Fagocytóza v imunitných reakciách tela. Všeobecné ustanovenia
Podstatu fagocytózy možno opísať len niekoľkými slovami. Pri tomto procese špeciálne fagocytové bunky „vypočítavajú“, požierajú a trávia škodlivé častice, ktoré sa dostali do tela, hlavne infekcie. Účelom tohto javu je chrániť nás pred potenciálnymi patogénmi, toxínmi a pod. A ako presne prebieha mechanizmus fagocytózy? Prechádza niekoľkými fázami, ktoré budú podrobnejšie popísané nižšie.
Fázy fagocytózy:
Chemotaxia
Škodlivý predmet sa dostane do tela a zostane tam krátky čas bez povšimnutia. Tento predmet, či už je to baktéria, cudzie teleso alebo niečo iné, uvoľňuje špeciálne látky (chemoatraktanty) a prichádza priamo do kontaktu s krvou alebo tkanivami. To všetko dáva telu najavo, že je v ňom prítomný agresor.
Nastáva kaskáda biochemických reakcií. V prvom štádiu fagocytózy žírne bunky uvoľňujú do krvného obehu špeciálne zlúčeniny, ktoré spôsobujú zápalovú reakciu. Začiatok zápalového procesu „prebúdza“ makrofágy a iné fagocytové bunky z pokoja. Neutrofily, ktoré zachytávajú prítomnosť chemoatraktantov, rýchlo opúšťajú krv do tkanív a ponáhľajú sa migrovať do zápalového ložiska.
Je ťažké to opísať a ešte ťažšie si to predstaviť, ale prienik patogénu do tela vedie k spusteniu skutočného domino efektu, ktorý zahŕňa stovky (!) rôznych fyziologických javov vyskytujúcich sa v bunkovej a subcelulárnej úrovne. Stav imunitného systému v tomto štádiu fagocytózy možno prirovnať k stavu narušeného včelieho úľa, keď sa jeho početní obyvatelia pripravujú na útok na páchateľa.
Priľnavosť
Sekvencia fagocytózy pokračuje druhým štádiom, adhéznou reakciou. Fagocyty, ktoré sa priblížili na správne miesto, rozširujú svoje procesy na patogén, prichádzajú s ním do kontaktu a rozpoznávajú ho. Neponáhľajú sa s okamžitým útokom a radšej sa najprv uistia, že sa s „cudzím“ nemýli. Rozpoznanie škodlivého činidla nastáva pomocou špeciálnych receptorov na povrchu membrán fagocytov.
Aktivácia membrány
V treťom štádiu fagocytózy dochádza v obranných bunkách k neviditeľným reakciám, ktoré ich pripravujú na zachytenie a zničenie patogénu.
Ponorenie
Fagocytová membrána je tekutá plastická látka, ktorá môže meniť tvar. Čo robí, keď bunka narazí na škodlivý objekt. Fotografia ukazuje, že fagocyt rozširuje svoje "chápadlá" na cudziu časticu. Potom sa okolo nej postupne rozprestiera, plazí sa po nej a úplne ju uchvacuje.
Tvorba fagozómov
Keď fagocyt pokryje časticu zo všetkých strán, jeho membrána sa zvonku uzavrie a vnútri bunky zostane uzavretá bublina s napadnutým predmetom vo vnútri. Zdá sa teda, že bunka časticu prehltne. Táto vezikula sa nazýva fagozóm.
Tvorba fagolyzozómu (fúzia)
Kým prebiehali ďalšie štádiá fagocytózy, vo vnútri fagocytu sa pripravovala na použitie jeho zbraň – lyzozómové organely obsahujúce „tráviace“ enzýmy bunky. Hneď ako baktéria alebo iný škodlivý objekt zachytí obranná bunka, lyzozómy sa k nej priblížia. Ich membrány sa spájajú so škrupinou, ktorá obklopuje časticu, a ich obsah sa naleje do tohto „vrecka“.
Zabíjanie 
Toto je najdramatickejší moment v celom mechanizme fagocytózy. Zachytený objekt je strávený a rozložený fagocytom.
Odstránenie produktov štiepenia
Všetko, čo zostane z usmrtenej baktérie alebo inej natrávenej častice, sa z bunky odstráni. Bývalý fagolyzozóm, ktorý je vakom s produktmi degradácie, sa približuje k vonkajšej membráne fagocytu a spája sa s ním. Takže zvyšky absorbovaného objektu sú odstránené z bunky. Sekvencia fagocytózy je dokončená.
Čo rozhoduje o úspechu fagocytózy?
Bohužiaľ, nie vždy celý opísaný proces ide ako hodinky. V niektorých prípadoch je patogén silnejší ako fagocytárna väzba imunity, prekoná obranu a človek ochorie. Mechnikov si tiež všimol, že ak príliš veľa buniek húb pôsobí na larvy a červy, infikované organizmy umierajú.
Ďalším možným dôvodom zlyhania je neúplná fagocytóza. Niektoré (často veľmi nebezpečné a infekčné) patogény sú chránené pred trávením fagocytmi. Výsledkom je, že sa do nich jednoducho dostanú, žijú tam a vyvíjajú sa, neprístupné iným faktorom ochrany imunity. Koniec koncov, "normálny" imunitný systém nenapadne svoje vlastné bunky, nevie, že v nich je nebezpečný patogén ...
