Dva typy fagocytů

Fagocyty jsou typem buňky, která pohlcuje a „jí“ další buňky. Jejich role v imunitním systému vyšla najevo díky práci Elie Metchnikoffa, vědce na přelomu 20. století. V té době byl velmi známý svými objevy toho, co nazval „profesionální“ a „neprofesionální“ fagocyty, ačkoli tyto výrazy jsou nyní považovány za zastaralé. Byl také silným přívržencem darwinismu a pro veřejnost učinil silné, populární argumenty, aby pravidelně konzumovaly jogurty na ochranu bakteriální rovnováhy v jejich gastrointestinálních traktech. Metchnikoff objasnil, jak důležité jsou profesionální fagocyty pro schopnost imunitního systému bojovat proti infekci. Neprofesionální fagocyty jsou buňky, které mají jiné primární funkce než pohlcování a rozpouštění buněk, jako jsou určité buňky dovedností. Profesionální fagocyty jsou podle terminologie Metchnikoffa buňky, jejichž primární funkcí je fagocytóza. Jinými slovy, jejich úkolem je najít a zničit patogenní buňky, které jsou pro organismus nebezpečné.

Mnoho buněk v tělech mnohobuněčných organismů se účastní fagocytózy, jako jsou některé buňky kůže. Patogeny jsou mikroby nebo jakákoli jiná cizí tělesa, která mohou způsobit újmu nebo nemoc. Někdy patogeny ve skutečnosti nejsou cizími těly, ale maligními - nebo rakovinnými - buňkami již v těle. Fagocyty pracují na odstranění všech těchto druhů potenciálně škodlivých patogenů. Fagocyty jsou vytvářeny buňkami nazývanými hematopoetické kmenové buňky, které jsou přítomny v kostní dřeni. Tyto kmenové buňky produkují myeloidní a lymfoidní buňky, které zase vytvářejí další buňky, včetně buněk základních pro imunitní systém. Některé buňky, z nichž myeloidní buňky vznikají, jsou monocyty a neutrofily. Neutrofily jsou typem fagocytů. Monocyty vedou k makrofágům, které jsou dalším typem fagocytů.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Fagocyty jsou typem buňky, která pohlcuje a „jí“ další buňky. Dva typy fagocytů jsou makrofágy a neutrofily, které jsou obě nezbytnými buňkami zapojenými do imunity. Obzvláště se podílejí na vrozeném imunitním systému, který je účinný od začátku života jednotlivce. Makrofágy a neutrofily se vážou na tvary zvané PAMP na povrchu mnoha invazivních mikrobů a poté mikroby absorbují a rozpouští.

Stejně jako ostatní obratlovci mají i lidé dva typy imunitního systému na ochranu před patogeny. Jeden z imunitních systémů se nazývá vrozený imunitní systém. Vrozený imunitní systém je také přítomen ve většině ostatních forem života. U obratlovců tento systém využívá jako jednu ze svých obranných linií fagocyty. Vrozený imunitní systém se nazývá tak proto, že pokyny pro jeho operace jsou zapsány do genetických kódů druhů. Tento systém je účinný od začátku života jednotlivce a reaguje na patogeny, které existují již tisíce let. To je na rozdíl od adaptivního nebo získaného imunitního systému, který je jedinečný pro obratlovce a je to jejich druhý imunitní systém. Přizpůsobuje se patogenům, kterým je individuální organismus vystaven během života.

Adaptivnímu imunitnímu systému trvá déle, než reaguje na hrozby, než vrozený imunitní systém, zčásti proto, že je mnohem konkrétnější v reakci na hrozby. Adaptivní imunitní systém je ten, na který se lidé při očkování spoléhají, aby se v budoucnu vyhnuli chřipce, neštovicím nebo mnoha dalším infekčním chorobám. Adaptivní imunitní systém je také zodpovědný za důvěru, kterou člověk má, že už nikdy nebude nakazit se například plané neštovice, protože jim bylo špatně, když jim bylo šest let starý. U tohoto druhého druhu imunitního systému dochází k první expozici infekčnímu agens zvanému antigen, a to buď nemocí, nebo očkováním. Tato první expozice učí adaptivní imunitní systém rozpoznávat antigen. Pokud antigen v budoucnu napadne jindy, receptory na povrchu antigenu spustí řadu imunitních reakcí šitých na míru danému konkrétnímu kmenu infekce. Fagocyty jsou však primárně zapojeny do vrozeného imunitního systému.

