Kahte tüüpi fagotsüüte

Fagotsüüdid on teatud tüüpi rakud, mis neelavad ja "söövad" teisi rakke. Nende roll immuunsüsteemis tuli ilmsiks 20. sajandi vahetuse teadlase Elie Metchnikoffi töö kaudu. Ta oli tol ajal väga kuulus oma avastuste poolest, mida ta nimetas „professionaalseteks” ja „ebaprofessionaalseteks” fagotsüütideks, ehkki neid termineid peetakse tavaliselt vananenud. Ta oli ka darwinismist tugevalt kinni ning esitas avalikkusele tugevaid ja populaarseid argumente regulaarselt jogurti tarbimiseks, et kaitsta nende seedetrakti bakterite tasakaalu. Metchnikoff selgitas, kui olulised on professionaalsed fagotsüüdid immuunsüsteemi võimel nakkuse vastu võidelda. Ebaprofessionaalsed fagotsüüdid on rakud, millel on muud põhifunktsioonid kui rakkude neelamine ja lahustamine, näiteks teatud oskuste rakud. Professionaalsed fagotsüüdid on vastavalt Metchnikoffi terminoloogiale rakud, mille peamine funktsioon on pühendatud fagotsütoosile. Teisisõnu on nende ülesanne leida ja hävitada organismile ohtlikke patogeenseid rakke.

Paljud rakud mitmerakuliste organismide kehas osalevad fagotsütoosis, näiteks teatud naharakud. Haigustekitajad on mikroobid või muud võõrkehad, mis võivad põhjustada kahjustusi või haigusi. Mõnikord pole patogeenid tegelikult võõrkehad, vaid juba kehas asuvad pahaloomulised - või vähirakud. Fagotsüüdid eemaldavad kõik sellised potentsiaalselt kahjulikud patogeenid. Fagotsüüdid loovad luuüdis esinevad rakud, mida nimetatakse vereloome tüvirakkudeks. Need tüvirakud toodavad müeloidseid ja lümfoidseid rakke, mis omakorda tekitavad teisi rakke, sealhulgas immuunsüsteemi jaoks olulisi rakke. Mõned rakud, mida müeloidrakud tekitavad, on monotsüüdid ja neutrofiilid. Neutrofiilid on teatud tüüpi fagotsüüdid. Monotsüütidest tekivad makrofaagid, mis on veel üks fagotsüütide tüüp.

TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)

Fagotsüüdid on teatud tüüpi rakud, mis neelavad ja "söövad" teisi rakke. Kaks fagotsüütide tüüpi on makrofaagid ja neutrofiilid, mis on mõlemad immuunsusega seotud olulised rakud. Nad on eriti seotud kaasasündinud immuunsusega, mis on efektiivne inimese elu algusest peale. Makrofaagid ja neutrofiilid seonduvad paljude invasiivsete mikroobide pindadel vormidega, mida nimetatakse PAMP-deks, ning seejärel neelavad ja lahustavad mikroobid.

Nagu teistelgi selgroogsetel, on inimestel patogeenide eest kaitsmiseks kahte tüüpi immuunsussüsteemi. Ühte immuunsüsteemi nimetatakse kaasasündinud immuunsüsteemiks. Kaasasündinud immuunsüsteem on olemas ka enamikus teistes eluvormides. Selgroogsetel kasutab see süsteem ühe kaitseliinina fagotsüüte. Kaasasündinud immuunsüsteemi nimetatakse nii, kuna selle toimimise juhised on kirjutatud liikide geneetilistesse koodidesse. See süsteem on tõhus alates inimese elu algusest ja see reageerib patogeenidele, mis on olnud juba aastatuhandeid. See on erinevalt selgroogsetele omasest adaptiivsest ehk omandatud immuunsüsteemist, mis on nende teine ​​immuunsüsteem. See kohandub patogeenidega, millega üksik organism elu jooksul kokku puutub.

Adaptiivne immuunsüsteem võtab ohtudele reageerimiseks kauem aega kui kaasasündinud immuunsüsteem, osalt seetõttu, et see on ohtudele reageerimisel palju spetsiifilisem. Kohanev immuunsüsteem on see, millele inimesed toetuvad vaktsineerimisel, et vältida tulevikus gripi, rõugete või paljude muude nakkushaiguste haigestumist. Adaptiivne immuunsüsteem vastutab ka inimese enesekindluse eest, mida ta enam kunagi ei tee nakatuda näiteks tuulerõugetesse, sest nad olid sellega haiged juba kuueaastaselt vana. Selles teist tüüpi immuunsüsteemis on esimene kokkupuude nakkusetekitajaga, mida nimetatakse antigeeniks, kas haiguse või vaktsineerimise kaudu. See esimene kokkupuude õpetab adaptiivset immuunsust antigeeni ära tundma. Kui antigeen tungib tulevikus mõnel muul ajal, käivitavad antigeeni pinnal olevad retseptorid rea immuunvastuseid, mis on spetsiaalselt loodud selle konkreetse infektsioonitüve jaoks. Fagotsüüdid osalevad aga peamiselt kaasasündinud immuunsüsteemis.

