Schemat fagocytozy w immunologii. Fagocytoza w odpowiedziach immunologicznych organizmu


Odporność- jest to sposób na ochronę organizmu przed żywymi ciałami i substancjami, które noszą ślady informacji genetycznie obcych.

Odporność- integralny system biologicznych mechanizmów samoobrony organizmu.

Za pomocą immunitetu wszystko, co obce, zostaje rozpoznane i zniszczone. Obcy - nie własny, genetyczny podział substancji.

Zadania - utrzymanie integralności strukturalnej ciała. Zapewnia

  1. Zachowanie homeostazy
  2. Zachowanie funkcjonalnej integralności strukturalnej ciała
  3. Zachowanie biologicznej indywidualności organizmu.
  4. Komórki, które różnią się genetycznie od komórek organizmu, ulegają zniszczeniu.

Immunologia- nauka o organizmach, cząsteczkach układu odpornościowego. Zajmuje się badaniem strukturalnej funkcji odporności i odpowiedzi immunologicznej na obce przeciwciała. Zajmuje się badaniem sekwencji odpowiedzi immunologicznej i sposobami wpływania na nią.

Rozwój immunologii

Założycielem jest dzieło Miecznikowa z 1883 roku. Stworzył fagocytarną teorię odporności, 1897 - Ehrlich stworzył humoralną teorię odporności, 1908 - otrzymał nob. Nagrody teoretyczne.

Empirycznie proponowano szczepionki (wcześniej).

Generał - szczepionka przeciwko ospie krowiej

1974 - eradykacja ospy prawdziwej.

Szczepionka Pasteura jest szczepionką przeciwko wściekliźnie.

odporność gatunkowa.

Odporność wynikająca z wrodzonych cech biologicznych organizmu.

Różni się właściwościami

1. Znak gatunku (zwierzęta nie cierpią na choroby ludzkie)

2. Genetycznie zdeterminowany - przez dziedziczenie

3. Niespecyficzny - nie ma selektywnego kierunku, ale objawia się różnymi infekcjami

4. trwałe, ale nie absolutne

Mechanizmy odporności gatunkowej.

Bariery zewnętrzne odporność gatunkowa.

  1. Skóra stanowi mechaniczną barierę dla czynników zakaźnych – patogenów. Ma właściwości bakteriobójcze, ponieważ wydzieliny gruczołów potowych i łojowych zawierają nadtlenek wodoru, a także mocznik, nienasycone kwasy tłuszczowe, barwniki żółciowe, amoniak
  2. Błona śluzowa. Sekret błony śluzowej zmywa patogeny z powierzchni. Zawiera lizozym, przeciwciała wydzielnicze, inhibitory bakterii i wirusów.
  3. Cechy anatomiczne i fizjologiczne organizmu. Rzęski nabłonka walcowatego górnych dróg oddechowych. Sposoby. Opóźnianie patogenów, a także wymioty, kaszel, kichanie - to akty fizjologiczne. Rzęsy, brwi oczu zapobiegają przedostawaniu się patogenów

Bariery wewnętrzne

  1. Normalna mikroflora organizmu, zasiedlająca błony śluzowe, skórę, różne biotopy. Jest antagonistą organizmów chorobotwórczych i warunkowo chorobotwórczych. Ma działanie uodparniające. Dzięki temu indukuje powstawanie przeciwciał. Synteza witamin - K, B.
  2. błony komórkowe
  3. Funkcja barier histohematycznych. Przeprowadź ochronę mózgu, układu rozrodczego, oczu.
  4. układ limfatyczny. Uwzględniono system węzłów chłonnych i formacji
  5. Gorączka - wzrost temperatury nasila procesy metaboliczne, przepływ krwi, aktywność enzymów, makrofagów, hamuje rozmnażanie się wirusów i bakterii.
  6. Zapalenie występuje, gdy tkanki są uszkodzone. Fagocyty pędzą do ogniska zapalenia. Uaktywniają się substancje biologicznie czynne (BAS) – serotonina i histomina, które zwiększają przepuszczalność naczyń, co prowadzi do rozwoju obrzęku, zaczerwienienia, gromadzą się substancje – przeciwciała i dopełniacz, które zapewniają zniszczenie patogenu.
  7. funkcję układu wydalniczego. Pozbywa się zniszczonych patogenów przez przewód pokarmowy, drogi oddechowe i układ moczowy.

Komórkowe mechanizmy odporności gatunkowej.

Fagocytoza i funkcje komórek NK NK.

Fagocytoza- proces wychwytywania i niszczenia obcych antygenów przez fagocyty.

Fagocytoza obejmuje komórki, które dzielą się na następujące typy - mikrofagi. Są to neutrofile polimorfojądrowe we krwi obwodowej. Makrofagi - monocyty, makrofagi fagowe, które nazywane są histiocytami. Komórki Coopera wątroby, osteoklasty - tkanka kostna, a także komórki mikrogleju tkanki nerwowej. Makro i mikrofagi na błonach mają wiele receptorów, enzymów i wyraźny aparat lizosomalny.

