Два вида фагоцити

Фагоцитите са вид клетки, които поглъщат и „изяждат“ други клетки. Тяхната роля в имунната система излиза наяве чрез работата на Ели Мечников, учен от началото на 20 век. По това време той беше много известен с откритията си за това, което той нарече „професионални“ и „непрофесионални“ фагоцити, въпреки че сега тези термини обикновено се считат за остарели. Той също така беше силен привърженик на дарвинизма и изказа силни, популярни аргументи за обществеността редовно да консумира кисело мляко за защита на бактериалния баланс в стомашно-чревния тракт. Metchnikoff изясни колко важни са професионалните фагоцити за способността на имунната система да се бори с инфекцията. Непрофесионалните фагоцити са клетки, които имат първични функции, различни от поглъщането и разтварянето на клетките, като например определени умения. Професионалните фагоцити, според терминологията на Metchnikoff, са клетки, чиято основна функция е посветена на фагоцитозата. С други думи, тяхната работа е да намират и унищожават патогенни клетки, които са опасни за организма.

Много клетки в телата на многоклетъчните организми участват във фагоцитоза, като някои кожни клетки. Патогените са микроби или други чужди тела, които могат да причинят вреда или заболяване. Понякога патогените всъщност не са чужди тела, а злокачествени - или ракови - клетки, които вече са в тялото. Фагоцитите работят за премахване на всички тези видове потенциално вредни патогени. Фагоцитите се създават от клетки, наречени хематопоетични стволови клетки, които присъстват в костния мозък. Тези стволови клетки произвеждат миелоидни и лимфоидни клетки, които от своя страна пораждат други клетки, включително клетките от основно значение за имунната система. Някои от клетките, които миелоидните клетки пораждат, са моноцити и неутрофили. Неутрофилите са вид фагоцити. Моноцитите пораждат макрофаги, които са друг вид фагоцити.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Фагоцитите са вид клетки, които поглъщат и „изяждат“ други клетки. Два вида фагоцити са макрофагите и неутрофилите, които са съществени клетки, участващи в имунитета. Те са особено ангажирани с вродената имунна система, която е ефективна от началото на живота на индивида. Макрофагите и неутрофилите се свързват с форми, наречени PAMP, на повърхностите на много инвазивни микроби и след това абсорбират и разтварят микробите.

Подобно на други гръбначни, хората имат два вида имунна система за защита срещу патогени. Една от имунните системи се нарича вродена имунна система. Вродената имунна система присъства и в повечето други форми на живот. При гръбначните животни тази система използва фагоцити като една от своите защитни линии. Вродената имунна система се нарича така, защото инструкциите за нейните операции са записани в генетичните кодове на видовете. Тази система е ефективна от началото на живота на индивида и реагира на патогени, съществуващи от хилядолетия. Това е за разлика от адаптивната или придобита имунна система, която е уникална за гръбначните животни и е тяхната втора имунна система. Той се адаптира към патогени, на които отделният организъм е изложен през живота.

Адаптивната имунна система отнема повече време, за да реагира на заплахите, отколкото вродената имунна система, отчасти защото е много по-специфична в своя отговор на заплахите. Адаптивната имунна система е тази, на която хората разчитат, когато получават ваксинации, за да не се разболяват в бъдеще от грип, едра шарка или много други инфекциозни заболявания. Адаптивната имунна система е отговорна и за увереността, която човек има, че никога повече няма да се заразят с варицела например, защото са били болни от нея, когато са били на шест години стар. При този втори вид имунна система има първо излагане на инфекциозен агент, наречен антиген, или чрез заболяване, или чрез ваксинация. Това първо излагане учи адаптивната имунна система да разпознава антигена. Ако антигенът нахлуе друг път в бъдеще, рецепторите на повърхността на антигена ще предизвикат поредица от имунни отговори, специално пригодени за този специфичен щам на инфекцията. Фагоцитите обаче участват предимно във вродената имунна система.

Преди фагоцитите да се включат в борбата срещу патогените като част от вродения имунитет система, тялото използва по-евтина линия на защита, която се състои от физически бариери и химикали бариери. Околната среда е пълна с токсини и инфекциозни агенти във въздуха, водата и храната. В човешкото тяло има редица физически бариери, които блокират или прогонват нашествениците. Например, както слузните мембрани, така и космите в ноздрите предотвратяват навлизането на отломки, патогени и замърсители в дихателните пътища. Тялото изхвърля токсините и микробите от тялото с урината през уретрата. Кожата е покрита с дебел слой мъртви клетки, които блокират навлизането на патогени през порите. Този слой се отделя често, което ефективно премахва всички потенциални микроби и други патогени, прилепнали към мъртвите кожни клетки.

Физическите бариери съставляват едната ръка на първата отбранителна линия във вродената имунна система; другото рамо се състои от химически бариери. Тези химикали са вещества в организма, които разграждат микробите и други патогени, преди да могат да причинят вреда. Киселинността върху кожата от масла и пот предотвратява развитието на бактерии и причинява инфекции. Силно киселинният стомашен сок на стомаха убива повечето бактерии и други токсини, които биха могли да бъдат погълнат - и повръщането действа като физическа бариера за премахване на патогенни агенти като „хранително отравяне“ както добре. Работейки заедно, вечно бдителните химически и физически бариери правят много, за да предпазят много от микроскопичните опасности на околната среда, които се опитват да влязат в тялото и да причинят вреда.

