etapy fagocytozy. Fagocytoza w odpowiedziach immunologicznych organizmu
16. Reakcja fagocytarna.
Fagocytoza- proces aktywnego wchłaniania, trawienia i inaktywacji obcych cząstek przez wyspecjalizowane komórki fagocytujące.
Etapy fagocytozy:
Chemotaksja to celowe przemieszczanie się fagocytów wzdłuż gradientu stężeń specjalnych substancji biologicznie czynnych - chemoatraktantów.
Adhezja – przyleganie do drobnoustroju. Opsoniny (AT, fibronektyna, surfaktant) otaczają mikroorganizmy i znacznie ograniczają ich ruchliwość.
Endocytoza (wchłanianie). W efekcie powstaje fagosom, w którym zamknięty jest obiekt fagocytozy. Lizosomy pędzą do fagosomu i ustawiają się wzdłuż jego obwodu.
Trawienie. Fuzja fagosomu z lizosomem w celu utworzenia fagolizosomu. Ponadto fagocytowane mikroorganizmy są atakowane przez czynniki zależne od tlenu (nadtlenek, nadtlenek tlenu, cytochrom b; powstają produkty o działaniu toksycznym, niszczącym mikroorganizmy i otaczające je struktury) i niezależne od tlenu (granulki z laktoferyną, lizozymem itp.; produkty te powodują uszkodzenia ściany komórkowej i zakłócają niektóre procesy metaboliczne).
wynikiem fagocytozy.
Zakończone - śmierć i zniszczenie mikroorganizmów
Niekompletne – bakterie wyposażone w otoczki lub gęste hydrofobowe ściany komórkowe są odporne na działanie enzymów lizosomalnych; blokowanie fuzji fagosomów i lizosomów.
Rodzaje komórek fagocytarnych:
Makrofagi i komórki dendrytyczne - profesjonalne fagocyty i komórki prezentujące antygen
Mikrofagi - leukocyty polimorfojądrowe (neutrofile) - tylko umiarkowana fagocytoza
Monocyty krwi migrują do tkanek pod wpływem cytotoksyn i stają się rezydentami.
Makrofagi Wątroba - komórki Kupffera
Płuca - makrofagi pęcherzykowe
OUN - komórki mikrogleju
Szpik kostny - osteoklasty
Nerka - komórki mezangialne
Fagocytoza mikroorganizmów i ich przetwarzanie (trawienie); prezentować antygen limfocytom T.
NK - naturalni zabójcy - nie różnicują AH, są niezależne od przeciwciał, działają tylko przeciwko komórkom i reagują tylko na czynniki komórkowe.
Wskaźniki fagocytozy:
Indeks fagocytarny (aktywność fagocytarna) - odsetek neutrofili zawierających cząsteczki mikroorganizmów
Liczba fagocytarna (indeks fagocytarny) - średnia liczba mikroorganizmów wchłoniętych przez jeden fagocyt.
17. Humoralna odpowiedź immunologiczna.
W humoralnej odpowiedzi immunologicznej biorą udział trzy typy komórek: makrofagi (komórki prezentujące AG), komórki pomocnicze T i limfocyty B
Komórki prezentujące AG fagocytują mikroorganizm i przetwarzają go, dzieląc na fragmenty (przetwarzanie AG). Fragmenty AG są eksponowane na powierzchnię komórki prezentującej AG wraz z cząsteczką MHC. Kompleks AG-cząsteczka MHC2 jest prezentowany pomocnikowi T. Rozpoznanie kompleksu przez T-pomocnika stymuluje wydzielanie IL-1 przez makrofagi.
T-pomocnik pod wpływem IL-1 syntetyzuje IL-2 i receptory dla IL-2, ta ostatnia poprzez mechanizm autokrynny stymuluje proliferację T-pomocników, a także CTL. Tak więc, po interakcji z komórką prezentującą AG, pomocnik T nabywa zdolność reagowania na działanie IL-2 poprzez szybką reprodukcję. Biologicznym znaczeniem tego zjawiska jest nagromadzenie pomocników T, które zapewniają tworzenie się w narządach limfatycznych niezbędnej puli komórek plazmatycznych, które wytwarzają przeciwciała przeciwko temu AG.
Limfocyt B. Jego aktywacja polega na bezpośrednim oddziaływaniu AG z cząsteczką Ig na powierzchni limfocytu B. W tym przypadku limfocyt B sam przetwarza AG i prezentuje swój fragment w połączeniu z cząsteczką MHC2 na swojej powierzchni. Kompleks ten rozpoznaje pomocnika T wybranego przy użyciu tego samego antygenu. Rozpoznanie przez receptor T-pomocniczy kompleksu AG-MHC2 na powierzchni limfocytu B prowadzi do wydzielania IL-2, IL-4, IL-5 i IFN-gamma przez T-pomocnika pod wpływem z których komórki B namnażają się, tworząc klon komórek plazmatycznych. Komórki plazmatyczne syntetyzują przeciwciała. Wydzielanie AT jest stymulowane przez IL-6 wydzielaną przez aktywowany T-pomocnik. Niektóre dojrzałe limfocyty B po zróżnicowaniu niezależnym od antygenu krążą w organizmie w postaci komórek pamięci.
5 klas: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM; Cząsteczki IgD, IgE, IgG są reprezentowane przez monomery, IgM przez pentamery, cząsteczka IgA w surowicy krwi jest monomerem, aw wydalanych płynach (ślinie, płynie łzowym) jest dimerem
IgG: przenika przez łożysko do organizmu płodu, aby zapewnić powstanie odporności biernej u płodu, po urodzeniu dziecka jego zawartość w surowicy krwi spada i osiąga minimalne stężenie o 3-4 miesiące, po czym zaczyna rosnąć ze względu na nagromadzenie własnych IgG, osiągając normę o 7 lat. Wykrycie wysokiego miana IgG na Ag określonego patogenu świadczy o tym, że organizm znajduje się w fazie rekonwalescencji lub niedawno przeniesiono określoną chorobę.