Aby sa predišlo „neúspešnej“ fagocytóze a zabezpečila sa najlepšia imunitná ochrana, odporúča sa užívať liek Prenosový faktor. Jeho informačné molekuly prenášajú imunitným bunkám informácie o tom, ako sa správať pri rôznych patogénoch a ako sa ich zbaviť. Výsledkom je, že práca imunitného systému sa zlepšuje, čím sa zvyšuje jeho odolnosť voči chorobám, ktoré ešte nevznikli, a účinnosť liečby tých, ktoré sa už rozvinuli.
Predbežné poznámky. Fenomén fagocytózy objavil I. I. Mečnikov v rokoch 1883-84. Ide o zachytávanie cudzích častíc určitými bunkami tela s ich následnou enzymatickou deštrukciou. U ľudí majú schopnosť fagocytózy diferencované bunky mononukleárno-fagocytového systému (MPS, starý názov je retikulo-histocytový systém, RHS) a granulocyty. Schopnosť fagocytózy buniek u rôznych biologických druhov sa výrazne líši. Takže napríklad pre polymorfonukleárne leukocyty (PMNL) hovädzieho dobytka je charakteristická veľmi vysoká aktivita fagocytózy, pre PMNL človeka a koňa - stredná a PMNL ovce, morča a králika sú vo všeobecnosti bez nej.
Proces fagocytózy možno rozdeliť do 5 etáp.
1. Migrácia fagocytov do miesta infekcie (pasívne z hľadiska prietoku krvi a aktívne v dôsledku chemotaxie).
2. Adhézia fagocytu s cudzou časticou.
3. Absorpcia cudzorodej častice vo forme fagozómu.
4. Fúzia fagozómu s lyzozómami za vzniku tráviacej vakuoly (fagolyzozóm).
5. Trávenie zachyteného materiálu.
Predpokladom fagocytózy bakteriálnych buniek je ich schopnosť adherovať. Materiál, ktorý sa má fagocytovať, sa najskôr adsorbuje na povrchu fagocytu. V mieste kontaktu s baktériou vytvoria membrány fagocytov priehlbinu, potom sa začne vytvárať pseudopódia, ktorá nakoniec mikroorganizmus úplne prekryje. Časť membrány pokrývajúca púčiky mikroorganizmov vo forme samostatnej vakuoly (fagozómu). Pomerne často je možné pozorovať spojenie niekoľkých fagozómov do jedného. Améboidný pohyb fagocytu a zachytávanie častíc ním sa vysvetľuje čiastočne elektrostatickými účinkami, čiastočne štrukturálnymi zmenami vnútrobunkových koloidov. Zachytené častice sú spravidla úplne zničené vo fagozóme. Je extrémne zriedkavé, že sa mikrób vytlačí z membrány alebo pretrváva vo vakuole. Už niekoľko minút po zachytení lyzozómové častice vrhnú svoj obsah do fagozómu, ktorý sa tak zmení na fagolyzozóm. Vo vnútri PMNL sú pozorované 2 typy granúl, špecifické a azurofilné. Azurofilné granuly sa tvoria v štádiu progranulocytov; pochádzajú z konkávneho povrchu lamelárneho komplexu. Sú väčšie a hustejšie ako špecifické granule, obsahujú 90% myeloperoxidázovej aktivity a navyše kyslú fosfatázu, arylsulfatázu, β-glukuronidázu, esterázu a 5"-nukleotidázu. Špecifické granule spravidla neobsahujú myeloperoxidázu, ale obsahujú takmer všetok laktoferín a asi 50 % bunkového lyzozýmu.Vznikajú na konvexnom povrchu lamelárneho komplexu v štádiu myelocytov.Niekedy fúzujú s fagozómami skôr ako azurofilné granule.Obranné mechanizmy fagocytu sú v súčasnosti predmetom z mnohých štúdií sú predbežné údaje prezentované vo forme diagramu.
1. Mechanizmy závislé od kyslíka
Závislá od peroxidázy
Nezávislé od peroxidázy:
Tvorba superoxidového aniónu;
Peroxid vodíka;
hydroxylové radikály;
atómový kyslík;
2. Mechanizmy nezávislé od kyslíka
kyseliny;
lyzozým;
laktoferín;
Kyslé a neutrálne hydrolázy;
kyslé bielkoviny.
V intaktných PMNL je veľa antimikrobiálnych systémov. Niektoré mikroorganizmy sú obzvlášť citlivé na kyselinu, iné na lyzozým. Vo všeobecnosti je antimikrobiálna aktivita určená kombinovaným pôsobením rôznych obranných mechanizmov.
16. Fagocytárna reakcia.
Fagocytóza- proces aktívnej absorpcie, trávenia a inaktivácie cudzích častíc špecializovanými fagocytovými bunkami.
Štádiá fagocytózy:
Chemotaxia je cieľavedomý pohyb fagocytov po koncentračnom gradiente špeciálnych biologicky aktívnych látok – chemoatraktantov.