Enne kui fagotsüüdid on loomupärase immuunsuse osana seotud patogeenide vastu võitlemisega süsteem kasutab keha vähem kulukat kaitseliini, mis koosneb füüsilistest tõketest ja keemilistest tõkked. Keskkond on õhus, vees ja toidus täis toksiine ja nakkusetekitajaid. Inimese kehas on hulk füüsilisi tõkkeid, mis blokeerivad või tõrjuvad sissetungijaid. Näiteks takistavad nii limaskestad kui ka karvad ninasõõrmetes prahi, patogeenide ja saasteainete sattumist hingamisteedesse. Keha loputab toksiinid ja mikroobid kehast välja uriiniga, läbi kusiti. Nahk on kaetud paksu surnud rakkude kihiga, mis blokeerib patogeenide sisenemise pooride kaudu. See kiht eraldub sageli, mis eemaldab tõhusalt kõik surnud naharakkudesse kleepuvad potentsiaalsed mikroobid ja muud patogeenid.

Füüsilised tõkked moodustavad sünnipärase immuunsüsteemi esimese kaitseliini ühe käe; teine ​​käsi koosneb keemilistest tõketest. Need kemikaalid on kehas olevad ained, mis lagundavad mikroobe ja muid patogeene enne, kui need kahjustada võivad. Õlide ja higi nahal esinev happesus takistab bakterite kasvu ja nakkuste tekitamist. Mao väga happeline maomahl tapab enamiku baktereid ja muid toksiine, mis võivad olla allaneelatud - ja oksendamine toimib füüsilise tõkkena selliste patogeensete ainete nagu toidumürgituse eemaldamisel. samuti. Koostöös teevad pidevalt valvsad keemilised ja füüsikalised tõkked palju ära, et hoida ära palju keskkonna mikroskoopilisi ohte, mis üritavad kehasse sattuda ja kahjustada.

Kui esimene kaitseliin koosneb füüsikalistest ja keemilistest tõketest, siis teine ​​kaitseliin kaitse on hetk, mil fagotsütoosiprotsess kaasatakse ähvarduste tõrjumisele keha. Paljude nakkusetekitajate, näiteks viiruste ja bakterite pinnal on molekulid, mille kuju on evolutsiooniajaloo vältel jäänud samaks. Neid kujusid nimetatakse "patogeenidega seotud molekulaarseteks mustriteks" või PAMP-deks. Mitmel patogeensel liigil võib olla sama PAMP. Erinevalt adaptiivsest immuunsüsteemist, mis pärast esimest kokkupuudet "mäletab" konkreetsete bakterite ja viirusetüvede retseptori kujusid, on kaasasündinud immuunsüsteem on mittespetsiifiline ja seondub ainult nende PAMP-idega. PAMP-sid on vähem kui 200 ning sentinellideks nimetatud rakud seonduvad nendega ja käivitavad seejärel immuunreaktsioonide komplekti. Need sentinellirakud on makrofaagid.

Üheks esimeseks kaasasündinud immuunsüsteemi reageerijaks on makrofaagid, üks fagotsüütide tüüpidest. Nad on oma sihtmärkides väga mittespetsiifilised, kuid reageerivad ükskõik millisele 100–200 PAMP-st, mis on kaasasündinud immuunsüsteemile teada. Kui äratuntava PAMP-ga patogeen seondub makrofaagi pinnal tasulise retseptoriga, hakkab makrofaagi rakumembraan laienema nii, et neelab mikroobi. Plasma membraan sulgub nii, et mikroob, mis on endiselt seotud tollilaadse retseptoriga, hoitakse vesiikulis, mida nimetatakse fagosoomiks. Lähedal on makrofaagi sees veel üks vesiikul, mida nimetatakse lüsosoomiks ja mis on täidetud seedeensüümidega. Mikroobi sisaldav lüsosoom ja fagosoom ühinevad üksteisega. Seedeensüümid lõhustavad mikroobi.