IgM: jego zawartość jest znacznie zwiększona u noworodków, które przeszły infekcję wewnątrzmaciczną. Obecność IgM w Ag określonego patogenu wskazuje na ostry proces zakaźny.
IgA: krąży w surowicy krwi, a także jest wydzielany na powierzchni nabłonka., obecny w ślinie, płynie łzowym, mleku. Cząsteczki IgA biorą udział w reakcjach neutralizacji i aglutynacji patogenów. Immunoglobuliny wydzielnicze klasy IgA (SIgA) różnią się od immunoglobulin surowiczych obecnością składnika wydzielniczego związanego z 2 lub 3 monomerami IgA.
IgD: znajduje się na powierzchni rozwijających się limfocytów B, jego zawartość osiąga maksimum do 10 roku życia, niewielki wzrost miana obserwuje się w czasie ciąży, astmy oskrzelowej, tocznia rumieniowatego układowego oraz u osób z niedoborami odporności
IgE: syntetyzowany przez komórki plazmatyczne w węzłach chłonnych oskrzeli i otrzewnej, w błonie śluzowej przewodu pokarmowego. IgE są również nazywane reaginami, ponieważ biorą udział w reakcjach anafilaktycznych, mając wyraźną cytofilowość.
Od 10. tygodnia rozwoju wewnątrzmacicznego rozpoczyna się synteza IgM, od 12. - IgG, od 30. - IgA, ale ich stężenie jest niskie.
Ochronna funkcja przeciwciał podczas infekcji:
Ab poprzez centra wiążące Ag oddziałują z różnymi Ag. W ten sposób Ab zapobiegają infekcji lub eliminują patogen lub blokują rozwój reakcji patologicznych, jednocześnie aktywując wszystkie specyficzne systemy obronne.
Opsonizacja (fagocytoza immunologiczna)– Abs (poprzez fragmenty Fab) wiążą się ze ścianą komórkową organizmu; Fragment Fc Ab oddziałuje z odpowiednim receptorem fagocytu, który pośredniczy w późniejszej efektywnej absorpcji utworzonego kompleksu przez fagocyt.
Działanie antytoksyczne Abs może wiązać, a tym samym dezaktywować toksyny bakteryjne.
Aktywacja komplementu Ab (IgM, IgG) po związaniu z Ag (mikroorganizm, komórka nowotworowa) aktywuje układ dopełniacza, co prowadzi do zniszczenia tej komórki poprzez perforację jej ściany komórkowej, nasilenie chemotaksji, chemokinezy i fagocytozy immunologicznej
Neutralizacja– oddziałując z receptorami komórkowymi wiążącymi bakterie lub wirusy, Ab może zapobiegać adhezji i przenikaniu mikroorganizmów do komórek organizmu gospodarza.
Krążące kompleksy immunologiczne Abs wiążą rozpuszczalny Ag i tworzą krążące kompleksy, za pomocą których Ag jest wydalany z organizmu, głównie z moczem i żółcią.
Cytotoksyczność zależna od przeciwciał– opsonizując Ag, Ab stymuluje ich niszczenie przez komórki cytotoksyczne. Aparatem, który zapewnia rozpoznawanie celu, są receptory dla fragmentów Fc Ab. Makrofagi i granulocyty są zdolne do niszczenia opsonizowanych celów.
Właściwości przeciwciał:
Specyficzność- zdolność przeciwciał do reagowania tylko z określonym antygenem, ze względu na obecność determinant antygenowych na antygenie i receptorów antygenowych (antydeminantów) na przeciwciele.
Wartościowość- liczba antydeterminantów na przeciwciele (zwykle dwuwartościowych);
powinowactwo, powinowactwo jest siłą związku między determinantą a antydeterminantą;
Chciwość jest siłą wiązania przeciwciało-antygen. Ze względu na wartościowość jedno przeciwciało wiąże się z kilkoma antygenami;
Niejednorodność- niejednorodność, spowodowana obecnością trzech typów determinantów antygenowych:
izotypowy- scharakteryzować przynależność immunoglobuliny do określonej klasy (IgA, IgG, IgM itp.);
Allotypowe- (specyficzność wewnątrzgatunkowa) odpowiadają wariantom allelicznym immunoglobuliny (zwierzęta heterozygotyczne mają różne immunoglobuliny);
Idiotypowe- odzwierciedlają indywidualne cechy immunoglobulin (mogą powodować reakcje autoimmunologiczne).
Cechy wieku:
W okresie poporodowym obserwuje się bardzo znaczną dynamikę zawartości immunoglobulin różnych klas we krwi dzieci. Wynika to z faktu, że w pierwszych miesiącach życia trwa dezintegracja i usuwanie tych immunoglobulin klasy B, które zostały przeniesione przez łożysko od matki.
W ciągu pierwszych 4-6 miesięcy matczyne immunoglobuliny ulegają całkowitemu zniszczeniu i rozpoczyna się synteza własnych immunoglobulin.
Temat: " Doktryna immunitetu. Niespecyficzne czynniki ochronne ».
Odporność jest sposobem ochrony organizmu przed genetycznie obcymi substancjami - antygenami pochodzenia egzogennego i endogennego, mającym na celu utrzymanie i zachowanie homeostazy, strukturalnej i funkcjonalnej integralności organizmu, biologicznej (antygenowej) indywidualności każdego organizmu i gatunku jako całości.
Ta definicja podkreśla:
że immunologia bada metody i mechanizmy ochrony przed wszelkimi antygenami genetycznie obcymi danemu organizmowi, niezależnie od tego, czy są one pochodzenia mikrobiologicznego, zwierzęcego czy innego;
że mechanizmy odporności są skierowane przeciwko antygenom, które mogą dostać się do organizmu, zarówno z zewnątrz, jak i powstać w samym ciele;
że układ odpornościowy ma na celu zachowanie i utrzymanie genetycznie zdeterminowanej indywidualności antygenowej każdego osobnika, każdego gatunku jako całości
Uzyskuje się ochronę immunologiczną przed agresją biologiczną triada reakcji w tym:
rozpoznawanie obcych i zmienionych własnych makrocząsteczek (AG)
usuwanie z organizmu AG i ich komórek.
zapamiętywanie kontaktu z określonymi antygenami, co warunkuje ich przyspieszone usuwanie po ponownym wejściu do organizmu.