Adhézia - priľnutie k mikróbu. Opsoníny (AT, fibronektín, surfaktant) obaľujú mikroorganizmy a výrazne obmedzujú ich pohyblivosť.
Endocytóza (absorpcia). V dôsledku toho sa vytvorí fagozóm s objektom fagocytózy uzavretým vo vnútri. Lyzozómy sa ponáhľajú k fagozómu a zoradia sa pozdĺž jeho obvodu.
Trávenie. Fúzia fagozómu s lyzozómom za vzniku fagolyzozómu. Ďalej sú fagocytované mikroorganizmy napádané kyslíkovo závislými (peroxid, kyslíkový superoxid, cytochróm b; vznikajú produkty toxického účinku, poškodzujúce mikroorganizmy a okolité štruktúry) a nezávislými na kyslíku (granule s laktoferínom, lyzozýmom a pod.; tieto produkty spôsobiť poškodenie bunkovej steny a narušiť niektoré metabolické procesy) faktory.
výsledok fagocytózy.
Dokončené - smrť a zničenie mikroorganizmov
Neúplné - baktérie vybavené kapsulami alebo hustými hydrofóbnymi bunkovými stenami sú odolné voči pôsobeniu lyzozomálnych enzýmov; blokovanie fúzie fagozómov a lyzozómov.
Typy fagocytárnych buniek:
Makrofágy a dendritické bunky - profesionálne fagocyty a bunky prezentujúce antigén
Mikrofágy - polymorfonukleárne leukocyty (neutrofily) - fagocytóza je len mierna
Krvné monocyty migrujú do tkanív pod vplyvom cytotoxínov a stávajú sa rezidentnými.
Makrofágy Pečeň - Kupfferove bunky
Pľúca – alveolárne makrofágy
CNS – mikrogliové bunky
Kostná dreň – osteoklasty
Oblička – mezangiálne bunky
Fagocytózové mikroorganizmy a ich spracovanie (trávenie); prezentovať antigén T bunkám.
NK - natural killers - nerozlišujú AH, sú nezávislé na protilátkach, pôsobia len proti bunkám a reagujú len na bunkové faktory.
Indikátory fagocytózy:
Fagocytárny index (fagocytárna aktivita) - percento neutrofilov obsahujúcich častice mikroorganizmov
Fagocytárne číslo (fagocytárny index) - priemerný počet mikroorganizmov absorbovaných jedným fagocytom.
17. Humorálna imunitná odpoveď.
Na humorálnych imunitných odpovediach sa podieľajú tri typy buniek: makrofágy (bunky prezentujúce AG), T-pomocníci a B-lymfocyty
AG-prezentujúce bunky fagocytuje mikroorganizmus a spracováva ho, pričom ho rozdeľuje na fragmenty (spracovanie AG). Fragmenty AG sú vystavené povrchu bunky prezentujúcej AG spolu s molekulou MHC. Komplex AG-molekula MHC2 je prezentovaný T-helperovi. Rozpoznanie komplexu T-pomocníkom stimuluje sekréciu IL-1 makrofágmi.
T-pomocník pod vplyvom IL-1 syntetizuje IL-2 a receptory pre IL-2, ktorý autokrinným mechanizmom stimuluje proliferáciu T-helperov, ako aj CTL. Po interakcii s bunkou prezentujúcou AG teda T-pomocník získava schopnosť reagovať na pôsobenie IL-2 rýchlou reprodukciou. Biologickým významom tohto javu je hromadenie T-pomocníkov, ktorí zabezpečujú v lymfoidných orgánoch tvorbu potrebného poolu plazmatických buniek, ktoré produkujú protilátky proti tomuto AG.
B-lymfocyt. Jeho aktivácia zahŕňa priamu interakciu AG s molekulou Ig na povrchu B bunky. V tomto prípade samotný B-lymfocyt spracováva AG a prezentuje svoj fragment v spojení s molekulou MHC2 na svojom povrchu. Tento komplex rozpoznáva T-pomocníka vybraného pomocou rovnakého antigénu. Rozpoznanie komplexu AG-MHC2 na povrchu B-lymfocytu T-helper receptorom vedie k sekrécii IL-2, IL-4, IL-5 a IFN-gama T-helperom, pod vplyvom z ktorých sa B-bunka množí, pričom vzniká klon plazmatických buniek. Plazmatické bunky syntetizujú protilátky. Sekrécia AT je stimulovaná IL-6 vylučovaným aktivovaným T-pomocníkom. Niektoré zrelé B-lymfocyty po diferenciácii nezávislej od antigénu cirkulujú v tele vo forme pamäťových buniek.
5 tried: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM; Molekuly IgD, IgE, IgG predstavujú monoméry, IgM pentaméry, molekula IgA v krvnom sére je monomér a vo vylučovaných tekutinách (sliny, slzná tekutina) je to dimér.
IgG: preniká cez placentu do tela plodu, aby sa zabezpečila tvorba pasívnej imunity u plodu, po narodení dieťaťa jeho obsah v krvnom sére klesá a minimálnu koncentráciu dosiahne do 3-4 mesiacov, potom sa začne zvyšovať v dôsledku akumulácie vlastného IgG, dosiahnutie normy o 7 rokov . Detekcia vysokých titrov IgG voči Ag špecifického patogénu naznačuje, že telo je v štádiu rekonvalescencie alebo bolo nedávno prenesené špecifické ochorenie.
