Dvije vrste fagocita

Fagociti su vrsta stanica koje proždiru i "jedu" druge stanice. Njihova uloga u imunološkom sustavu izašla je na vidjelo radom Elieja Metchnikoffa, znanstvenika na prijelazu iz 20. u 20. stoljeće. U to je vrijeme bio vrlo poznat po otkrićima onoga što je nazvao "profesionalnim" i "neprofesionalnim" fagocitima, iako se ti pojmovi obično smatraju zastarjelima. Također je bio pristalica darvinizma i iznio je snažne, popularne argumente za javnost da redovito konzumira jogurt kako bi zaštitio ravnotežu bakterija u svojim gastrointestinalnim traktima. Metchnikoff je pojasnio koliko su profesionalni fagociti bitni za sposobnost imunološkog sustava da se bori protiv infekcije. Neprofesionalni fagociti su stanice koje imaju primarne funkcije, osim što zahvaćaju i otapaju stanice, poput određenih stanica vještina. Profesionalni fagociti, prema Metchnikoffovoj terminologiji, su stanice čija je primarna funkcija posvećena fagocitozi. Drugim riječima, njihov posao je pronaći i uništiti patogene stanice koje su opasne za organizam.

Mnoge stanice u tijelima višećelijskih organizama sudjeluju u fagocitozi, poput određenih stanica kože. Patogeni su mikrobi ili bilo koja druga strana tijela koja mogu prouzročiti štetu ili bolest. Ponekad patogeni zapravo nisu strana tijela, već maligne - ili kancerogene - stanice koje se već nalaze u tijelu. Fagociti rade na uklanjanju svih ovih vrsta potencijalno štetnih patogena. Fagocite stvaraju stanice nazvane hematopoetske matične stanice koje su prisutne u koštanoj srži. Te matične stanice proizvode mijeloidne i limfoidne stanice, koje zauzvrat daju druge stanice, uključujući stanice temeljne za imunološki sustav. Neke stanice iz kojih nastaju mijeloične stanice su monociti i neutrofili. Neutrofili su vrsta fagocita. Monociti daju makrofage, koji su druga vrsta fagocita.

TL; DR (predugo; Nisam pročitao)

Fagociti su vrsta stanica koje proždiru i "jedu" druge stanice. Dvije vrste fagocita su makrofagi i neutrofili, koji su obje ključne stanice uključene u imunitet. Oni su posebno uključeni u urođeni imunološki sustav, koji je učinkovit od početka života pojedinca. Makrofagi i neutrofili vežu se za oblike zvane PAMP na površinama mnogih invazivnih mikroba, a zatim apsorbiraju i otapaju mikrobe.

Poput ostalih kralježnjaka, ljudi imaju dvije vrste imunološkog sustava za zaštitu od patogena. Jedan od imunoloških sustava naziva se urođeni imunološki sustav. Urođeni imunološki sustav prisutan je i u većini drugih oblika života. U kralježnjaka ovaj sustav zapošljava fagocite kao jednu od svojih obrambenih crta. Urođeni imunološki sustav tako se naziva jer su upute za njegovo djelovanje zapisane u genetske kodove vrsta. Ovaj je sustav učinkovit od početka života pojedinca i reagira na patogene koji postoje tisućljećima. To je za razliku od adaptivnog ili stečenog imunološkog sustava, koji je jedinstven za kralježnjake i njihov je drugi imunološki sustav. Prilagođava se patogenima kojima je pojedinačni organizam izložen tijekom života.

Prilagodljivom imunološkom sustavu treba više vremena da odgovori na prijetnje nego urođenom imunološkom sustavu, dijelom i zato što je puno konkretniji u svom odgovoru na prijetnje. Prilagodljivi imunološki sustav je onaj na koji se ljudi oslanjaju prilikom cijepljenja kako bi izbjegli da se u budućnosti razboli od gripe, malih boginja ili brojnih drugih zaraznih bolesti. Prilagodljivi imunološki sustav također je odgovoran za samopouzdanje koje osoba ima da nikada više neće na primjer, zaraze se vodenim kozicama, jer su bile bolesne s njom kada su imale šest godina star. U ovoj drugoj vrsti imunološkog sustava postoji prva izloženost infektivnom agensu, koji se naziva antigenom, bilo bolešću ili cijepljenjem. Ta prva izloženost uči adaptivni imunološki sustav prepoznavanju antigena. Ako antigen napadne drugi put u budućnosti, receptori na površini antigena potaknut će niz imunoloških odgovora prilagođenih tom specifičnom soju infekcije. Fagociti su, međutim, prvenstveno uključeni u urođeni imunološki sustav.