Założyciele immunologii:
Ludwik Pasteur – zasada szczepienia.
II Miecznikow - doktryna fagocytozy.
Paul Ehrlich - Hipoteza przeciwciał.
O znaczeniu immunologii jako nauki świadczy fakt, że autorom wielu odkryć przyznano Nagrodę Nobla.
Czynniki niespecyficzneodporność organizmu
W niespecyficznej ochronie przed drobnoustrojami i antygenami ważną rolę odgrywa wspomniana wyżej trzy bariery: 1) mechaniczny, 2) fizykochemiczne i 3) immunobiologiczny. Głównymi czynnikami ochronnymi tych barier są skóra i błony śluzowe, enzymy, komórki fagocytujące, dopełniacz, interferon, inhibitory surowicy krwi.
Skóra i błony śluzowe
Nabłonek warstwowy zdrowej skóry i błon śluzowych jest zwykle nieprzepuszczalny dla drobnoustrojów i makrocząsteczek. Jednak przy subtelnych mikrouszkodzeniach, zmianach zapalnych, ukąszeniach owadów, oparzeniach i urazach drobnoustroje i makrocząsteczki nie mogą przenikać przez skórę i błony śluzowe. Wirusy i niektóre bakterie mogą przenikać do makroorganizmu międzykomórkowo, przez komórkę i za pomocą fagocytów, które przenoszą wchłonięte drobnoustroje przez nabłonek i błony śluzowe. Dowodem na to jest zakażenie w warunkach naturalnych przez błony śluzowe górnych dróg oddechowych, płuc, przewodu pokarmowego układu moczowo-płciowego, a także możliwość uodpornienia doustnego i wziewnego żywymi szczepionkami, gdy szczepionkowy szczep bakterii i wirusów przedostanie się przez błony śluzowe przewodu pokarmowego i dróg oddechowych.
Ochrona fizyczna i chemiczna
Na czystej i nienaruszonej skórze zwykle utrzymuje się niewiele drobnoustrojów, ponieważ pot i gruczoły łojowe stale wydzielają na jej powierzchni substancje o działaniu bakteriobójczym (kwas octowy, mrówkowy, mlekowy).
Żołądek stanowi również barierę dla przenikających drogą pokarmową bakterii, wirusów, antygenów, gdyż te ostatnie ulegają inaktywacji i zniszczeniu pod wpływem kwaśnej treści żołądka (pH 1,5-2,5) oraz enzymów. W jelicie enzymy i bakteriocyny tworzone przez normalną florę bakteryjną jelita, a także trypsyna, pankreatyna, lipaza, amylazy i żółć służą jako czynniki inaktywujące.
Ochrona immunobiologiczna
Fagocytoza
Fagocytoza(z gr. fagi - pożeram cytokiny - komórka), odkryta i zbadana przez I. I. Miecznikowa, jest jednym z głównych potężnych czynników zapewniających odporność organizmu, ochronę przed obcymi substancjami, w tym drobnoustrojami. Jest to najstarsza forma obrony immunologicznej, która pojawiła się już w koelenteratach.
Mechanizm fagocytozy polega na wchłanianiu, trawieniu i unieczynnianiu substancji obcych dla organizmu przez wyspecjalizowane komórki – fagocyty.
I. I. Miecznikow do komórek fagocytującychkam przypisane makrofagi i mikrofagi. Najbardziej zbadane i dominujące liczbowo są monocyty krwi i utworzone z nich makrofagi tkankowe. Czas przebywania monocytów w krwioobiegu wynosi 2-4 dni. Następnie migrują do tkanek, zamieniając się w makrofagi. Żywotność makrofagów wynosi od 20 dni do 7 miesięcy (mówimy o różnych subpopulacjach makrofagów tkankowych); w większości przypadków jest to 20-40 dni.
Makrofagi są większe niż monocyty ze względu na spłaszczony kształt. Makrofagi dzielą się na rezydentne (stabilnie zlokalizowane w określonych tkankach) i ruchome (mobilizowane w ognisku zapalenia) Obecnie wszystkie fagocyty są zjednoczone Vpojedynczy jednojądrzasty fagocytsystem:
obejmuje makrofagi tkankowe(pęcherzykowe, otrzewnowe itp.), klatka szybowaczy Langerhansa I grensteina(epidermocyty skóry), komórki Kupffera(retikuloendoteliocyty gwiaździste), komórki nabłonkowe, neutrofile krwi i eozynofile oraz niektóre inne.
Główne funkcje fagocytów.
usunąć obumierające komórki i ich struktury (erytrocyty, komórki nowotworowe) z organizmu;
usuwać niemetabolizowane substancje nieorganiczne, które w taki czy inny sposób dostają się do wewnętrznego środowiska organizmu (na przykład cząstki węgla, minerałów i innych pyłów, które dostają się do dróg oddechowych);
pochłaniają i unieczynniają drobnoustroje (bakterie, wirusy, grzyby), ich pozostałości i produkty;
syntetyzować różnorodne substancje biologicznie czynne, niezbędne do zapewnienia odporności organizmu (niektóre składniki dopełniacza, lizozym, interferon, interleukiny itp.);
uczestniczyć w regulacji układu odpornościowego;
przeprowadzają „zapoznanie” T-pomocników z antygenami, czyli biorą udział we współpracy komórek immunokompetentnych.
W związku z tym fagocyty są z jednej strony swego rodzaju „zmiataczami”, oczyszczającymi organizm z wszelkich obcych cząstek, niezależnie od ich natury i pochodzenia (funkcja niespecyficzna), a z drugiej strony uczestniczą w procesie swoistej odporności poprzez prezentacji antygenu komórkom immunokompetentnym (limfocytom T~) oraz regulacji i aktywności.