IgM: jeho obsah je výrazne zvýšený u novorodencov, ktorí mali vnútromaternicovú infekciu. Prítomnosť IgM v Ag špecifického patogénu naznačuje akútny infekčný proces.
IgA: cirkuluje v krvnom sére a vylučuje sa aj na povrch epitelu., prítomný v slinách, slznej tekutine, mlieku. Molekuly IgA sa podieľajú na reakciách neutralizácie a aglutinácie patogénov. Sekrečné imunoglobulíny triedy IgA (SIgA) sa líšia od sérových v prítomnosti sekrečnej zložky spojenej s 2 alebo 3 monomérmi IgA.
IgD: nachádza sa na povrchu vyvíjajúcich sa B-lymfocytov, jeho obsah dosahuje maximum o 10 rokov, mierne zvýšenie titrov je zaznamenané počas tehotenstva, bronchiálnej astmy, systémového lupus erythematosus a u ľudí s imunodeficienciou
IgE: syntetizované plazmatickými bunkami v bronchiálnych a peritoneálnych lymfatických uzlinách, v sliznici gastrointestinálneho traktu. IgE sa tiež nazývajú reaginy, pretože sa zúčastňujú anafylaktických reakcií a majú výraznú cytofilitu.
Od 10. týždňa vnútromaternicového vývoja začína syntéza IgM, od 12. - IgG, od 30. - IgA, ale ich koncentrácia je nízka.
Ochranná funkcia protilátok počas infekcie:
Ab prostredníctvom centier viažucich Ag interagujú s rôznymi Ag. Abs teda zabraňujú infekcii alebo eliminujú patogén alebo blokujú rozvoj patologických reakcií, pričom aktivujú všetky špecifické obranné systémy.
Opsonizácia (imunitná fagocytóza)– Abs (prostredníctvom fragmentov Fab) sa viažu na bunkovú stenu tela; Fc fragment Ab interaguje so zodpovedajúcim fagocytovým receptorom, ktorý sprostredkuje následnú účinnú absorpciu vytvoreného komplexu fagocytom.
Antitoxický účinok Abs môžu viazať a tým inaktivovať bakteriálne toxíny.
Aktivácia komplimentov Ab (IgM, IgG) po naviazaní na Ag (mikroorganizmus, nádorová bunka) aktivuje komplimentový systém, čo vedie k deštrukcii tejto bunky perforáciou jej bunkovej steny, zvýšenou chemotaxiou, chemokinézou a imunitnou fagocytózou
Neutralizácia– interakciou s bunkovými receptormi, ktoré viažu baktérie alebo vírusy, môže Ab zabrániť adhézii a prenikaniu mikroorganizmov do buniek hostiteľského organizmu.
Cirkulujúce imunitné komplexy Abs viažu rozpustné Ag a tvoria cirkulujúce komplexy, pomocou ktorých sa Ag vylučuje z tela hlavne močom a žlčou.
Cytotoxicita závislá od protilátky– opsonizáciou Ag stimuluje Ab ich deštrukciu cytotoxickými bunkami. Prístroj, ktorý zabezpečuje rozpoznávanie cieľa, sú receptory pre Fc fragmenty Ab. Makrofágy a granulocyty sú schopné ničiť opsonizované ciele.
Vlastnosti protilátok:
Špecifickosť- schopnosť protilátok reagovať len so špecifickým antigénom, v dôsledku prítomnosti antigénnych determinantov na antigéne a antigénnych receptorov (antideminantov) na protilátke.
Valence- počet antideterminantov na protilátke (zvyčajne bivalentná);
spriaznenosť, spriaznenosť je sila spojenia medzi determinantom a antideterminantom;
Avidita je sila väzby protilátka-antigén. Vďaka valencii je jedna protilátka viazaná na niekoľko antigénov;
Heterogenita- heterogenita v dôsledku prítomnosti troch typov antigénnych determinantov:
izotypový- charakterizovať príslušnosť imunoglobulínu k určitej triede (IgA, IgG, IgM atď.);
Alotypický- (vnútrošpecifická špecifickosť) zodpovedajú alelickým variantom imunoglobulínu (heterozygotné zvieratá majú rôzne imunoglobulíny);
Idiotypické- odrážať individuálne charakteristiky imunoglobulínu (môže spôsobiť autoimunitné reakcie).
Vekové vlastnosti:
V postnatálnom období je v krvi detí veľmi významná dynamika obsahu imunoglobulínov rôznych tried. Je to spôsobené tým, že počas prvých mesiacov života pokračuje dezintegrácia a odstraňovanie tých imunoglobulínov triedy B, ktoré boli transplacentárne prenesené z matky.
Počas prvých 4-6 mesiacov sú materské imunoglobulíny úplne zničené a začína sa syntéza ich vlastných imunoglobulínov.