Než se fagocyty zapojí do boje proti patogenům jako součást vrozené imunity systém používá tělo méně nákladnou obrannou linii, která se skládá z fyzických bariér a chemických látek bariéry. Prostředí je plné toxinů a infekčních látek ve vzduchu, vodě a potravinách. V lidském těle existuje řada fyzických bariér, které blokují nebo vyhánějí útočníky. Například jak sliznice, tak chloupky v nosních dírkách zabraňují vstupu nečistot, patogenů a znečišťujících látek do dýchacích cest. Tělo vyplavuje toxiny a mikroby z těla močí přes močovou trubici. Kůže je pokryta silnou vrstvou odumřelých buněk, které blokují vstup patogenů přes póry. Tato vrstva se často vylučuje, což účinně odstraňuje všechny potenciální mikroby a jiné patogeny ulpívající na odumřelých kožních buňkách.

Fyzické bariéry tvoří jednu ruku první linie obrany vrozeného imunitního systému; druhé rameno se skládá z chemických bariér. Tyto chemikálie jsou látky v těle, které štěpí mikroby a jiné patogeny dříve, než mohou způsobit újmu. Kyselina na pokožce způsobená oleji a potem brání množení bakterií a způsobuje infekce. Vysoce kyselá žaludeční šťáva žaludku zabíjí většinu bakterií a dalších toxinů, které by mohly být požití - a zvracení působí jako fyzická bariéra k odstranění patogenních činitelů, jako je „otrava jídlem“ také. Spolupráce, stále ostražité chemické a fyzikální bariéry, velmi přispívají k zabránění mnoha mikroskopickým nebezpečím prostředí, která se pokoušejí vstoupit do těla a způsobit újmu.

Zatímco první obranná linie se skládá z fyzických a chemických bariér, druhá obranná linie obrana je bod, ve kterém je proces fagocytózy zapojen do odvrácení hrozeb tělo. Mnoho infekčních agens, jako jsou viry a bakterie, má na svém povrchu molekuly s tvary, které zůstaly stejné v celé historii evoluce. Tyto tvary se nazývají „molekulární vzorce spojené s patogeny“ nebo PAMP. Několik patogenních druhů může sdílet stejný PAMP. Na rozdíl od adaptivního imunitního systému, který si „pamatuje“ tvary receptorů konkrétních bakterií a virových kmenů po první expozici, vrozený imunitní systém je nespecifická a váže se pouze na tyto PAMP. Existuje méně než 200 PAMP a buňky zvané sentinely se na ně vážou a poté vyvolávají řadu imunitních reakcí. Tyto sentinelové buňky jsou makrofágy.

Jedním z prvních respondentů vrozeného imunitního systému jsou makrofágy, jeden z typů fagocytů. Jsou velmi nespecifické ve svých cílech, ale reagují na jakýkoli ze 100 až 200 PAMP známých vrozenému imunitnímu systému. Když se patogen s rozpoznatelným PAMP váže na mýtný receptor na povrchu makrofágu, začne se buněčná membrána makrofágu rozšiřovat takovým způsobem, že pohltí mikroba. Plazmatická membrána se uzavírá, takže mikrob, který je stále vázán na mýtný receptor, je držen uvnitř vezikuly zvané fagozom. Nedaleko se nachází další vezikul uvnitř makrofágu zvaný lysozom, který je naplněn trávicími enzymy. Lysozom a fagozom, který obsahuje mikrob, se spojují. Trávicí enzymy štěpí mikrob.