Etapy fagocytozy . Proces fagocytozy, czyli wchłaniania obcej substancji przez komórki, ma kilka etapów:
zbliżanie się fagocytu do obiektu wchłaniania (chemotaksja);
adsorpcja str połknięta substancja na powierzchni fagocytu;
wchłanianie substancje przez inwazję błony komórkowej z tworzeniem fagosomów (wakuoli, pęcherzyków) w protoplazmie zawierającej wchłoniętą substancję;
połączenie fagosomy z lizosomem komórkowym tworzące fagolizosom;
aktywacja enzymów lizosomalnych i trawienie substancje w fagolizosomie z ich pomocą.
Cechy fizjologii fagocytu. Aby spełniać swoje funkcje, fagocyty posiadają rozbudowany zestaw enzymów litycznych, a także wytwarzają jony nadtlenkowe i rodnikowe NO, które mogą oddziaływać na błonę (lub ścianę) komórki na odległość lub po fagocytozie. Na błonie cytoplazmatycznej znajdują się receptory składników dopełniacza, fragmenty Fc immunoglobulin, histaminy, a także antygeny zgodności tkankowej klasy I i II. Lizosomy wewnątrzkomórkowe zawierają do 100 różnych enzymów, które mogą „trawić” niemal każdą substancję organiczną.
Fagocyty mają rozwiniętą powierzchnię i są bardzo ruchliwe. Są w stanie aktywnie przemieszczać się do obiektu fagocytozy wzdłuż gradientu stężeń określonych substancji biologicznie czynnych - chemoatraktanty. Ten ruch nazywa się chemotaksja (z gr. chymeia - sztuka stapiania metali i taksówki - aranżacja, budowa). Jest to proces zależny od ATP z udziałem białek kurczliwych, aktyny i miozyny. Chemoatraktantami są np. fragmenty składników dopełniacza (C3a i C5a), limfokiny IL-8 itp., produkty rozpadu komórek i bakterii oraz zmieniony nabłonek naczyń krwionośnych w miejscu zapalenia. Jak wiadomo, neutrofile migrują do ogniska zapalenia wcześniej niż inne komórki, a makrofagi docierają tam znacznie później. Jednak szybkość ruchu chemotaktycznego jest taka sama. Różnice związane są z innym zestawem czynników pełniących dla nich rolę chemoatraktantów, z szybszą początkową reakcją neutrofili (inicjacja chemotaksji), a także obecnością neutrofili w warstwie ciemieniowej naczyń (tj. penetrować tkanki)
Adsorpcja substancje na powierzchni fagocytu są przeprowadzane z powodu słabych interakcji chemicznych i występują spontanicznie, nieswoiście lub poprzez wiązanie się ze specyficznymi receptorami (dla immunoglobulin, składników dopełniacza). Struktury błonowe oddziałujące w kontakcie fagocytów z komórkami docelowymi (w szczególności opsoniny na powierzchni komórki drobnoustroju i ich receptory na powierzchni fagocytu) są rozmieszczone równomiernie na oddziałujących komórkach. Stwarza to warunki do sukcesywnego uwięzienia cząstki przez pseudopodia, które całkowicie angażują w ten proces całą powierzchnię fagocytu i prowadzą do absorpcji cząstki w wyniku zamknięcia membrany wzdłuż zasada „zamka błyskawicznego”.„Wychwycenie” substancji przez fagocyta powoduje wytworzenie dużej ilości rodników nadtlenkowych („wybuch tlenu”) oraz NO, które powodują nieodwracalne, śmiertelne uszkodzenia zarówno całych komórek, jak i pojedynczych cząsteczek.
Wchłanianie substancja zaadsorbowana na fagocycie zachodzi przez endocytoza. Jest to energozależny proces związany z zamianą energii wiązań chemicznych cząsteczki ATP w aktywność skurczową wewnątrzkomórkowej aktyny i miozyny. Środowisko fagocytowanej substancji z dwuwarstwową błoną cytoplazmatyczną i powstawanie izolowanego pęcherzyka wewnątrzkomórkowego - fagosomy przypominający „zamek błyskawiczny”. Wewnątrz fagosomu trwa atak wchłoniętej substancji przez aktywne rodniki. Po fuzji fagosomu i lizosomu i utworzeniu w cytoplazmie fagolizosomy następuje aktywacja enzymów lizosomalnych, które rozkładają wchłoniętą substancję do elementarnych składników nadających się do dalszego wykorzystania na potrzeby samego fagocytu.
Fagolizosom zawiera kilka układy czynnika bakteriobójczego:
czynniki wymagające udziału tlenu
metabolity azotowe
substancje czynne, w tym enzymy
miejscowe zakwaszenie.
Jedną z głównych form niszczenia mikroorganizmu wewnątrz makrofaga jest to eksplozja tlenu. Eksplozja tlenowa lub oddechowa to proces powstawania produktów częściowo zredukowanego tlenu, wolnych rodników, nadtlenków i innych produktów o wysokiej aktywności przeciwdrobnoustrojowej. Procesy te rozwijają się w ciągu kilku sekund, co zadecydowało o ich określeniu jako „eksplozja”. Stwierdzono różnice między CV neutrofili i makrofagów , w pierwszym przypadku reakcja jest krótsza, ale bardziej intensywna, prowadzi do dużego nagromadzenia nadtlenku wodoru i nie zależy od syntezy białek, w drugim przypadku jest dłuższa, ale jest hamowana przez inhibitor syntezy białek, cykloheksydynę.
Tlenek azotu i rodnik NO (szczególnie ważny w niszczeniu prątków).
Rozszczepienie enzymatyczne substancji może również wystąpić pozakomórkowo, gdy enzymy opuszczają fagocyt.
Wejście składników odżywczych do komórki drobnoustroju jest utrudnione ze względu na spadek jej potencjału elektronicznego. W środowisku kwaśnym aktywność enzymów wzrasta.