Fagocytóza je proces, pri ktorom špeciálne navrhnuté bunky v krvi a tkanivách tela (fagocyty) zachytávajú a trávia pevné častice. Štádiá fagocytózy: 1. Prístup (chemotaxia) - aktívny pohyb na chemické podnety - odpadové produkty mikroorganizmov, látky vznikajúce v dôsledku interakcie antigénu s protilátkou; 2. Lepenie. Fagocyty sú schopné vytvárať tenké cytoplazmatické výbežky, ktoré sú vymrštené smerom k objektu fagocytózy a pomocou ktorých sa uskutočňuje adherencia. V tomto prípade má povrchový náboj leukocytov určitú hodnotu. Biele krvinky s negatívnym nábojom lepšie priľnú k predmetu s kladným nábojom; 3. Absorpcia objektu. Absorpcia objektu leukocytmi môže nastať dvoma spôsobmi: 1) oblasť cytoplazmy, ktorá je v kontakte s objektom, je vtiahnutá do bunky a objekt je vtiahnutý spolu s ňou; 2) fagocyt sa dotkne predmetu svojou dlhou a tenkou pseudopódiou a potom sa celé telo pritiahne k predmetu a obalí ho. V oboch prípadoch je cudzorodá častica obklopená cytoplazmatickou membránou a je zapojená vo vnútri bunky. V dôsledku toho sa vytvorí akýsi vak s cudzím telesom (fagozóm). 4. Trávenie. Lysozóm sa približuje k fagozómu, ich membrány sa spájajú a vytvárajú jedinú vakuolu, v ktorej sa nachádza absorbovaná častica a lyzozómové enzýmy (fagolyzozóm). Vo fagolyzozómoch sa nastaví optimálna reakcia pre pôsobenie enzýmov (pH asi 5,0) a začne sa trávenie absorbovaného predmetu, samotné enzýmy však nedokážu zabezpečiť dostatočný zabíjačský účinok. Účinnosť fagocytózy sa zvyšuje, keď sa k procesu pripojí takzvaný kyslíkový systém, leukocyty bežne čerpajú energiu najmä z glykolýzy. Počas fagocytózy sa spotreba kyslíka zvyšuje a je taká prudká, že sa bežne nazýva „výbuch dýchania“. Význam takéhoto prudkého (až 10-násobného) zvýšenia spotreby kyslíka je v tom, že sa používa na boj proti mikroorganizmom. Prijatý kyslík z prostredia sa aktivuje čiastočnou redukciou. To produkuje peroxid vodíka a voľné radikály. Tieto vysoko aktívne zlúčeniny spôsobujú peroxidáciu lipidov, bielkovín, sacharidov a zároveň poškodzujú bunkové štruktúry mikroorganizmov vybudovaných z týchto látok. Mechanizmus kyslíka sa aktivuje, keď sa receptor fagocytov dostane do kontaktu s objektom fagocytózy. Fagocyty majú aj iné, s kyslíkom nesúvisiace mechanizmy na boj s mikroorganizmami. Patria sem: a) lyzozým, ktorý ničí bakteriálne membrány; b) laktoferín, súťažiaci o ióny železa; c) katiónové proteíny, ktoré narúšajú štruktúru mikrobiálnych membrán. Opsonizácia je proces interakcie opsonínov s baktériami, počas ktorých sa tieto stávajú náchylnejšie na pôsobenie fagocytov. Fagocytárne bunky, ktoré vlastnia receptory na opsonizáciu komplementových proteínov, ktoré sú pripojené k povrchu cieľov (mikróby, imunitné komplexy atď.), viažu tieto ciele a aktivujú sa, čo vedie k endocytóze alebo fagocytóze cieľov. O. proces sa uskutočňuje aj zodpovedajúcimi špecifickými protilátkami interagujúcimi s antigénnymi epitopmi baktérií, vírusov, toxínov. V tomto prípade je opsonizovaný antigén pripojený k fagocytujúcej bunke prostredníctvom interakcie s povrchovými receptormi (Fc receptormi) bunky s Fc fragmentom imunoglobulínov. S rovnakým fragmentom môžu protilátky interagovať aj s fagocytmi, vďaka čomu budú bunky patogénu nimi zničené.
Téma: " Doktrína imunity. Nešpecifické ochranné faktory ».
Imunita je spôsob ochrany organizmu pred geneticky cudzími látkami - antigénmi exogénneho a endogénneho pôvodu, zameraný na udržanie a zachovanie homeostázy, štrukturálnej a funkčnej integrity organizmu, biologickej (antigénnej) individuality každého organizmu a druhu ako celku.
Táto definícia zdôrazňuje:
že imunológia študuje metódy a mechanizmy ochrany proti akýmkoľvek antigénom geneticky cudzím pre daný organizmus, či už sú mikrobiálneho, živočíšneho alebo iného pôvodu;
že mechanizmy imunity sú namierené proti antigénom, ktoré môžu vstúpiť do tela, a to ako zvonku, tak aj v tele samotnom;
že imunitný systém je zameraný na zachovanie a udržanie geneticky podmienenej antigénnej individuality každého jedinca, každého druhu ako celku
Dosahuje sa imunitná ochrana proti biologickej agresii triáda reakcií počítajúc do toho:
rozpoznávanie cudzích a pozmenených vlastných makromolekúl (AG)
odstránenie z tela AG a ich buniek.
zapamätanie kontaktu so špecifickými antigénmi, čo určuje ich zrýchlené odstránenie pri opätovnom vstupe do tela.