Makrofaag kasutab kõiki mikroobi osi, mis on võimalik, ja ülejäänud osa kõrvaldab, kõrvaldades jäätmed eksotsütoosiprotsessi kaudu. See säästab mikroobi tükke, mida nimetatakse antigeenifragmentideks ja mis on seotud molekulidega, mis on spetsiaalselt ette nähtud nende fragmentide kuvamiseks. Neid nimetatakse antigeeni esitlevateks MHC II molekulideks ja need sisestatakse adaptiivse immuunsüsteemi otsustava sammuna makrofaagi rakumembraanile. See toimib aktiveeriva signaalina adaptiivse immuunsüsteemi rakumängijatele selle kohta, milline patogeeni tüvi on kehasse tunginud. Loomupärase immuunsüsteemi osana on makrofaagi esmane eesmärk aga sissetungijate otsimine ja hävitamine. Keha saab makrofaage kiiremini kui adaptiivse immuunsüsteemi spetsialiseerunud rakke, kuid need pole nii tõhusad ega spetsialiseerunud.

Neutrofiilid on veel üks fagotsüütide tüüp. Kunagi nimetas neid Elie Metchnikoff mikrofaagideks. Nagu makrofaagid, on ka neutrofiilid luuüdis olevate vereloome tüvirakkude produkt, mis toodavad müeloidrakke. Lisaks makrofaagideks muutuvate monotsüütide saamisele annavad müeloidrakud ka mitmeid teisi kaasasündinud immuunsüsteemi moodustavaid rakke, sealhulgas neutrofiile. Erinevalt makrofaagidest on neutrofiilid väga väikesed ja need kestavad vaid paar tundi või päeva. Need ringlevad ainult veres, makrofaagid aga veres ja kudedes. Kui makrofaagid reageerivad patogeenidele, vabastavad nad vereringesse kemikaale, eriti tsütokiine, mis hoiatavad immuunsüsteemi sissetungijate eest. Üksikute nakkuste vastu võitlemiseks pole piisavalt makrofaage, seetõttu reageerivad neutrofiilid keemilisele häirele ja töötavad makrofaagidega paralleelselt.

Veresoonte vooderdust nimetatakse endoteeliks. Neutrofiilid on nii pisikesed, et libisevad endoteelirakke eraldavate lünkade vahel, liikudes veresoontest sisse ja välja. Pärast patogeeniga seondumist makrofaagide poolt vabanenud kemikaalid seonduvad neutrofiilid endoteelirakkudega kindlamalt. Kui neutrofiilid on endoteeliga kindlalt seotud, pigistavad nad end interstitsiaalsesse vedelikku ja endoteel laieneb. Laienemine muudab selle veelgi läbilaskvamaks kui enne, kui makrofaagid reageerisid patogeenidele, mis laseb mõnel verel voolata veresooni ümbritsevatesse kudedesse, muutes piirkonna punaseks, soojaks, valulikuks ja paistes. Protsessi tuntakse põletikulise reaktsioonina.

Mõnikord eraldavad bakterid kemikaale, mis suunavad neutrofiilid nende poole. Makrofaagid vabastavad ka kemokiinideks nimetatud kemikaale, mis suunavad neutrofiile nakatumiskoha poole. Nagu makrofaagid, kasutavad ka neutrofiilid patogeenide ümbritsemiseks ja hävitamiseks fagotsütoosi. Selle ülesande täitmisel surevad neutrofiilid. Kui nakkuspiirkonnas on piisavalt surnud neutrofiile, moodustavad surnud rakud aine, mida nimetatakse mädaks. Mäda on märk sellest, et keha paraneb ise ning selle värvus ja konsistents võivad hoiatada tervishoiuteenuse osutajat nakkuse olemusest. Kuna neutrofiilid on nii lühiajalised, kuid nii palju, on need eriti olulised ägedate infektsioonide, näiteks nakatunud haava vastu võitlemisel. Makrofaagid on seevastu pikaealised ja kasulikumad krooniliste infektsioonide korral.

Komplemendisüsteem loob silla kaasasündinud immuunsüsteemi ja adaptiivse immuunsüsteemi vahel. See koosneb ligikaudu 20 maksas toodetud valgust, mis veedavad suurema osa ajast vereringes inaktiivses vormis. Kui nad puutuvad kokku PAMP-dega infektsioonikohtades, aktiveeruvad nad ja kui komplemendisüsteem on aktiveeritud, aktiveerivad valgud kaskaadis teisi valke. Pärast valkude aktiveerumist ühinevad nad, moodustades membraani rünnakukompleksi (MAC), mis surub nakkuslike mikroobide rakumembraani, võimaldades vedelikul patogeeni üle ujutada ja seda põhjustada plahvatama. Lisaks seonduvad komplementvalgud otse PAMP-dega, mis neid märgistab, võimaldades fagotsüütidel patogeene hävitamiseks hõlpsamini tuvastada. Valgud hõlbustavad antikehade antigeenide leidmist ka siis, kui adaptiivne immuunsüsteem osaleb.