Fagocyty z reguły „trawią” w ten sposób przechwycone bakterie, grzyby, wirusy zakończona fagocytoza. Jednak w niektórych przypadkach fagocytoza jest niedokończona postać: wchłonięte bakterie (np. Yersinia) lub wirusy (np. czynnik sprawczy zakażenia HIV, ospa) blokują aktywność enzymatyczną fagocytu, nie giną, nie ulegają zniszczeniu, a nawet namnażają się w fagocytach. Taki proces nazywa się niepełna fagocytoza.
Mały oligopeptyd może zostać poddany endocytozie przez fagocyty i po przetworzeniu (tj. ograniczonej proteolizie) włączony do cząsteczki antygenu histokompatybilnytyIIklasa. Jako część złożonego kompleksu makrocząsteczkowego, oligopeptyd jest eksponowany (eksprymowany) na powierzchni komórki, aby „zaznajomić” z nim T-pomocników.
Aktywowana jest fagocytoza pod wpływem przeciwciał opsoniny, adiuwantów, dopełniacza, immunocytokin (IL-2) i innych czynników. mechanizm aktywujący działanie opsonin opiera się na wiązaniu kompleksu antygen-przeciwciało z receptorami dla fragmentów Fc immunoglobulin na powierzchni fagocytów. W podobny sposób działa dopełniacz, który promuje wiązanie się ze specyficznymi receptorami fagocytów (receptorami C) kompleksu antygen-przeciwciało. Adiuwanty powiększają cząsteczki antygenu, a tym samym ułatwiają proces jego wchłaniania, ponieważ intensywność fagocytozy zależy od wielkości wchłoniętej cząsteczki.
Scharakteryzowano aktywność fagocytów fawskaźniki gocytarne I opsonofagocjaindeks kontenera.
Wskaźniki fagocytarne są szacowane na podstawie liczby bakterii wchłoniętych lub „strawionych” przez jeden fagocyt na jednostkę czasu, oraz indeks opsonofagocytarny reprezentuje stosunek parametrów fagocytarnych uzyskanych z surowicą odpornościową, tj. zawierającą opsoniny, i surowicą nieimmunizowaną. Wskaźniki te są wykorzystywane w praktyce klinicznej do określania statusu immunologicznego danej osoby.
Aktywność wydzielnicza makrofagów. T której aktywność jest charakterystyczna głównie dla aktywowanych komórek fagocytarnych, ale przynajmniej makrofagi wydzielają spontanicznie substancje (lizozym, prostaglandynę E2). Aktywność wyraża się w dwóch formach:
1 . uwolnienie zawartości granulek (dla makrofagów lizosomalnych), tj. degranulacja.
2 . wydzielanie z udziałem EPR i aparatu Golgiego.
Degranulacja jest charakterystyczna dla wszystkich głównych komórek fagocytarnych, a drugi typ jest charakterystyczny wyłącznie dla makrofagów.
Z pozostałe granulki neutrofili podzielone na dwie części, jedna działająca przy pH obojętnym lub zasadowym, druga kwaśne hydrolazy.
dom cecha makrofagów w porównaniu z neutrofilami jest to znacznie wyraźniejsza wydzielina niezwiązana z degranulacją.
Makrofagi wydzielają się spontanicznie: lizozym, składniki dopełniacza, szereg enzymów (np. elastaza), fibronektyna, apoproteina A i lipaza lipoproteinowa. Po aktywacji znacznie wzrasta wydzielanie: C2, C4, fibronektyny, aktywatora plazminogenu, zostaje włączona synteza cytokin (IL1, 6 i 8), TNFα, interferonów α, β, hormonów itp.
Aktywacja makrofagów prowadzi do procesów degranulacji fagosomów i lizosomów z uwolnieniem produktów podobnych do uwalnianych podczas degranulacji neutrofili. Kompleks tych produktów powoduje zewnątrzkomórkową bakteriolizę i cytolizę, a także trawienie składników zniszczonych komórek. Jednak zewnątrzkomórkowa aktywność bakteriobójcza w makrofagach jest mniej wyraźna niż w neutrofilach. . Makrofagi nie powodują masowej autolizy, prowadzącej do powstania ropy.
Istotę fagocytozy można opisać w kilku słowach. W procesie tym specjalne komórki fagocytów „obliczają”, pożerają i trawią szkodliwe cząstki, które dostały się do organizmu, głównie infekcje. Celem tego zjawiska jest ochrona nas przed potencjalnymi patogenami, toksynami i tak dalej. A jak dokładnie przebiega mechanizm fagocytozy? Przechodzi on przez kilka etapów, które zostaną omówione bardziej szczegółowo poniżej.
Etapy fagocytozy:
Chemotaksja
Złośliwy obiekt dostaje się do organizmu i przez krótki czas pozostaje tam niezauważony. Ten przedmiot, czy to bakteria, ciało obce, czy coś innego, uwalnia specjalne substancje (chemoatraktanty) i wchodzi w bezpośredni kontakt z krwią lub tkankami. Wszystko to sprawia, że organizm zdaje sobie sprawę z obecności w nim agresora.
Następuje kaskada reakcji biochemicznych. W pierwszym etapie fagocytozy komórki tuczne uwalniają do krwioobiegu specjalne związki wywołujące reakcję zapalną. Początek procesu zapalnego „wybudza” makrofagi i inne komórki fagocytujące ze stanu spoczynku. Neutrofile, wychwytując obecność chemoatraktantów, szybko wychodzą z krwią do tkanek i pędzą, by migrować do ogniska zapalnego.
Trudno to opisać, a jeszcze trudniej to sobie wyobrazić, ale wniknięcie patogenu do organizmu prowadzi do uruchomienia prawdziwego efektu domina, na który składają się setki (!) różnych zjawisk fizjologicznych zachodzących na poziomie komórkowym i subkomórkowym poziomy. Stan układu odpornościowego na tym etapie fagocytozy można porównać ze stanem zaburzonego ula, gdy jego liczni mieszkańcy przygotowują się do ataku na sprawcę.