Zakladatelia imunológie:
Louis Pasteur – princíp očkovania.
II Mechnikov - doktrína fagocytózy.
Paul Ehrlich - Hypotéza protilátok.
O význame imunológie ako vedy svedčí fakt, že autori mnohých objavov boli ocenení Nobelovou cenou.
Nešpecifické faktoryodolnosť tela
Pri nešpecifickej ochrane proti mikróbom a antigénom zohráva dôležitú úlohu, ako už bolo uvedené vyššie tri bariéry: 1) mechanický, 2) fyzikálno-chemické a 3) imunobiologické. Hlavnými ochrannými faktormi týchto bariér sú koža a sliznice, enzýmy, fagocytárne bunky, komplement, interferón, inhibítory krvného séra.
Koža a sliznice
Vrstvený epitel zdravej kože a slizníc je zvyčajne nepriepustný pre mikróby a makromolekuly. Pri jemných mikropoškodeniach, zápalových zmenách, uštipnutí hmyzom, popáleninách a poraneniach však mikróby a makromolekuly nedokážu preniknúť cez kožu a sliznice. Vírusy a niektoré baktérie môžu preniknúť do makroorganizmu intercelulárne, cez bunku a pomocou fagocytov, ktoré prenášajú absorbované mikróby cez epitel a sliznice. Dôkazom toho je infekcia v prirodzených podmienkach cez sliznice horných dýchacích ciest, pľúc, gastrointestinálneho traktu urogenitálneho traktu, ako aj možnosť orálnej a inhalačnej imunizácie živými vakcínami, kedy vakcinačný kmeň baktérií a vírusov prenikne cez sliznice tráviaceho traktu a dýchacieho traktu.
Fyzikálna a chemická ochrana
Na čistej a neporušenej pokožke sa zvyčajne drží málo mikróbov, pretože potné a mazové žľazy neustále vylučujú na jej povrch látky, ktoré majú baktericídny účinok (kyselina octová, mravčia, mliečna).
Žalúdok je tiež bariérou pre baktérie, vírusy a antigény prenikajúce ústami, pretože tieto sú inaktivované a zničené vplyvom kyslého obsahu žalúdka (pH 1,5-2,5) a enzýmov. V čreve slúžia ako inaktivačné faktory enzýmy a bakteriocíny tvorené normálnou mikrobiálnou flórou čreva, ako aj trypsín, pankreatín, lipáza, amylázy a žlč.
Imunobiologická ochrana
Fagocytóza
Fagocytóza(z gréčtiny. fagovia - Požieram cytos - bunka), ktorý objavil a študoval I. I. Mečnikov, je jedným z hlavných silných faktorov, ktoré zabezpečujú odolnosť organizmu, ochranu pred cudzorodými látkami vrátane mikróbov. Toto je najstaršia forma imunitnej obrany, ktorá sa už objavila v coelenterátoch.
Mechanizmus fagocytózy spočíva v absorpcii, trávení a inaktivácii telu cudzích látok špecializovanými bunkami - fagocytmi.
I. I. Mečnikov na fagocytárne bunkykam priradené makrofágy a mikrofágy. Najviac preštudované a početne prevažujúce sú krvné monocyty a z nich vytvorené tkanivové makrofágy. Trvanie pobytu monocytov v krvnom obehu je 2-4 dni. Potom migrujú do tkanív a menia sa na makrofágy. Životnosť makrofágov je od 20 dní do 7 mesiacov (hovoríme o rôznych subpopuláciách tkanivových makrofágov); vo väčšine prípadov je to 20-40 dní.
Makrofágy sú väčšie ako monocyty kvôli ich sploštenému tvaru. Makrofágy sa delia na rezidentné (stabilne lokalizované v určitých tkanivách) a mobilné (mobilizované v ohnisku zápalu) V súčasnosti sú všetky fagocyty spojené vjediný mononukleárny fagocytárnysystému:
Obsahuje tkanivové makrofágy(alveolárne, peritoneálne atď.), klietkaki Langerhans a Grenstein(epidermocyty kože), Kupfferove bunky(hviezdicové retikuloendoteliocyty), epiteloidné bunky, krvné neutrofily a eozinofily a niektoré ďalšie.
Hlavné funkcie fagocytov.
odstrániť odumierajúce bunky a ich štruktúry (erytrocyty, rakovinové bunky) z tela;
odstrániť nemetabolizovateľné anorganické látky, ktoré sa tak či onak dostávajú do vnútorného prostredia tela (napríklad častice uhlia, minerálov a iných prachov, ktoré sa dostávajú do dýchacích ciest);
absorbovať a inaktivovať mikróby (baktérie, vírusy, huby), ich zvyšky a produkty;
syntetizovať rôzne biologicky aktívne látky potrebné na zabezpečenie odolnosti organizmu (niektoré zložky komplementu, lyzozým, interferón, interleukíny atď.);
podieľať sa na regulácii imunitného systému;
uskutočňujú "zoznámenie" T-pomocníkov s antigénmi, teda podieľajú sa na spolupráci imunokompetentných buniek.