Makrofág využívá jakoukoli část mikroba, kterou dokáže, a zbytek likviduje vylučováním odpadu procesem exocytózy. Zachraňuje kousky mikrobu zvané fragmenty antigenu, které jsou navázány na molekuly speciálně určené k zobrazení těchto fragmentů. Říká se jim molekuly MHC II prezentující antigen a jsou vloženy do buněčné membrány makrofágu jako zásadní krok v adaptivním imunitním systému. To slouží jako aktivační signál buněčným hráčům v adaptivním imunitním systému o tom, který kmen patogenu přesně napadl tělo. Jako součást vrozeného imunitního systému je však primárním účelem makrofágu hledání a ničení útočníků. Makrofágy mohou být tělem vytvářeny rychleji než specializovanější buňky adaptivního imunitního systému, ale nejsou tak účinné ani specializované.

Neutrofily jsou dalším typem fagocytů. Kdysi se jim říkalo mikrofágy od Elie Metchnikoffa. Stejně jako makrofágy jsou neutrofily produktem hematopoetických kmenových buněk v kostní dřeni, které produkují myeloidní buňky. Kromě tvorby monocytů, které se stávají makrofágy, poskytují myeloidní buňky také několik dalších buněk, které tvoří přirozený imunitní systém, včetně neutrofilů. Na rozdíl od makrofágů jsou neutrofily velmi malé a trvají jen několik hodin nebo dní. Cirkulují pouze v krvi, zatímco makrofágy cirkulují v krvi a tkáních. Když makrofágy reagují na patogeny, uvolňují chemikálie do krevního oběhu, zejména cytokiny, které varují imunitní systém před útočníky. Není dostatek makrofágů k boji s jakoukoli infekcí samotnou, takže neutrofily reagují na chemickou výstrahu a pracují v tandemu s makrofágy.

Výstelka krevních cév se nazývá endotel. Neutrofily jsou tak malé, že proklouzávají mezi mezerami oddělujícími endotelové buňky a pohybují se dovnitř a ven z krevních cév. Chemické látky uvolněné makrofágy po vazbě na patogen způsobují, že neutrofily se pevněji vážou na endotelové buňky. Jakmile jsou neutrofily bezpečně navázány na endotel, vniknou do intersticiální tekutiny a endotel se rozšíří. Díky dilataci je ještě propustnější než předtím, než makrofágy reagovaly na patogeny, které umožňuje, aby část krve proudila do tkání obklopujících cévy, čímž je oblast červená, teplá, bolestivá a oteklý. Tento proces je znám jako zánětlivá reakce.

Někdy bakterie uvolňují chemikálie, které k nim vedou neutrofily. Makrofágy také uvolňují chemikálie zvané chemokiny, které vedou neutrofily k místu infekce. Stejně jako makrofágy používají neutrofily fagocytózu k obalení a zničení patogenů. Po dokončení tohoto úkolu neutrofily zemřou. Pokud je v místě infekce dostatek mrtvých neutrofilů, tvoří mrtvé buňky látku známou jako hnis. Hnis je známkou toho, že se tělo léčí samo, a jeho barva a konzistence může upozornit poskytovatele zdravotní péče na povahu infekce. Protože neutrofily jsou tak krátkodobé, ale tak hojné, jsou zvláště důležité pro boj s akutními infekcemi, jako je infikovaná rána. Makrofágy, na druhé straně, mají dlouhou životnost a jsou užitečnější pro chronické infekce.

Systém komplementu vytváří most mezi vrozeným imunitním systémem a adaptivním imunitním systémem. Skládá se z přibližně 20 bílkovin, které se vyrábějí v játrech a které většinu času cirkulují krví v neaktivní formě. Když přijdou do styku s PAMP v místech infekce, aktivují se a jakmile se aktivuje systém komplementu, proteiny aktivují další proteiny v kaskádě. Poté, co se proteiny aktivují, spojí se a vytvoří komplex membránového útoku (MAC), který tlačí přes buněčnou membránu infekčních mikrobů, což umožňuje tekutinám zaplavit patogen a způsobit to prasknout. Navíc se proteiny komplementu vážou přímo na PAMP, které je označují, což umožňuje fagocytům snadnější identifikaci patogenů pro destrukci. Proteiny také usnadňují protilátkám najít antigeny, když se zapojí adaptivní imunitní systém.