Przyczepność
Sekwencja fagocytozy jest kontynuowana w drugim etapie, reakcji adhezji. Fagocyty, które zbliżyły się do właściwego miejsca, rozszerzają swoje procesy na patogen, wchodzą z nim w kontakt i rozpoznają go. Nie spieszą się z natychmiastowym atakiem i wolą najpierw upewnić się, że nie pomylili się co do „obcego”. Rozpoznanie szkodliwego czynnika następuje za pomocą specjalnych receptorów na powierzchni błon fagocytów.
Aktywacja błony
W trzecim etapie fagocytozy w komórkach obrońców zachodzą niewidoczne reakcje, które przygotowują je do przechwycenia i zniszczenia patogenu.
Zanurzenie
Błona fagocytów jest płynną, plastyczną substancją, która może zmieniać kształt. Co robi, gdy komórka napotka szkodliwy obiekt. Zdjęcie pokazuje, że fagocyt wyciąga swoje „macki” na obcą cząstkę. Następnie stopniowo rozprzestrzenia się wokół niej, czołga się po niej i całkowicie ją chwyta.
Formacja fagosomów
Kiedy fagocyt pokrywa cząstkę ze wszystkich stron, jego błona zamyka się od zewnątrz, a zamknięty pęcherzyk pozostaje wewnątrz komórki z zaatakowanym obiektem w środku. W ten sposób komórka wydaje się połykać cząstkę. Ten pęcherzyk nazywa się fagosomem.
Tworzenie fagolizosomu (fuzja)
Podczas gdy przebiegały inne etapy fagocytozy, wewnątrz fagocytu przygotowywana była jego broń do użycia - organelle lizosomalne zawierające enzymy "trawienne" komórki. Gdy tylko bakteria lub inny szkodliwy przedmiot zostanie schwytany przez komórkę obrońcy, zbliżają się do niej lizosomy. Ich membrany łączą się z otoczką otaczającą cząstkę, a ich zawartość wlewa się do tej „worka”.
Zabicie 
To najbardziej dramatyczny moment w całym mechanizmie fagocytozy. Przechwycony obiekt jest trawiony i rozkładany przez fagocyty.
Usuwanie produktów rozkładu
To, co pozostało z zabitej bakterii lub innej strawionej cząsteczki, jest usuwane z komórki. Dawny fagolizosom, który jest woreczkiem z produktami degradacji, zbliża się do zewnętrznej błony fagocytu i łączy się z nią. Tak więc pozostałości po wchłoniętym obiekcie są usuwane z komórki. Sekwencja fagocytozy jest zakończona.
Co decyduje o powodzeniu fagocytozy?
Niestety, nie zawsze cały opisany proces przebiega jak w zegarku. W niektórych przypadkach patogen jest silniejszy niż fagocytarne ogniwo odpornościowe, pokonuje obronę i osoba zachoruje. Miecznikow zauważył również, że jeśli zbyt wiele komórek grzybów działa na larwy i robaki, to zainfekowane organizmy umierają.
Innym możliwym powodem niepowodzenia jest niepełna fagocytoza. Niektóre (często bardzo niebezpieczne i zakaźne) patogeny są chronione przed trawieniem przez fagocyty. W rezultacie po prostu dostają się do ich wnętrza, żyją tam i rozwijają się, niedostępne dla innych czynników chroniących odporność. Przecież „normalny” układ odpornościowy nie zaatakuje własnych komórek, nie wie, że w ich wnętrzu czai się groźny patogen…
Aby uniknąć „nieudanej” fagocytozy i zapewnić najlepszą ochronę immunologiczną, zaleca się przyjmowanie leku Współczynnik transferu. Jego molekuły informacyjne przekazują komórkom odpornościowym informacje o tym, jak postępować z różnymi patogenami i jak się ich pozbyć. Dzięki temu poprawia się praca układu odpornościowego, a to zwiększa jego odporność na choroby, które jeszcze się nie pojawiły oraz skuteczność leczenia tych, które już się rozwinęły.
Proces fagocytozy (wchłaniania ciała stałego) składa się z pięciu etapów.
- 1. Aktywacja (zwiększony metabolizm energetyczny). Czynnikami aktywacji i chemotaksji są produkty bakteryjne (LPS, peptydy), składniki dopełniacza (C3 i C5), cytokiny i przeciwciała.
- 2. Chemotaksja.
- 3. Przyczepność.
- 4. Wchłanianie.
- 5. Wynik fagocytozy.
Adhezja związana jest z obecnością na powierzchni fagocytów szeregu receptorów (dla fragmentów Fc przeciwciał, składników dopełniacza, fibronektyny), które zapewniają siłę oddziaływań receptorowych opsonin, które otaczają mikroorganizmy i ograniczają ich ruchliwość (przeciwciała, C3b, fibronektyna).
Fagocyty posiadają pseudopodia podobne do ameby. Po wchłonięciu tworzy się fagosom z wchłoniętym obiektem (bakterią), lizosom zawierający enzymy lityczne łączy się z nim i tworzy fagolizosom.
Istnieją trzy możliwe wyniki fagocytozy:
- - pełna fagocytoza;
- - niepełna fagocytoza;
- - przetwarzanie antygenów.
Zakończona fagocytoza to całkowite trawienie mikroorganizmów w komórce fagocytującej.
W procesie fagocytozy dochodzi do „eksplozji oksydacyjnej” z wytworzeniem reaktywnych form tlenu, co zapewnia efekt bakteriobójczy.
Jedną z najważniejszych funkcji makrofagów (obok chemotaksji, fagocytozy, wydzielania substancji biologicznie czynnych) jest przetwarzanie (przetwarzanie) antygenu i jego prezentacja komórkom immunokompetentnym z udziałem białek klasy głównego układu zgodności tkankowej (MHC) 2.