Fagocyty sú teda na jednej strane akýmisi „scavengermi“, ktorí čistia telo od všetkých cudzorodých častíc bez ohľadu na ich povahu a pôvod (nešpecifická funkcia), a na druhej strane sa podieľajú na procese špecifickej imunity tým, že prezentovanie antigénu imunokompetentným bunkám (T~ lymfocyty) a regulácia a aktivita.
Štádiá fagocytózy . Proces fagocytózy, t.j. absorpcia cudzorodej látky bunkami, má niekoľko fáz:
priblíženie sa fagocytu k objektu absorpcie (chemotaxia);
adsorpcia p požitá látka na povrchu fagocytu;
absorpcie látky invagináciou bunkovej membrány s tvorbou fagozómov (vakuoly, vezikuly) v protoplazme obsahujúcej absorbovanú látku;
zlúčenie fagozómy s bunkovým lyzozómom za vzniku fagolyzozómu;
aktivácia lyzozomálnych enzýmov a trávenie látok vo fagolyzozóme s ich pomocou.
Vlastnosti fyziológie fagocytov. Na vykonávanie svojich funkcií majú fagocyty rozsiahlu sadu lytických enzýmov a tiež produkujú peroxid a radikálové ióny NO, ktoré môžu na diaľku alebo po fagocytóze ovplyvniť membránu (alebo stenu) bunky. Na cytoplazmatickej membráne sa nachádzajú receptory pre zložky komplementu, Fc fragmenty imunoglobulínov, histamín, ako aj histokompatibilné antigény triedy I a II. Intracelulárne lyzozómy obsahujú až 100 rôznych enzýmov, ktoré dokážu „stráviť“ takmer akúkoľvek organickú látku.
Fagocyty majú vyvinutý povrch a sú veľmi mobilné. Sú schopné aktívne sa pohybovať k objektu fagocytózy pozdĺž koncentračného gradientu špecifických biologicky aktívnych látok - chemoatraktanty. Tento pohyb sa nazýva chemotaxia (z gréčtiny. chymeia - umenie spájania kovov a taxíky - usporiadanie, budova). Ide o proces závislý od ATP zahŕňajúci kontraktilné proteíny aktín a myozín. Chemoatraktanty zahŕňajú napríklad fragmenty zložiek komplementu (C3a a C5a), IL-8 lymfokíny atď., produkty rozpadu buniek a baktérií, plus zmenený epitel krvných ciev v mieste zápalu. Ako je známe, neutrofily migrujú do ohniska zápalu skôr ako iné bunky a makrofágy tam prichádzajú oveľa neskôr. Rýchlosť chemotaktického pohybu je však rovnaká. Rozdiely sú spojené s odlišným súborom faktorov, ktoré pre nich slúžia ako chemoatraktanty, s rýchlejšou počiatočnou reakciou neutrofilov (iniciácia chemotaxie), ako aj prítomnosťou neutrofilov v parietálnej vrstve ciev (t.j. ich pripravenosťou na preniknúť do tkanív)
Adsorpcia látok na povrchu fagocytu sa uskutočňuje v dôsledku slabých chemických interakcií a vyskytuje sa buď spontánne, nešpecificky, alebo väzbou na špecifické receptory (pre imunoglobulíny zložky komplementu). Membránové štruktúry interagujúce pri kontakte fagocytov s cieľovými bunkami (najmä opsoníny na povrchu mikrobiálnej bunky a ich receptory na povrchu fagocytu) sú umiestnené rovnomerne na interagujúcich bunkách. To vytvára podmienky pre postupné zachytenie častice pseudopódiou, ktorá úplne zapojí celý povrch fagocytu do procesu a vedie k absorpcii častice v dôsledku uzavretia membrány pozdĺž princíp „zipsu“.„Zachytenie“ látky fagocytom spôsobuje produkciu veľkého množstva peroxidových radikálov („výbuch kyslíka“) a NO, ktoré spôsobujú nezvratné, smrteľné poškodenie ako celých buniek, tak aj jednotlivých molekúl.
Absorpcia látka adsorbovaná na fagocyte vzniká tým endocytoza. Ide o energeticky závislý proces spojený s premenou energie chemických väzieb molekuly ATP na kontraktilnú aktivitu intracelulárneho aktínu a myozínu. Prostredie fagocytovanej látky s dvojvrstvovou cytoplazmatickou membránou a tvorbou izolovaného intracelulárneho vezikula - fagozómy pripomínajúce „zips“. Vo vnútri fagozómu pokračuje útok absorbovanej látky aktívnymi radikálmi. Po fúzii fagozómu a lyzozómu a vytvorení v cytoplazme fagolyzozómy dochádza k aktivácii lyzozomálnych enzýmov, ktoré zničia absorbovanú látku na elementárne zložky vhodné na ďalšie využitie pre potreby samotného fagocytu.
Fagolyzozóm obsahuje niekoľko systémy baktericídnych faktorov:
faktory vyžadujúce účasť kyslíka
dusíkaté metabolity
účinné látky vrátane enzýmov
lokálne okyslenie.