Etapy fagocytozy

  1. Ruch fagocytu w kierunku obiektu odbywa się przez chemotaksję. Jest to ukierunkowany ruch komórki na określony związek chemiczny. Grupy zdefiniowane przez receptory.
  2. Adhezja przedmiotu do fagocytów, określana jako adhezja i absorpcja, które zachodzą poprzez interakcję z receptorami
  3. Absorpcja przez fagocyt obiektu. W miejscu przyczepu ściana komórkowa jest wklęsła. Przedmiot zanurza się w fagocycie. Powstaje fagosom, który łączy się z lizosomem, tworząc kompleks fagolizosomu.
  4. Wynik jest inny. Opcje wyników 1. Trawienie obiektu. 2. Reprodukcja obiektu w fagocycie 3. Wypchnięcie obiektu z fagocytu

Mechanizmy trawienia

  1. O-zależny. Fagocyt aktywnie absorbuje tlen, dochodzi do wybuchu oksydacyjnego, powstają reaktywne formy tlenu, takie jak hydroksylion, superoksydanion, nadtlenek wodoru, co ma szkodliwy wpływ na bakterię
  2. Niezależny od tlenu. Przeprowadzane przez białka kationowe i enzymy lizosomalne.

Rodzaje fagocytozy

  1. Ukończono - obiekt jest trawiony
  2. Niekompletne - bakterie nie są trawione

Mechanizmy niepełnej fagocytozy.

  1. Bakterie mogą być oporne na enzymy lizosomalne, takie jak gonokoki
  2. Mikroorganizmy mogą opuszczać fagocyty i rozmnażać się, co jest typowe dla riketsj.
  3. Bakterie mogą zakłócać powstawanie fagolizosomów - prątków gruźlicy.

Ocena fagocytozy.

Aby ocenić aktywność fagocytarną, stosuje się następujące wskaźniki

-Procent fagocytozy (PF)- liczba fagocytów na 100, wykazująca aktywność funkcjonalną.

Normalne przeciwko gronkowcom lub jakimkolwiek ciałkom - 60-80%

-Indeks fagocytozy (IF)- liczba bakterii wychwytywanych przez jeden fagocyt na 100. Około 6-8 bakterii jest wychwytywanych przez 1 fagocyt.

Aktywność fagocytów może wzrosnąć pod wpływem cytokin, komplementów, przeciwciał, wśród których są opsoniny. Są to przeciwciała, które przygotowują bakterię do fagocytozy. W ich obecności fagocytoza jest bardziej aktywna. Zsyntetyzowane opsoniny w immunizowanym organizmie.

Obecność opsonin określa wskaźnik opsonofagocytarny (OPI)

OFI = PF surowicy immunologicznej / FP normalnej surowicy. Jeśli > 1, to istnieją opsoniny. U pacjenta z brucelozą rozwijają się opsoniny. Antietla przygotowuje fagocyty do schwytania Brucelli. 80/20=4. Jeśli< 1 человек болен.

Funkcje fagocytów

  1. Zapewnienie fagocytozy
  2. Przetwarzanie antygenów
  3. Prezentacja antygenu komórkom układu odpornościowego i wywołanie późniejszej odpowiedzi immunologicznej.
  4. Wydzielanie BAS - substancji biologicznie czynnych. Więcej niż 5-. Cytokiny, składniki dopełniacza, prostaglandyny,

Naturalni zabójcy.

Są to naturalni zabójcy należący do limfocytów, które nie mają właściwości limfocytów T i B, działają cytotoksycznie na komórki nowotworowe, komórki zawierające wirusy. Mają specjalne białko, które szybko polimeryzuje w obecności jonów wapnia, tworzą się podjednostki osadzone w błonie komórkowej i tworzy się kanał, przez który woda wpada do komórki. Komórka pęcznieje, pęka, co określa się mianem cytolizy.

Humoralne czynniki odporności gatunkowej

  1. Komplement to wieloskładnikowy układ białek surowicy krwi, który utrzymuje homeostazę. Łączy w sobie 9 składników-frakcji i jest oznaczony łacińską literą C z indeksem 1,2,3,4,5 itd. System zawiera podkomponenty С1R, C1S, C5A, C5B. Białka regulatorowe, czynniki zaangażowane w aktywację dopełniacza - gamma globuliny, jony magnezu i wapnia. Składniki dopełniacza są w stanie nieaktywnym, a aktywacja układu dopełniacza jest konieczna do manifestacji czynności funkcjonalnej. Istnieją następujące sposoby aktywacji -
  1. Klasyczny
  2. Alternatywny
  3. Lektyna.

Aktywacja typu klasycznego. Aktywacja przebiega jako rosnąca kaskada.

1 cząsteczka rozpada się, aktywuje 2 cząsteczki i tak dalej. Inicjowane przez kompleks antygen-przeciwciało, który oddziałuje z pierwszą frakcją C1, która rozpada się na podskładniki. Oddziałuje z C4, który oddziałuje z C2, który aktywuje C3, który rozkłada się na podskładniki C3A i C3B, prowadząc do aktywacji C5, który rozkłada się na podskładniki C5a i C5b, aktywuje C6 i tak dalej, aż do C9. Kompleks C6-C9 jest kompleksem atakującym błonę, który jest osadzony w błonie, tworzy się kanał, przez który dostaje się woda i komórka ulega lizie.