Fagocytoza to nie tylko niszczenie obcego, ale także prezentacja antygenu w celu wywołania reakcji immunologicznych oraz wydzielanie mediatorów reakcji immunologicznych i zapalnych. System makrofagów jest centralnym ogniwem nie tylko naturalnej odporności (odporności gatunkowej), ale także odgrywa ważną rolę w odporności nabytej, współpracy komórek w odpowiedzi immunologicznej.
Zapalenie jako reakcja obronna organizmu na różnego rodzaju uszkodzenia tkanek powstało na wyższym etapie ewolucji niż fagocytoza i jest charakterystyczne dla organizmów wysoko zorganizowanych z układem krwionośnym i nerwowym.
Zapaleniu zakaźnemu towarzyszą różne reakcje naczyniowe i komórkowe (w tym fagocytoza), a także uruchomienie szeregu mediatorów reakcji zapalnych (histamina, serotonina, kininy, białka ostrej fazy zapalenia, leukotrieny i prostaglandyny, cytokiny, system).
Wiele produktów bakteryjnych aktywuje komórki układu makrofagowo-monocytowego oraz limfocyty, które reagują na nie uwalniając produkty aktywne biologicznie – cytokiny, w szczególności interleukiny. Można je scharakteryzować jako mediatory komórkowej odpowiedzi immunologicznej. Główną rolę w reakcjach zapalnych odgrywa interleukina-1 (IL-1), która pobudza gorączkę, zwiększa przepuszczalność naczyń i właściwości adhezyjne śródbłonka oraz aktywuje fagocyty.
Gorączka. Wzrost temperatury ciała jest reakcją obronną organizmu, która pogarsza warunki rozmnażania się wielu mikroorganizmów, aktywuje makrofagi, przyspiesza przepływ krwi i nasila procesy metaboliczne w organizmie.
Funkcja barierowa węzłów chłonnych. Według P.F. Zdrodovsky'ego (1969) węzły chłonne są rodzajem filtra biologicznego dla patogenów przenoszonych z limfą. Tutaj mikroorganizmy, które przeniknęły przez skórę lub błony śluzowe i są przenoszone przez prąd limfy, są zatrzymywane i narażone na działanie makrofagów i aktywowanych limfocytów.
Układ dopełniacza to kompleks białek i glikoprotein w surowicy krwi ludzi i kręgowców (jest ich ponad 20). Poszczególne składniki pośredniczą w procesach zapalnych, opsonizacji obcych fragmentów do późniejszej fagocytozy, uczestniczą wraz z makrofagami w bezpośrednim niszczeniu mikroorganizmów i innych obcych komórek (liza bakterii i wirusów). W warunkach fizjologicznych składniki układu dopełniacza występują w postaci nieaktywnej. Istnieją trzy sposoby aktywacji układu dopełniacza – klasyczna, alternatywna i za pomocą bocznika C1.
Szlak klasyczny – kaskada reakcji proteazy ze składnika C1q do C9 – jest realizowany w obecności przeciwciał przeciwko odpowiedniemu antygenowi. Składnik C1q oddziałuje z kompleksem „antygen-przeciwciało”, następnie C4, a następnie C2. Tworzy się kompleks „antygen-przeciwciało-C1C4C2”, z którym łączy się C3 (centralny składnik układu) i uruchamia łańcuch aktywacji z funkcjami efektorowymi (opsonizacja i liza bakterii, aktywacja układu makrofagów, stan zapalny) .
Alternatywna droga jest realizowana podczas pierwszego kontaktu z patogenem (kiedy nie ma jeszcze przeciwciał). Jest indukowany przez LPS i inne antygeny drobnoustrojów. C1, C4, C2 nie są zaangażowane, ścieżka alternatywna i klasyczna łączą się na poziomie C3.
układ interferonowy.
Interferony to syntetyzowane przez różne komórki organizmu glikoproteiny o szerokim zakresie aktywności biologicznej (głównie przeciwwirusowej), stanowiące szybką reakcję organizmu na otrzymanie przez komórki niespecyficznego sygnału obcości. Istnieje cały system interferonów, które są podzielone na podtypy alfa, beta i gamma o wyraźnej heterogeniczności właściwości. Działanie przeciwwirusowe przejawia się w zdolności do hamowania wewnątrzkomórkowego namnażania się wirusów DNA i RNA (głównie w wyniku zablokowania syntezy makrocząsteczek wirusowych). Indukcję syntezy interferonu wywołują wirusy, bakterie, riketsje, pierwotniaki, związki syntetyczne.
komórki zabójcze.
W zapewnieniu odporności gatunkowej istotną rolę odgrywają limfocyty T-cytotoksyczne (T-killery) oraz główny układ zgodności tkankowej (więcej szczegółów w kolejnych wykładach).
T-killery, prezentując antygeny głównego układu zgodności tkankowej klasy 1, rozpoznają wszelkie obce antygeny (w tym zmutowane, np. komórki nowotworowe), atakują je i niszczą.
Komórki NK (naturalni zabójcy) są ważne w utrzymaniu homeostazy genetycznej i ochronie przeciwnowotworowej, ich funkcje rozpoznawania nie zależą od prezentacji antygenów MHC klasy 1 (główny kompleks zgodności tkankowej).
Systemy odporności nieswoistej i odporności gatunkowej przyczyniają się do utrzymania integralności strukturalnej i funkcjonalnej organizmu oraz są podstawą do kształtowania się odporności nabytej (swoistej). Dokując na tym wyższym poziomie, systemy swoistej i nabytej odporności tworzą jeden i najskuteczniejszy system samoobrony organizmu przed wszystkim obcym.
Układ odpornościowy.
Układ odpornościowy to zestaw narządów, tkanek i komórek, które zapewniają komórkową i genetyczną stałość organizmu. Zasady czystości antygenowej (genetycznej) opierają się na rozpoznawaniu „własnego obcego” i są w dużej mierze zdeterminowane przez system genów i glikoprotein (produktów ich ekspresji) – główny kompleks zgodności tkankowej (MHC), często nazywany HLA (ludzki antygeny leukocytów) u ludzi. Białka MHC ulegają wyraźnej ekspresji na ludzkich leukocytach, antygeny MHC są typowane przy użyciu badania leukocytów.
narządy układu odpornościowego.