Докато първата линия на отбрана се състои от физически и химически бариери, втората линия на защитата е точката, в която процесът на фагоцитоза се включва в отблъскване на заплахите тялото. Много инфекциозни агенти като вируси и бактерии имат молекули на повърхностите си с форми, които са останали същите през цялата история на еволюцията. Тези форми се наричат ​​"свързани с патогени молекулни модели" или PAMP. Множество патогенни видове могат да споделят един и същ PAMP. За разлика от адаптивната имунна система, която „помни“ рецепторните форми на специфични бактерии и вирусни щамове след първото излагане, вродената имунна система е неспецифичен и се свързва само с тези PAMP. Има по-малко от 200 PAMP и клетките, наречени сентинели, се свързват с тях и след това предизвикват набор от имунни реакции. Тези сентинелни клетки са макрофаги.

Един от първите реагиращи на вродената имунна система са макрофагите, един от видовете фагоцити. Те са много неспецифични по своите цели, но реагират на всеки от 100 до 200 PAMP, известни на вродената имунна система. Когато патоген с разпознаваем PAMP се свърже с тол-подобен рецептор на повърхността на макрофага, клетъчната мембрана на макрофага започва да се разширява по такъв начин, че поглъща микроба. Плазмената мембрана се затваря, така че микробът, все още обвързан с подобен на таксата рецептор, се задържа във везикула, наречен фагозома. Наблизо има друг везикул вътре в макрофага, наречен лизозома, който е изпълнен с храносмилателни ензими. Лизозомата и фагозомата, която съдържа микроба, се сливат заедно. Храносмилателните ензими разграждат микроба.

Макрофагът използва всички части на микроба, които може, и изхвърля останалите, като изхвърля отпадъците чрез процеса на екзоцитоза. Той спестява парчета от микроба, наречени антигенни фрагменти, които са свързани с молекули, специално предназначени да показват тези фрагменти. Те се наричат ​​антиген-представящи MHC II молекули и се вкарват в клетъчната мембрана на макрофага, като решаваща стъпка в адаптивната имунна система. Това служи като активиращ сигнал за клетъчните играчи в адаптивната имунна система за точно кой щам на патогена е нахлул в тялото. Като част от вродената имунна система обаче, основната цел на макрофага е да търси и унищожава нашествениците. Макрофагите могат да бъдат направени по-бързо от тялото, отколкото по-специализираните клетки на адаптивната имунна система, но те не са толкова ефективни или специализирани.

Неутрофилите са друг вид фагоцити. Някога те са били наричани микрофаги от Elie Metchnikoff. Подобно на макрофагите, неутрофилите са продукт на хематопоетични стволови клетки в костния мозък, които произвеждат миелоидни клетки. В допълнение към получаването на моноцитите, които се превръщат в макрофаги, миелоидните клетки дават и няколко други клетки, които изграждат вродената имунна система, включително неутрофили. За разлика от макрофагите, неутрофилите са много малки и те продължават само няколко часа или дни. Те циркулират само в кръвта, докато макрофагите циркулират в кръвта и тъканите. Когато макрофагите реагират на патогени, те отделят химикали в кръвния поток, особено цитокини, които предупреждават имунната система за нашественици. Няма достатъчно макрофаги, за да се бори с каквато и да е инфекция, така че неутрофилите реагират на химичния сигнал и работят в тандем с макрофагите.

Лигавицата на кръвоносните съдове се нарича ендотел. Неутрофилите са толкова малки, че се плъзгат между пролуките, разделящи ендотелните клетки, придвижвайки се и излизайки от кръвоносните съдове. Химикалите, отделяни от макрофагите след свързване с патоген, карат неутрофилите да се свързват по-здраво с ендотелните клетки. След като неутрофилите са здраво свързани с ендотела, те пробиват пътя си в интерстициалната течност и ендотелът се разширява. Разширението го прави още по-пропусклив, отколкото е бил преди макрофагите да реагират на патогените, които позволява на малко кръв да тече в тъканите, заобикалящи кръвоносните съдове, което прави областта червена, топла, болезнена и подути. Процесът е известен като възпалителна реакция.

Понякога бактериите отделят химикали, които насочват неутрофилите към тях. Макрофагите също освобождават химикали, наречени хемокини, които насочват неутрофилите към мястото на инфекцията. Подобно на макрофагите, неутрофилите използват фагоцитоза за обвиване и унищожаване на патогените. След като изпълнят тази задача, неутрофилите умират. Ако на мястото на инфекцията има достатъчно мъртви неутрофили, мъртвите клетки образуват веществото, известно като гной. Гнойът е знак, че тялото се самоизлекува и неговият цвят и консистенция могат да алармират доставчика на здравни грижи за естеството на инфекцията. Тъй като неутрофилите са толкова краткотрайни, но толкова много, те са особено важни за борба с остри инфекции, като например заразена рана. Макрофагите, от друга страна, са дълголетни и са по-полезни при хронични инфекции.

Системата на комплемента създава мост между вродената имунна система и адаптивната имунна система. Състои се от приблизително 20 протеина, произведени в черния дроб, които прекарват по-голямата част от времето си в циркулация в кръвта в неактивна форма. Когато влязат в контакт с PAMPs в местата за заразяване, те се активират и след като системата на комплемента се активира, протеините активират други протеини в каскада. След като протеините се активират, те се обединяват, за да образуват мембранно-атаков комплекс (MAC), който изтласква през клетъчната мембрана на инфекциозни микроби, позволявайки на течностите да нахлуят в патогена и да го предизвикат избухвам. В допълнение, протеините на комплемента се свързват директно с PAMPs, което ги маркира, позволявайки на фагоцитите да идентифицират по-лесно патогените за унищожаване. Протеините също улесняват откриването на антигените на антителата, когато се включи адаптивната имунна система.