Aktywacja według typu alternatywnego. Jest wyzwalany przez LPS i antygeny drobnoustrojów, które natychmiast aktywują frakcję C3. Dalej C5 i do C9.

Aktywacja przez lektynę typu jest wyzwalany przez białka wiążące monozę, które wiążą się z resztami monozy na komórkach bakteryjnych, aktywowana jest proteaza, która rozszczepia czwartą frakcję dopełniacza. Następnie C2,3 i tak dalej aż do C9. W rezultacie komplement jest aktywowany.

Komplement w wyniku aktywacji wykonuje następujące funkcje

  1. liza komórek
  2. Stymulacja fagocytozy, np. frakcji C5, nasila chemotaksję
  3. Zwiększona przepuszczalność naczyń, którą zapewniają podskładniki
  4. Nasila proces zapalny

Do humoralnych czynników odporności gatunkowej należy enzym lizozym, który niszczy peptydoglikan ściany komórkowej, powodując w ten sposób śmierć bakterii, i jest syntetyzowany przez makrofagi i monocyty. Wysoka zawartość krwi, płynów ustrojowych, śliny i płynu łzowego

Białka ostrej fazy, takie jak białko C-reaktywne. Jest to duża cząsteczka białka złożona z 5 identycznych podjednostek - pentroksyny. Ma powinowactwo do substancji ściany komórkowej bakterii. Zapewnia opsonizację bakterii, aktywację komplementu wzdłuż szlaku klasycznego

Endogenne peptydy, które mają działanie antybiotyczne, mogą zabijać bakterie

Interferon, białka ochronne surowicy krwi, wśród których, oprócz białek ostrej fazy, rozróżnia się properdynę, beta lizynę, białka monowiążące.

Uwagi wstępne. Zjawisko fagocytozy odkrył II Miecznikow w latach 1883-84. Jest to wychwytywanie obcych cząstek przez określone komórki ciała z późniejszym ich niszczeniem enzymatycznym. U ludzi zróżnicowane komórki układu jednojądrzasto-fagocytarnego (MPS, stara nazwa to układ retikulo-histocytarny, RHS) oraz granulocyty mają zdolność fagocytozy. Zdolność komórek do fagocytozy u różnych gatunków biologicznych znacznie się różni. Na przykład dla leukocytów polimorfojądrowych (PMNL) bydła charakterystyczna jest bardzo wysoka aktywność fagocytozy, dla PMNL człowieka i konia - pożywka, a PMNL owcy, świnki morskiej i królika są jej na ogół pozbawione.

Proces fagocytozy można podzielić na 5 etapów.

1. Migracja fagocytów do ogniska infekcji (pasywna w przepływie krwi i aktywna w wyniku chemotaksji).

2. Adhezja fagocytu do obcej cząstki.

3. Absorpcja obcej cząstki w postaci fagosomu.

4. Fuzja fagosomu z lizosomami w celu utworzenia trawiącej wakuoli (fagolizosomu).

5. Trawienie przechwyconego materiału.

Warunkiem fagocytozy komórek bakteryjnych jest ich zdolność do adhezji. Materiał do fagocytowania jest najpierw adsorbowany na powierzchni fagocytu. W miejscu kontaktu z bakterią błony fagocytów tworzą zagłębienie, następnie zaczyna tworzyć się pseudopodium, które ostatecznie całkowicie pokrywa mikroorganizm. Część błony pokrywająca pączki mikroorganizmów w postaci oddzielnej wakuoli (fagosomu). Dość często można zaobserwować asocjację kilku fagosomów w jeden. Ruch ameboidalny fagocytów i wychwytywanie przez nie cząstek można częściowo wyjaśnić efektami elektrostatycznymi, a częściowo zmianami strukturalnymi koloidów wewnątrzkomórkowych. Uwięzione cząstki z reguły są całkowicie niszczone wewnątrz fagosomu. Niezwykle rzadko mikroorganizm zostaje wypchnięty z błony lub utrzymuje się wewnątrz wakuoli. Już kilka minut po wychwyceniu cząsteczki lizosomu wrzucają swoją zawartość do fagosomu, który tym samym zamienia się w fagolizosom. Wewnątrz PMNL obserwuje się 2 rodzaje granulek, specyficzne i azurofilne. Na etapie progranulocytów powstają ziarnistości azurofilowe; pochodzą z wklęsłej powierzchni kompleksu blaszkowatego. Są większe i gęstsze niż określone granulki, zawierają 90% aktywności mieloperoksydazy, a ponadto kwaśną fosfatazę, arylosulfatazę, β-glukuronidazę, esterazę i 5 "-nukleotydazę. Specyficzne granulki z reguły nie zawierają mieloperoksydazy, ale zawierają prawie całą laktoferynę i około 50% lizozymu komórki. Powstają na wypukłej powierzchni kompleksu blaszkowatego na etapie mielocytów. Czasami łączą się z fagosomami wcześniej niż ziarnistości azurofilne. Obecnie przedmiotem zainteresowania są mechanizmy obronne fagocytu spośród wielu opracowań wstępne dane przedstawiono w formie wykresu.