Jednou z hlavných foriem deštrukcie mikroorganizmu vo vnútri makrofágu je je to výbuch kyslíka. Kyslíková alebo respiračná explózia je proces tvorby produktov čiastočne redukovaného kyslíka, voľných radikálov, peroxidov a iných produktov s vysokou antimikrobiálnou aktivitou. Tieto procesy sa vyvinú v priebehu niekoľkých sekúnd, čo určilo ich označenie ako „výbuch“. Boli zistené rozdiely medzi CV neutrofilov a makrofágov , v prvom prípade je reakcia kratšia, ale intenzívnejšia, vedie k veľkej akumulácii peroxidu vodíka a nezávisí od syntézy bielkovín, v druhom prípade je dlhšia, ale je potlačená inhibítorom syntézy bielkovín cyklohexidínom.
Oxid dusnatý a NO radikál (obzvlášť dôležité pri ničení mykobaktérií).
Enzymatické štiepenie látky môže nastať aj extracelulárne, keď enzýmy opúšťajú fagocyt.
Vstup živín do mikrobiálnej bunky je sťažený z dôvodu poklesu jej elektronického potenciálu. V kyslom prostredí sa zvyšuje aktivita enzýmov.
Fagocyty spravidla „trávia“ zachytené baktérie, huby, vírusy, teda dokončená fagocytóza. V niektorých prípadoch je však fagocytóza nedokončený charakter: absorbované baktérie (napr. Yersinia) alebo vírusy (napr. pôvodca infekcie HIV, kiahne) blokujú enzymatickú aktivitu fagocytu, neumierajú, nie sú zničené a dokonca sa množia vo fagocytoch. Takýto proces sa nazýva neúplná fagocytóza.
Malý oligopeptid môže byť endocytovaný fagocytom a po spracovaní (t.j. obmedzenej proteolýze) začlenený do molekuly antigénu histokompatibilnýtiIItrieda. Ako súčasť komplexného makromolekulárneho komplexu je oligopeptid exponovaný (exprimovaný) na povrchu bunky, aby s ním „zoznámili“ T-pomocníkov.
Aktivuje sa fagocytóza vplyvom opsonínových protilátok, adjuvancií, komplementu, imunocytokínov (IL-2) a iných faktorov. aktivačný mechanizmus pôsobenie opsonínov založené na väzbe komplexu antigén-protilátka na receptory pre Fc fragmenty imunoglobulínov na povrchu fagocytov. Podobným spôsobom pôsobí komplement, ktorý podporuje väzbu na špecifické fagocytové receptory (C-receptory) komplexu antigén-protilátka. Adjuvans zväčšiť molekuly antigénu a tým uľahčiť proces jeho absorpcie, keďže intenzita fagocytózy závisí od veľkosti absorbovanej častice.
Charakteristická je aktivita fagocytov fagocytárne indikátory a opsono-fagógiakontajnerový index.
Fagocytárne indikátory sa odhadujú podľa počtu baktérií absorbovaných alebo „strávených“ jedným fagocytom za jednotku času a opsonofagocytárny index predstavuje pomer fagocytárnych parametrov získaných s imunitným, t.j. obsahujúcim opsoníny, a neimúnnym sérom. Tieto indikátory sa používajú v klinickej praxi na určenie imunitného stavu jedinca.
Sekrečná aktivita makrofágov. T ktorej aktivita je charakteristická hlavne pre aktivované fagocytárne bunky, ale aspoň makrofágy vylučujú látky (lyzozým, prostaglandín E2) spontánne. Aktivita je vyjadrená v dvoch formách:
1 . uvoľnenie obsahu granúl (pre lyzozómové makrofágy), t.j. degranulácia.
2 . sekrécie za účasti EPR a Golgiho aparátu.
Degranulácia je charakteristická pre všetky hlavné fagocytárne bunky a druhý typ sa týka výlučne makrofágov.
OD zvyšné neutrofilné granule rozdelené na dve časti, jedna pôsobí pri neutrálnych alebo zásaditých hodnotách ph, druhá kyslé hydrolázy.
Domov vlastnosť makrofágov v porovnaní s neutrofilmi ide o oveľa výraznejšiu sekréciu, ktorá nie je spojená s degranuláciou.
Makrofágy sa spontánne vylučujú: lyzozým, zložky komplementu, množstvo enzýmov (napr. elastáza), fibronektín, apoproteín A a lipoproteínová lipáza. Pri aktivácii sekrécia výrazne stúpa: C2, C4, fibronektín, aktivátor plazminogénu, zapína sa syntéza cytokínov (IL1, 6 a 8), TNFα, interferóny α, β, hormóny atď.
Aktivácia makrofágov vedie k procesom degranulácie fagozómov a lyzozómov s uvoľňovaním produktov podobných tým, ktoré sa uvoľňujú pri degranulácii neutrofilov. Komplex týchto produktov spôsobuje extracelulárnu bakteriolýzu a cytolýzu, ako aj trávenie zložiek zničených buniek. Extracelulárna baktericídna aktivita v makrofágoch je však menej výrazná ako v neutrofiloch. . Makrofágy nespôsobujú masívnu autolýzu, čo vedie k tvorbe hnisu.