Prije nego što se fagociti uključe u borbu protiv patogena kao dio urođenog imunološkog sustava sustava, tijelo koristi jeftiniju liniju obrane koja se sastoji od fizičkih barijera i kemikalija barijere. Okoliš je pun toksina i zaraznih sredstava u zraku, vodi i hrani. U ljudskom tijelu postoji niz fizičkih prepreka koje blokiraju ili protjeruju napadače. Na primjer, i sluzne membrane i dlačice u nosnicama sprječavaju ulazak krhotina, patogena i onečišćujućih tvari u dišne ​​putove. Tijelo toksine i mikrobe izbacuje iz tijela mokraćom kroz mokraćnu cijev. Koža je obložena debelim slojem mrtvih stanica koje blokiraju ulazak patogena kroz pore. Ovaj se sloj često izlijeva, što učinkovito uklanja sve potencijalne mikrobe i druge patogene koji se lijepe za mrtve stanice kože.

Fizičke barijere čine jedan krak prve crte obrane u urođenom imunološkom sustavu; drugi krak sastoji se od kemijskih barijera. Te su kemikalije tvari u tijelu koje razgrađuju mikrobe i druge patogene prije nego što mogu naštetiti. Kiselost na koži od ulja i znoja sprječava rast bakterija i izazivanje infekcija. Jako želučani želučani sok ubija većinu bakterija i drugih toksina koji bi mogli biti progutano - i povraćanje djeluje kao fizička zapreka za uklanjanje patogenih sredstava kao što je "trovanje hranom" također. Radeći zajedno, uvijek budne kemijske i fizičke barijere čine puno da zaštite mnoge mikroskopske opasnosti iz okoliša koje pokušavaju ući u tijelo i nanijeti štetu.

Dok se prva crta obrane sastoji od fizikalnih i kemijskih barijera, druga crta obrane obrana je točka u kojoj se proces fagocitoze uključuje u odbijanje prijetnji tijelo. Mnogi zarazni agensi poput virusa i bakterija imaju na svojim površinama molekule oblika koji su ostali isti tijekom povijesti evolucije. Ti se oblici nazivaju "molekularni uzorci povezani s patogenima" ili PAMP. Više patogenih vrsta može dijeliti isti PAMP. Za razliku od adaptivnog imunološkog sustava, koji "pamti" oblike receptora specifičnih bakterija i virusnih sojeva nakon prvog izlaganja, urođeni imunološki sustav je nespecifičan i veže se samo za ove PAMP-ove. Postoji manje od 200 PAMP-a, a stanice nazvane sentineli vežu se za njih, a zatim pokreću niz imunoloških reakcija. Te su sentinelne stanice makrofagi.

Jedan od prvih koji reagiraju na urođeni imunološki sustav su makrofagi, jedna od vrsta fagocita. Oni su vrlo nespecifični u svojim ciljevima, ali reagiraju na bilo koji od 100 do 200 PAMP-ova koji su poznati urođenom imunološkom sustavu. Kad se patogen s prepoznatljivim PAMP-om veže za receptor nalik cestarini na površini makrofaga, stanična membrana makrofaga počinje se širiti na takav način da zahvaća mikrobe. Plazma membrana se zatvara tako da se mikrob, još uvijek vezan za receptor nalik cestarini, drži unutar vezikula koji se naziva fagosom. U blizini se unutar makrofaga nalazi još jedan mjehurić zvan lizosom, koji je ispunjen probavnim enzimima. Lizom i fagosom koji sadrže mikrobe spajaju se zajedno. Probavni enzimi razgrađuju mikrobe.