1. Mechanizmy zależne od tlenu
Zależny od peroksydazy

Niezależny od peroksydazy:

Tworzenie anionu ponadtlenkowego;

Nadtlenek wodoru;

Rodniki hydroksylowe;

tlen atomowy;

2. Mechanizmy niezależne od tlenu

kwasy;

Lizozym;

laktoferyna;

Hydrolazy kwasowe i obojętne;

kwaśne białka.

Istnieje wiele systemów przeciwdrobnoustrojowych w nienaruszonych PMNL. Niektóre mikroorganizmy są szczególnie wrażliwe na kwas, inne na lizozym. Ogólnie rzecz biorąc, działanie przeciwdrobnoustrojowe jest określane przez połączone działanie różnych mechanizmów obronnych.

1. Odporność. Fagocytoza

Odporność (od łacińskiego immunitas - „pozbycie się”, „wyzwolenie od czegoś”) to odporność organizmu na różne czynniki zakaźne, a także ich produkty metaboliczne, substancje i tkanki, które mają obce właściwości antygenowe (na przykład trucizny zwierzęce i roślinne pochodzenie). Raz zachorowawszy nasz organizm zapamiętuje przyczynę choroby, więc następnym razem choroba przebiega szybciej i bez powikłań. Ale często po długotrwałych chorobach, interwencjach chirurgicznych, w niesprzyjających warunkach środowiskowych iw stanie stresu układ odpornościowy może działać nieprawidłowo. Obniżona odporność objawia się częstymi i długotrwałymi przeziębieniami, przewlekłymi chorobami zakaźnymi (zapalenie migdałków, czyraczność, zapalenie zatok, infekcje jelitowe), stałą gorączką itp.

Jeśli podsumujemy wszystkie powyższe, możemy powiedzieć, że odporność jest sposobem ochrony organizmu przed żywymi ciałami i substancjami, które noszą ślady genetycznie obcych informacji. Najstarszym i stabilnym mechanizmem interakcji tkanek z wszelkimi zewnętrznymi szkodliwymi czynnikami środowiskowymi (antygenami) jest fagocytoza. Fagocytoza w organizmie jest prowadzona przez specjalne komórki - makrofagi, mikrofagi i monocyty (komórki prekursorowe makrofagów). Jest to złożony, wieloetapowy proces wychwytywania i niszczenia wszystkich obcych im mikroobiektów w tkankach, bez dotykania ich własnych tkanek i komórek. Fagocyty, poruszając się w płynie międzykomórkowym tkanki, po zetknięciu się z antygenem wychwytują go i trawią, zanim wejdzie w kontakt z komórką. Ten mechanizm obronny został odkryty przez I. M. Miecznikowa w 1883 roku i był podstawą jego teorii fagocytarnej obrony organizmu przed drobnoustrojami chorobotwórczymi. Stwierdzono szeroki udział makrofagów w różnych procesach immunologicznych. Oprócz reakcji ochronnych przed różnymi infekcjami, makrofagi biorą udział w odporności przeciwnowotworowej, rozpoznawaniu antygenów, regulacji procesów immunologicznych i nadzorze immunologicznym, w rozpoznawaniu i niszczeniu pojedynczych zmienionych komórek własnego organizmu, w tym komórek nowotworowych, w regeneracji różnych tkanek i w reakcjach zapalnych. Makrofagi wytwarzają również różne substancje o działaniu antygenowym. Fagocytoza obejmuje kilka etapów:

2) przyłączenie do niego fagocytu;

3) rozpoznanie drobnoustroju lub antygenu;

4) jego wchłanianie przez komórkę fagocytującą (fagocytoza faktyczna);

5) zabijanie drobnoustroju za pomocą enzymów wydzielanych przez komórkę;

6) trawienie drobnoustroju.

Ale w niektórych przypadkach fagocyt nie może zabić niektórych rodzajów mikroorganizmów, które są nawet w stanie się w nim rozmnażać. Dlatego fagocytoza nie zawsze może uchronić organizm przed uszkodzeniem.

Z książki Zdrowie Twojego psa autor Anatolij Baranow

Z książki Immunologia ogólna i kliniczna autor N. V. Anokhin

2. Odporność Proces zapalny jest miejscowym mechanizmem kompensacyjnym, który zapewnia odnowę uszkodzonego obszaru tkanki, który uległ zmianie w wyniku interakcji z jakimkolwiek czynnikiem uszkadzającym. W procesie ewolucji specyficzna

Z książki Choroby zakaźne dzieci. Kompletne odniesienie autor Autor nieznany

ODPORNOŚĆ Po zakażeniu meningokokowym lub po długim okresie bakterionośności w organizmie człowieka zaczynają wytwarzać się swoiste przeciwciała: aglutyniny, przeciwciała bakteriobójcze, precypityny. Od pierwszych dni choroby miano hemaglutynin