Istnieją centralne (szpik kostny - narząd krwiotwórczy, grasica lub grasica, tkanka limfatyczna jelita) i obwodowe (śledziona, węzły chłonne, nagromadzenie tkanki limfatycznej we własnej warstwie błon śluzowych typu jelitowego) narządy odporności.
Komórki progenitorowe komórek immunokompetentnych są wytwarzane przez szpik kostny. Niektórzy potomkowie komórek macierzystych stają się limfocytami. Limfocyty dzielą się na dwie klasy - T i B. Prekursory limfocytów T migrują do grasicy, gdzie dojrzewają do komórek, które mogą uczestniczyć w odpowiedzi immunologicznej. U ludzi limfocyty B dojrzewają w szpiku kostnym. U ptaków niedojrzałe komórki B migrują do kaletki Fabrycjusza, gdzie osiągają dojrzałość. Dojrzałe limfocyty B i T kolonizują obwodowe węzły chłonne. Tak więc centralne narządy układu odpornościowego przeprowadzają tworzenie i dojrzewanie komórek immunokompetentnych, narządy obwodowe zapewniają odpowiednią odpowiedź immunologiczną na stymulację antygenową - „przetwarzanie” antygenu, jego rozpoznawanie i klonalną proliferację limfocytów – różnicowanie zależne od antygenu.
Istotę fagocytozy można opisać w kilku słowach. W procesie tym specjalne komórki fagocytów „obliczają”, pożerają i trawią szkodliwe cząstki, które dostały się do organizmu, głównie infekcje. Celem tego zjawiska jest ochrona nas przed potencjalnymi patogenami, toksynami i tak dalej. A jak dokładnie przebiega mechanizm fagocytozy? Przechodzi on przez kilka etapów, które zostaną omówione bardziej szczegółowo poniżej.
Etapy fagocytozy:
Chemotaksja
Złośliwy obiekt dostaje się do organizmu i przez krótki czas pozostaje tam niezauważony. Ten przedmiot, czy to bakteria, ciało obce, czy coś innego, uwalnia specjalne substancje (chemoatraktanty) i wchodzi w bezpośredni kontakt z krwią lub tkankami. Wszystko to sprawia, że organizm zdaje sobie sprawę z obecności w nim agresora.
Następuje kaskada reakcji biochemicznych. W pierwszym etapie fagocytozy komórki tuczne uwalniają do krwioobiegu specjalne związki wywołujące reakcję zapalną. Początek procesu zapalnego „wybudza” makrofagi i inne komórki fagocytujące ze stanu spoczynku. Neutrofile, wychwytując obecność chemoatraktantów, szybko opuszczają krew do tkanek i pędzą, by migrować do ogniska zapalnego.
Trudno to opisać, a jeszcze trudniej to sobie wyobrazić, ale wniknięcie patogenu do organizmu prowadzi do uruchomienia prawdziwego efektu domina, na który składają się setki (!) różnych zjawisk fizjologicznych zachodzących na poziomie komórkowym i subkomórkowym poziomy. Stan układu odpornościowego na tym etapie fagocytozy można porównać ze stanem zaburzonego ula, gdy jego liczni mieszkańcy przygotowują się do ataku na sprawcę.
neutrofile - migrujący fagocyt
Sekwencja fagocytozy jest kontynuowana w drugim etapie, reakcji adhezji. Fagocyty, które zbliżyły się do właściwego miejsca, rozszerzają swoje procesy na patogen, wchodzą z nim w kontakt i rozpoznają go. Nie spieszą się z natychmiastowym atakiem i wolą najpierw upewnić się, że nie pomylili się co do „obcego”. Rozpoznanie szkodliwego czynnika następuje za pomocą specjalnych receptorów na powierzchni błon fagocytów.
Aktywacja błony
W trzecim etapie fagocytozy w komórkach obrońców zachodzą niewidoczne reakcje, które przygotowują je do przechwycenia i zniszczenia patogenu.
Zanurzenie
Błona fagocytów jest płynną, plastyczną substancją, która może zmieniać kształt. Co robi, gdy komórka napotka szkodliwy obiekt. Zdjęcie pokazuje, że fagocyt wyciąga swoje „macki” na obcą cząstkę. Następnie stopniowo rozprzestrzenia się wokół niej, czołga się po niej i całkowicie ją chwyta.
Fagocyt rozszerza procesy na patogen
Formacja fagosomów
Kiedy fagocyt pokrywa cząstkę ze wszystkich stron, jego błona zamyka się od zewnątrz, a zamknięty pęcherzyk pozostaje wewnątrz komórki z zaatakowanym obiektem w środku. W ten sposób komórka wydaje się połykać cząstkę. Ten pęcherzyk nazywa się fagosomem.
Tworzenie fagolizosomu (fuzja)
Podczas gdy przebiegały inne etapy fagocytozy, wewnątrz fagocytu przygotowywana była jego broń do użycia - organelle lizosomalne zawierające enzymy "trawienne" komórki. Gdy tylko bakteria lub inny szkodliwy przedmiot zostanie schwytany przez komórkę obrońcy, zbliżają się do niej lizosomy. Ich membrany łączą się z otoczką otaczającą cząstkę, a ich zawartość wlewa się do tej „worka”.
To najbardziej dramatyczny moment w całym mechanizmie fagocytozy. Przechwycony obiekt jest trawiony i rozkładany przez fagocyty.
Usuwanie produktów rozkładu
To, co pozostało z zabitej bakterii lub innej strawionej cząsteczki, jest usuwane z komórki. Dawny fagolizosom, który jest woreczkiem z produktami degradacji, zbliża się do zewnętrznej błony fagocytu i łączy się z nią. Tak więc pozostałości po wchłoniętym obiekcie są usuwane z komórki. Sekwencja fagocytozy dobiega końca