Makrofag koristi sve dijelove mikroba koji može, a ostatak odlaže izbacivanjem otpada kroz proces egzocitoze. Sprema komade mikroba koji se nazivaju fragmenti antigena, a koji su vezani za molekule posebno dizajnirane za prikaz tih fragmenata. Zovu se molekule MHC II koje prezentiraju antigen i ubacuju se u staničnu membranu makrofaga, kao presudan korak u adaptivnom imunološkom sustavu. To služi kao aktivacijski signal staničnim igračima u adaptivnom imunološkom sustavu o tome koji je točno vrsta patogena napao tijelo. Međutim, kao dio urođenog imunološkog sustava, primarna svrha makrofaga je tražiti i uništavati napadače. Tijelo može brže napraviti makrofage od više specijaliziranih stanica adaptivnog imunološkog sustava, ali one nisu toliko učinkovite ili specijalizirane.

Neutrofili su druga vrsta fagocita. Jednom ih je Elie Metchnikoff nazivao mikrofazima. Poput makrofaga, neutrofili su proizvod hematopoetskih matičnih stanica u koštanoj srži, koje proizvode mijeloidne stanice. Osim što daju monocite koji postaju makrofagi, mijeloidne stanice daju i nekoliko drugih stanica koje čine urođeni imunološki sustav, uključujući neutrofile. Za razliku od makrofaga, neutrofili su vrlo mali i traju samo nekoliko sati ili dana. Oni cirkuliraju samo u krvi, dok makrofagi cirkuliraju u krvi i tkivima. Kada makrofagi reagiraju na patogene, oni ispuštaju kemikalije u krvotok, posebno citokine, koji upozoravaju imunološki sustav na uljeze. Nema dovoljno makrofaga da se sam bori protiv bilo koje infekcije, pa neutrofili reagiraju na kemijsku uzbunu i rade zajedno s makrofazima.

Sluznica krvnih žila naziva se endotelom. Neutrofili su toliko sićušni da se provlače između praznina koje razdvajaju endotelne stanice, krećući se i izlazeći iz krvnih žila. Kemikalije koje makrofagi oslobađaju nakon vezanja na patogen uzrokuju da se neutrofili čvršće vežu za endotelne stanice. Nakon što se neutrofili sigurno vežu za endotel, oni se stisnu u intersticijsku tekućinu i endoteli se šire. Proširenje ga čini još propusnijim nego što je bilo prije nego što su makrofagi reagirali na patogene, koji omogućuje protok neke krvi u tkiva koja okružuju krvne žile, čineći područje crvenim, toplim, bolnim i natečene. Proces je poznat kao upalni odgovor.

Ponekad bakterije oslobađaju kemikalije koje vode neutrofile prema njima. Makrofagi također oslobađaju kemikalije zvane kemokini koje vode neutrofile prema mjestu infekcije. Poput makrofaga, neutrofili koriste fagocitozu da omotaju i unište patogene. Jednom kad izvrše ovaj zadatak, neutrofili umiru. Ako na mjestu infekcije ima dovoljno mrtvih neutrofila, mrtve stanice tvore tvar poznatu kao gnoj. Gnoj je znak da tijelo samo sebe liječi, a njegova boja i postojanost zdravstvenog radnika mogu upozoriti na prirodu infekcije. Budući da su neutrofili tako kratkotrajni, ali tako obilni, posebno su važni za borbu protiv akutnih infekcija, poput zaražene rane. Makrofagi su, pak, dugovječni i korisniji su za kronične infekcije.

Sustav komplementa stvara most između urođenog imunološkog sustava i adaptivnog imunološkog sustava. Sastoji se od otprilike 20 proteina koji se proizvode u jetri koji većinu svog vremena provode cirkulirajući kroz krvotok u neaktivnom obliku. Kada dođu u kontakt s PAMP-ima na mjestima zaraze, oni se aktiviraju, a nakon što se sustav komplementa aktivira, proteini kaskadno aktiviraju ostale proteine. Nakon što se proteini aktiviraju, udružuju se i tvore membranski napadni kompleks (MAC) koji gura preko stanične membrane zaraznih mikroba, dopuštajući tekućinama da upadnu u patogen i izazovu ga praska. Uz to, proteini komplementa izravno se vežu za PAMP-ove, koji ih označavaju, omogućujući fagocitima da lakše identificiraju patogene za uništavanje. Proteini također antitijelima olakšavaju pronalazak antigena kada se uključi adaptivni imunološki sustav.