Z książki Propedeutyka chorób wieku dziecięcego autor O. V. Osipova

ODPORNOŚĆ Pomimo tego, że w trakcie choroby we krwi pacjenta gromadzą się specyficzne przeciwciała przeciwbakteryjne i antytoksyczne, odporność pozostaje typowa i niestabilna. W praktyce opisywane są również powtarzające się przypadki choroby, a nie tylko przyczyny

Z książki Karmienie piersią przez Martę Sears

41. Fagocytoza jako mechanizm obronny Fagocytoza jest wczesnym mechanizmem obronnym płodu. Fagocyty krążące - leukocyty wielojądrzaste, monocyty, eozynofile, fagocyty utrwalone w tkankach - makrofagi, komórki śledziony, retikuloendoteliocyty gwiaździste -

Z książki Rehabilitacja po chorobach zapalnych żeńskich narządów płciowych autor Antonina Iwanowna Szewczuk

Odporność Twoje mleko, podobnie jak twoja krew, jest żywą substancją. Koran nazywa mleko matki „białą krwią”. Kropla mleka matki zawiera około miliona białych krwinek. Komórki te, zwane makrofagami (dużymi zjadaczami), pochłaniają drobnoustroje. macierzyński

Z książki Złote wąsy. Leczenie i zapobieganie przeziębieniom autor Julia Ulybina

2. ODPORNOŚĆ Jak już zrozumiałeś, odporność, siła obronna organizmu, pomaga radzić sobie z chorobami zapalnymi, w tym utajonymi infekcjami. Wszystkie choroby osłabiają układ odpornościowy, który z kolei nie jest w stanie pokonać chorób.

Z książki Uzdrawiające mudry autor Tatiana Gromakowskaja

Odporność Dlaczego organizm ludzki jest podatny na różne choroby? Odpowiedzi na to złożone pytanie znajdują się w różnych leksykonach, podręcznikach, monografiach i publikacjach naukowych. Wskaż różne przyczyny (etiologia) i mechanizmy rozwoju (patogeneza)

Z książki Encyklopedia tradycyjnej medycyny. Złota kolekcja przepisów ludowych autor Ludmiła Michajłowa

Odporność Linga mudra Jest to główna mudra zwiększająca odporność (patrz rys. 44 i 47). Jest to główna mudra, która stymuluje mechanizmy obronne organizmu, mobilizując w ten sposób układ odpornościowy i przyspieszając powrót do zdrowia. Konieczne jest wykonanie tej mudry w celu leczenia do 3 razy dziennie przez 15

Z książki 365 przepisów zdrowotnych od najlepszych uzdrowicieli autor Ludmiła Michajłowa

Z książki Czosnek. cudowny uzdrowiciel autor Anna Mudrowa (komp.)

Odporność Wzmacniając układ odpornościowy zwracamy uwagę przede wszystkim na odżywianie. Prawie wszystkie pokarmy roślinne, zwłaszcza żółte i czerwone (marchew, czerwona papryka, melony, pomidory, dynia) zawierają beta-karoten, który w organizmie przekształca się w witaminę A. Witamina A i

Z książki Najlepszy zielarz z Witch Doctor. Ludowe przepisy zdrowotne autor Bogdan Własow

Odporność Jeśli często się przeziębiasz, zaczynają przypominać choroby przewlekłe, pomyśl o tym - może obniżyła się Twoja odporność.Odporność to zdolność organizmu do przeciwstawiania się bakteriom, wirusom, toksynom.

Z książki Odżywianie ekologiczne: naturalne, naturalne, żywe! autor Lyubava Zhivaya

Odporność Odporność to zdolność organizmu do przeciwstawiania się bakteriom, wirusom i toksynom. Oprócz odporności nabytej, ważną rolę w ochronie organizmu przed patogenami chorób zakaźnych odgrywają niespecyficzne czynniki ochronne. To nieprzenikalność

Z książki Sekretna mądrość ludzkiego ciała autor Aleksander Solomonowicz Zalmanow

Odporność Funkcje białek w organizmie są różnorodne. Białko jest potrzebne nie tylko do budowy mięśni, jak wielu osobom się wydaje. Brak białka prowadzi do osłabienia odporności, ponieważ immunoglobuliny są również białkami. W ten sposób odżywianie niezwiązane z gatunkiem prowadzi człowieka do choroby -

Z książki Atlas: anatomia i fizjologia człowieka. Kompletny praktyczny przewodnik autor Jelena Juriewna Zigałowa

Fagocytoza Komórki nie tylko są zdolne do tworzenia pseudopodiów poprzez kurczenie się, ale wydzielają otaczające je płytki, które wiążą obce cząstki, takie jak cząsteczki kurzu, drobnoustroje, pozostałości martwych, zdegenerowanych komórek. Fakt, że leukocyty i inne ruchome komórki

Z książki autora

Odporność Odporność (łac. immunitas - „wyzwolenie od czegoś”) to ochrona organizmu przed genetycznie obcymi organizmami i substancjami, do których należą mikroorganizmy, wirusy, robaki, różne białka, komórki, w tym własne zmienione. UWAGA Dzięki odporności

Odporność: mechanizmy wdrażania

Komórki i cząsteczki działają wspólnie, wspierając się nawzajem na różnych etapach rozwoju odpowiedzi immunologicznej.

