec ali patogen, razširi dele svoje plazemske membrane in jo ovije okoli delca, dokler ga ne ovije (tj. delec je zdaj znotraj celice). Ko je patogen v celici, se nahaja v endosomu, ki se združi z lizosomom. Lizosom vsebuje encime in kisline, ki uničijo in prebavijo delec ali organizem. Fagociti običajno patruljirajo po telesu in iščejo patogene, vendar se lahko odzovejo tudi na skupino visoko specializiranih molekularnih signalov, ki jih proizvajajo druge celice in se imenujejo citokini. Med fagocitne celice imunskega sistema spadajo makrofagi, nevtrofilci in dendritične celice.

Fagocitoza gostiteljevih lastnih celic je običajen del rednega razvoja in vzdrževanja tkiv. Ko gostiteljske celice odmrejo, jih fagocitne celice odstranijo s prizadetega mesta. Fagocitoza je z odstranjevanjem odmrlih celic pomemben del procesa zdravljenja.

Makrofagi

Makrofagi so veliki fagocitni levkociti. Lahko se premikajo čez celično membrano kapilarnih žil in vstopajo med celice ter lovijo patogene, ki vdirajo. Makrofagi so najučinkovitejši fagociti in lahko fagocitirajo veliko število bakterij ali drugih celic ali mikrobov. Vezava bakterijskih molekul na receptorje na površini makrofaga ga spodbudi, da bakterijo pogoltne in uniči. Patogeni prav tako spodbudijo makrofage k proizvodnji kemokinov, ki na mesto okužbe prikličejo druge celice.

Nevtrofilci

Nevtrofilci in dve drugi vrsti celic (eozinofilci in bazofilci) so zaradi značilnih lobusnih jeder znani kot granulociti (ker imajo v citoplazmi zrnca) ali polimorfonuklearne celice (PMN).

Granule nevtrofilcev vsebujejo različne strupene snovi, ki uničujejo ali zavirajo rast bakterij in glivic. Glavni produkti nevtrofilcev so močna oksidacijska sredstva. Ti vključujejo vodikov peroksid, proste kisikove radikale in hipoklorit. Nevtrofilci so najštevilčnejša vrsta fagocitov, s 50 do 60 % vseh krožečih levkocitov. Običajno so prve celice, ki prispejo na mesto okužbe. Kostni mozeg normalnega zdravega odraslega človeka proizvede več kot 100 milijard nevtrofilcev na dan, med akutnim vnetjem pa več kot 10-krat toliko na dan.

Dendritične celice

Dendritične celice (DC) so fagocitne celice v tkivih, ki so v stiku z zunanjim okoljem, predvsem v koži (kjer jih pogosto imenujemo Langerhansove celice) ter v notranji sluznici nosu, pljuč, želodca in črevesja. Dendritične celice so zelo pomembne v procesu predstavitve antigenov in služijo kot vez med prirojenim in adaptivnim imunskim sistemom.

Bazofili in eozinofili

Bazofili in eozinofili so celice, sorodne nevtrofilom (glej zgoraj). Ko se bazofili aktivirajo ob srečanju s patogenom, sproščajo histamin in so pomembni pri obrambi pred paraziti ter imajo vlogo pri alergijskih reakcijah (kot je astma). Ko so aktivirani, eozinofili izločajo vrsto zelo strupenih beljakovin in prostih radikalov, ki uničujejo bakterije in parazite. Iste kemikalije povzročajo tudi poškodbe tkiva med alergijskimi reakcijami. Aktiviranje in sproščanje toksinov s strani eozinofilcev je zato strogo regulirano, da se prepreči neustrezno uničevanje tkiva.

Naravne celice ubijalke

Naravne celice ubijalke so del prirojenega imunskega sistema, ki ne napada neposredno mikrobov. Namesto tega celice NK uničujejo ogrožene gostiteljske celice, kot so tumorske celice ali z virusi okužene celice. Takšne celice prepoznajo po stanju, znanem kot "manjkajoči jaz". Ta izraz opisuje celice z nizko stopnjo označevalca na površini celic, imenovanega MHC I (glavni histokompatibilnostni kompleks). To se lahko zgodi pri virusnih okužbah gostiteljskih celic. Ime "naravni ubijalci" so dobili zato, ker za ubijanje celic, ki jim "manjka jaz", ne potrebujejo aktivacije.

Slika normalne krožeče človeške krvi s skenirnim elektronskim mikroskopom. Vidimo rdeče krvničke, več belih krvničk, vključno z limfociti, monocitom, nevtrofilcem in številnimi majhnimi trombociti v obliki diska.


Makrofag


Nevtrofil


Eozinofil

Imunski sistemi nevretenčarjev

Protimikrobni peptidi

Protimikrobni peptidi ali peptidi za obrambo gostitelja so del prirojenega imunskega odziva. Najdemo jih v vseh razredih življenja. Ti peptidi so močni antibiotiki širokega spektra. Uničujejo gramnegativne in grampozitivne bakterije, mikobakterije (vključno z Mycobacterium tuberculosis), ovojnice virusov, glive in celo spremenjene ali rakave celice.

Morski ribji viri vsebujejo veliko protimikrobnih spojin. Testiranje z živimi ribami je pokazalo, da ribji peptidi, uporabljeni v sestavinah hrane/krme, delujejo dobro.

Različne strukture protimikrobnih peptidov