Niespecyficzne mechanizmy

Na pierwszym etapie zderzenia z obcym antygenem uruchamiany jest niespecyficzny patologiczny proces ochronny - stan zapalny, któremu towarzyszy fagocytoza, uwalnianie mediatorów stanu zapalnego - histaminy, serotoniny, cytokin itp. Fagocyty (makrofagi) absorbują antygeny i kontaktują się z T- limfocyty pomocnicze, prezentujące na powierzchni determinanty antygenowe. T-pomocnicy wyzwalają rozmnażanie (wydzielanie specyficznych substancji białkowych - interleukin) klonów T-zabójców i limfocytów B specyficznych dla danego antygenu z wcześniej istniejących komórek macierzystych, które zostały przetestowane pod kątem tolerancji w okresie embrionalnym (teoria selekcji klonalnej Burneta).

Zapalenie (łac. inflammatio) to złożony, miejscowy i ogólny proces patologiczny, który zachodzi w odpowiedzi na uszkodzenie (alteratio) lub działanie bodźca chorobotwórczego i objawia się reakcjami (exudatio itp.) mającymi na celu wyeliminowanie produktów uszkodzeń, a jeśli to możliwe , następnie czynniki (drażniące), jak również prowadzące do maksymalnego wyleczenia tych warunków (proliferatio itp.) w strefie uszkodzenia.

Schemat rozwoju stanu zapalnego. Pod wpływem czynnika uszkadzającego makrofagi uwalniają cytokiny prozapalne, które przyciągają inne komórki do ogniska zapalenia, w wyniku czego dochodzi do agregacji lub uwalniania przez nie substancji aktywnych, zostaje naruszona integralność tkanki .

Fagocytoza (Phago - pożerać i cytos - komórka) - proces, w którym specjalne komórki krwi i tkanek organizmu (fagocyty) wychwytują i trawią patogeny chorób zakaźnych oraz martwe komórki. Przeprowadzają ją dwa rodzaje komórek: krążące we krwi leukocyty ziarniste (granulocyty) oraz makrofagi tkankowe. Odkrycie fagocytozy należy do II Miecznikowa, który ujawnił ten proces, przeprowadzając eksperymenty z rozgwiazdami i rozwielitkami, wprowadzając ciała obce do ich ciał. Na przykład, kiedy Miecznikow umieścił zarodnik grzyba w ciele rozwielitki, zauważył, że został on zaatakowany przez specjalne ruchome komórki. Kiedy wprowadził zbyt wiele zarodników, komórki nie miały czasu na strawienie ich wszystkich i zwierzę zdechło. Miecznikow nazwał komórki, które chronią organizm przed bakteriami, wirusami, zarodnikami grzybów itp. fagocytami.

U ludzi istnieją dwa rodzaje fagocytów zawodowych:neutrofile i monocyty (w tkankach - makrofagi)

Główne etapy reakcji fagocytującej są podobne dla obu typów komórek. Reakcję fagocytozy można podzielić na kilka etapów:

1. Chemotaksja. W reakcji fagocytozy większą rolę odgrywa chemotaksja dodatnia. Chemoatraktantami są produkty wydzielane przez mikroorganizmy i aktywowane komórki w ognisku zapalenia (cytokiny, leukotrien B4, histamina), a także produkty rozpadu składników dopełniacza (C3a, C5a), proteolityczne fragmenty czynników krzepnięcia krwi i fibrynolizy (trombina , fibryna), neuropeptydy, fragmenty immunoglobulin itp. Natomiast „profesjonalnymi” chemotaksynami są cytokiny z grupy chemokin.

Neutrofile migrują do ogniska zapalnego wcześniej niż inne komórki, a makrofagi przybywają znacznie później. Szybkość ruchu chemotaktycznego dla neutrofili i makrofagów jest porównywalna, różnice w czasie przybycia są prawdopodobnie związane z różnymi szybkościami ich aktywacji.

2. Adhezja fagocytów do obiektu.Wynika to z obecności na powierzchni fagocytów receptorów dla cząsteczek prezentowanych na powierzchni obiektu (własnych lub z nim związanych). Podczas fagocytozy bakterii lub starych komórek organizmu gospodarza rozpoznawane są terminalne grupy sacharydowe - glukoza, galaktoza, fukoza, mannoza itp., które są prezentowane na powierzchni fagocytowanych komórek. Rozpoznawanie dokonują receptory lektynopodobne o odpowiedniej specyficzności, przede wszystkim białko wiążące mannozę oraz selektyny obecne na powierzchni fagocytów.

W tych przypadkach, gdy przedmiotem fagocytozy nie są żywe komórki, ale kawałki węgla, azbestu, szkła, metalu itp., Fagocyty najpierw czynią obiekt absorpcji akceptowalnym dla reakcji, owijając go własnymi produktami, w tym składnikami macierzy zewnątrzkomórkowej, którą wytwarzają.

Chociaż fagocyty są zdolne do wchłaniania różnego rodzaju „nieprzygotowanych” obiektów, proces fagocytarny osiąga największe nasilenie podczas opsonizacji, tj. utrwalanie na powierzchni przedmiotów opsonin, dla których fagocyty mają specyficzne receptory - dla fragmentu Fc przeciwciał, składników układu dopełniacza, fibronektyny itp.

3. Aktywacja błony.Na tym etapie obiekt jest przygotowywany do zanurzenia. Następuje aktywacja kinazy białkowej C, uwalnianie jonów wapnia z magazynów wewnątrzkomórkowych. Duże znaczenie mają przejścia zol-żel w układzie koloidów komórkowych oraz rearanżacje aktyna-miozyna.

4. Nurkuj. Obiekt się zawija

5. Tworzenie fagosomu.Zamknięcie błony, zanurzenie przedmiotu wraz z częścią błony fagocytu do wnętrza komórki.

6. Tworzenie fagolizosomu.Fuzja fagosomu z lizosomami, w wyniku której powstają optymalne warunki do bakteriolizy i rozszczepienia martwej komórki. Mechanizmy konwergencji fagosomów i lizosomów nie są jasne, prawdopodobnie istnieje aktywny ruch lizosomów do fagosomów.

7. Zabijanie i rozłupywanie.Rola ściany komórkowej strawionej komórki jest ogromna. Główne substancje biorące udział w bakteriolizie: nadtlenek wodoru, produkty metabolizmu azotu, lizozym itp. Proces niszczenia komórek bakteryjnych jest zakończony dzięki aktywności proteaz, nukleaz, lipaz i innych enzymów, których aktywność jest optymalna przy niskich wartości pH.

8. Uwalnianie produktów degradacji.

Fagocytoza może być: zakończona (udało się zabijanie i trawienie), niekompletna (dla wielu patogenów fagocytoza jest niezbędnym etapem ich cyklu życiowego, np. u prątków i gonokoków).

aktywacja dopełniacza.

Układ dopełniacza działa jak biochemiczna kaskada reakcji. Dopełniacz jest aktywowany przez trzy szlaki biochemiczne: szlak klasyczny, alternatywny i lektynowy. Wszystkie trzy szlaki aktywacji wytwarzają różne warianty konwertazy C3 (białka, które rozszczepia C3). Szlak klasyczny (został odkryty jako pierwszy, ale jest ewolucyjnie nowy) wymaga aktywacji przeciwciał (swoista odpowiedź immunologiczna, odporność nabyta), podczas gdy szlaki alternatywne i lektynowe mogą być aktywowane przez antygeny bez obecności przeciwciał (niespecyficzna odpowiedź immunologiczna reakcja, odporność wrodzona). Wynik aktywacji dopełniacza we wszystkich trzech przypadkach jest taki sam: konwertaza C3 hydrolizuje C3, tworząc C3a i C3b i powodując kaskadę dalszej hydrolizy elementów układu dopełniacza i zdarzeń aktywacji. W szlaku klasycznym aktywacja konwertazy C3 wymaga utworzenia kompleksu C4b2a. Kompleks ten powstaje po rozszczepieniu C2 i C4 przez kompleks C1. Z kolei kompleks C1 w celu aktywacji musi związać się z immunoglobulinami klasy M lub G. C3b wiąże się z powierzchnią patogenów, co prowadzi do większego „zainteresowania” fagocytów komórkami związanymi z C3b (opsonizacja). C5a jest ważnym chemoatraktantem, który pomaga przyciągać nowe komórki odpornościowe do obszaru aktywacji dopełniacza. Zarówno C3a, jak i C5a wykazują działanie anafilotoksyczne, powodując bezpośrednio degranulację komórek tucznych (w efekcie uwalnianie mediatorów stanu zapalnego). C5b rozpoczyna tworzenie kompleksów atakujących błonę (MAC) składających się z C5b, C6, C7, C8 i polimerowego C9. MAC jest cytolitycznym produktem końcowym aktywacji dopełniacza. MAC tworzy kanał transbłonowy, który powoduje lizę osmotyczną komórki docelowej. Makrofagi pochłaniają patogeny znakowane przez układ dopełniacza.

klasyczny sposób

Szlak klasyczny jest wyzwalany przez aktywację kompleksu C1 (zawiera on po jednej cząsteczce C1q oraz po dwie cząsteczki C1r i C1s). Kompleks C1 wiąże się poprzez C1q z immunoglobulinami klasy M i G związanymi z antygenami. Heksameryczny C1q ma kształt bukietu nieotwartych tulipanów, których „pąki” mogą wiązać się z regionem Fc przeciwciał. Pojedyncza cząsteczka IgM wystarcza do zainicjowania tego szlaku, aktywacja przez cząsteczki IgG jest mniej wydajna i wymaga większej ilości cząsteczek IgG.

C1q wiąże się bezpośrednio z powierzchnią patogenu, co prowadzi do zmian konformacyjnych w cząsteczce C1q i aktywuje dwie cząsteczki proteaz serynowych C1r. Rozszczepiają C1 (również proteazę serynową). Kompleks C1 wiąże się następnie z C4 i C2, a następnie rozszczepia je, tworząc C2a i C4b. C4b i C2a wiążą się ze sobą na powierzchni patogenu, tworząc konwertazę C3 szlaku klasycznego, C4b2a. Pojawienie się konwertazy C3 prowadzi do rozszczepienia C3 na C3a i C3b. C3b tworzy razem z C2a i C4b konwertazę C5 szlaku klasycznego.

Alternatywna ścieżka

Alternatywny szlak jest wyzwalany przez hydrolizę C3 bezpośrednio na powierzchni patogenu. W szlaku alternatywnym biorą udział czynniki B i D. Z ich pomocą powstaje enzym C3bBb. Białko P stabilizuje go i zapewnia jego długotrwałe funkcjonowanie.Ponadto PC3bBb aktywuje C3, w wyniku czego powstaje C5-konwertaza i uruchamia się tworzenie kompleksu atakującego błonę. Dalsza aktywacja końcowych składników dopełniacza zachodzi w taki sam sposób, jak w klasycznym szlaku aktywacji dopełniacza.

Szlak alternatywny różni się od klasycznego tym, że aktywacja układu dopełniacza nie wymaga tworzenia kompleksów immunologicznych, odbywa się bez udziału pierwszych składników dopełniacza - C1, C2, C4. Różni się również tym, że działa natychmiast po pojawieniu się antygenów – jego aktywatorami mogą być bakteryjne polisacharydy i lipopolisacharydy, cząstki wirusowe, komórki nowotworowe.

Lektynowy (mannozowy) szlak aktywacji układu dopełniacza

Szlak lektynowy związany z mannanem (mannan jest polimerem mannozy) jest homologiczny do klasycznego szlaku aktywacji układu dopełniacza. Szlak ten wykorzystuje lektynę wiążącą mannan (MBL), białko podobne do klasycznego szlaku aktywacji C1q, które wiąże się z resztami mannozy i innymi cukrami na błonie, aby umożliwić rozpoznanie różnych patogenów. MBL jest białkiem należącym do grupy kolektyn białek wytwarzanych przez wątrobę i może aktywować kaskadę dopełniacza poprzez wiązanie się z powierzchnią patogenu. MBL jest cząsteczką o 2-6 wierzchołkach, która tworzy kompleks z MASP-I (proteaza serynowa związana z lektyną wiążącą mannan, proteaza serynowa związana z MBL) i MASP-II. MASP-I i MASP-II są bardzo podobne do C1r i C1 klasycznej ścieżki aktywacji i mogą mieć wspólnego ewolucyjnego przodka. Kiedy wierzchołki MBL determinujące węglowodany wiążą się ze specyficznie zorientowanymi resztami mannozy na dwuwarstwie fosfolipidowej patogenu, MASP-I i MASP-II są aktywowane i rozszczepiają białko C4 na C4a i C4b, a białko C2 na C2a i C2b.C4b i C2a następnie łączą się w patogen powierzchniowy, tworząc konwertazę C3, podczas gdy C4a i C2b działają jako chemoatraktanty.

Komórkowa odpowiedź immunologiczna

Wirus, który dostał się do organizmu, ulega endocytozie przez makrofagi, a następnie częściowemu zniszczeniu w retikulum endoplazmatycznym (1). W efekcie powstają obce fragmenty, które eksponowane są na powierzchni komórkowej makrofagów (2). Fragmenty te są „prezentowane” przez specjalną grupę białek błonowych (białka MHC). Kompleks fragmentu wirusa i białka głównego kompleksu zgodności tkankowej [MHC (MHC)] jest rozpoznawany i wiązany przez komórki T przy użyciu swoistych receptorów (komórki T). Spośród ogromnej liczby limfocytów T tylko nieliczne posiadają odpowiedni receptor (3).Wiązanie prowadzi do aktywacji tych limfocytów T i pojawienia się ich selektywnych kopii (4, „selekcja klonalna”). Różne hormonopodobne białka sygnalizacyjne, interleukiny [IL (IL), patrz str. 378]. Białka te są wydzielane przez te komórki układu odpornościowego, które są aktywowane po związaniu z limfocytami T. Tak więc aktywowane makrofagi z prezentowanym fragmentem wirusowym wydzielają IL-1 (5), a limfocyty T wytwarzają IL-2 (6), która stymuluje ich własne kopiowanie klonalne i replikację komórek pomocniczych T.

Sklonowane i aktywowane limfocyty T pełnią różne funkcje w zależności od ich typu. Cytotoksyczne komórki T (na zielonym diagramie) są w stanie rozpoznać i związać te komórki organizmu, które są zakażone wirusami i przenoszą fragmenty wirusa na swoich receptorach MHC (7). Cytotoksyczne limfocyty T wydzielają perforynę, białko, które przenika przez błonę związanej zakażonej komórki, prowadząc do lizy komórki (8).

Przeciwnie, T-pomocnicy (na niebieskim diagramie) wiążą się z komórkami B, które prezentują na swojej powierzchni fragmenty wirusa związane z białkiem MHC (9). Prowadzi to do selektywnego klonowania poszczególnych limfocytów B i ich masowej proliferacji, interleukina stymuluje (10) dojrzewanie limfocytów B - transformację w komórki plazmatyczne (11) zdolne do syntezy i wydzielania przeciwciał (12)

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