Divu veidu fagocīti

Fagocīti ir šūnu veids, kas apņem un “apēd” citas šūnas. Viņu loma imūnsistēmā parādījās, pateicoties 20. gadsimta mijas zinātnieces Elijas Metčnikofas darbam. Tajā laikā viņš bija ļoti slavens ar atklājumiem par to, ko viņš dēvēja par “profesionāliem” un “neprofesionāliem” fagocītiem, lai gan šie termini parasti tiek uzskatīti par novecojušiem. Viņš arī stingri piekrita darvinismam un izteica sabiedrībai spēcīgus, populārus argumentus par regulāru jogurta lietošanu, lai aizsargātu baktēriju līdzsvaru viņu kuņģa-zarnu traktā. Metčnikofs izskaidroja, cik svarīgi profesionālajiem fagocītiem ir imūnsistēmas spēja cīnīties ar infekciju. Neprofesionāli fagocīti ir šūnas, kurām ir primāras funkcijas, izņemot šūnu apņemšanu un izšķīdināšanu, piemēram, noteiktas prasmju šūnas. Profesionālie fagocīti, saskaņā ar Metchnikoff terminoloģiju, ir šūnas, kuru galvenā funkcija ir veltīta fagocitozei. Citiem vārdiem sakot, viņu uzdevums ir atrast un iznīcināt patogēnās šūnas, kas ir bīstamas organismam.

Daudzas šūnas daudzšūnu organismu ķermeņos iesaistās fagocitozē, piemēram, noteiktas ādas šūnas. Patogēni ir mikrobi vai citi svešķermeņi, kas var nodarīt kaitējumu vai slimības. Dažreiz patogēni faktiski nav svešķermeņi, bet ļaundabīgas vai vēža šūnas, kas jau atrodas organismā. Fagocīti strādā, lai noņemtu visus šos potenciāli kaitīgos patogēnus. Fagocītus veido šūnas, ko sauc par hematopoētiskajām cilmes šūnām, kas atrodas kaulu smadzenēs. Šīs cilmes šūnas ražo mieloīdās un limfoīdās šūnas, no kurām savukārt rodas citas šūnas, ieskaitot imūnās sistēmas pamatšūnas. Dažas no šūnām, kuras izraisa mieloīdās šūnas, ir monocīti un neitrofīli. Neitrofīli ir fagocītu veids. No monocītiem rodas makrofāgi, kas ir vēl viens fagocītu veids.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Fagocīti ir šūnu veids, kas apņem un “apēd” citas šūnas. Divi fagocītu veidi ir makrofāgi un neitrofīli, kas abi ir būtiskas imunitātes šūnas. Viņi ir īpaši iesaistīti iedzimtā imūnsistēmā, kas ir efektīva no indivīda dzīves sākuma. Makrofāgi un neitrofīli uz daudzu invazīvu mikrobu virsmām saistās ar formām, ko sauc par PAMP, un pēc tam absorbē un izšķīdina mikrobus.

Tāpat kā citiem mugurkaulniekiem, cilvēkiem ir divu veidu imūnsistēma aizsardzībai pret patogēniem. Vienu no imūnsistēmām sauc par iedzimtu imūnsistēmu. Iedzimtā imūnsistēma ir arī lielākajā daļā citu dzīvības formu. Mugurkaulniekiem šī sistēma kā vienu no aizsardzības līnijām izmanto fagocītus. Iedzimtā imūnsistēma tiek saukta tā, jo instrukcijas tās darbībai ir ierakstītas sugu ģenētiskajos kodos. Šī sistēma ir efektīva no indivīda dzīves sākuma, un tā reaģē uz patogēniem, kas pastāv jau gadu tūkstošiem. Tas ir pretrunā ar adaptīvo jeb iegūto imūnsistēmu, kas raksturīga tikai mugurkaulniekiem un ir viņu otrā imūnsistēma. Tas pielāgojas patogēniem, ar kuriem individuālais organisms dzīves laikā tiek pakļauts.

Adaptīvā imūnsistēma reaģē uz draudiem prasa ilgāku laiku nekā iedzimta imūnsistēma, daļēji tāpēc, ka tā ir daudz specifiskāka, reaģējot uz draudiem. Pielāgojamā imūnsistēma ir tā, uz kuru cilvēki paļaujas, saņemot vakcināciju, lai nākotnē izvairītos no saslimšanas ar gripu, bakām vai daudzām citām infekcijas slimībām. Adaptīvā imūnsistēma ir atbildīga arī par cilvēka pārliecību, ka nekad vairs nebūs inficēties, piemēram, ar vējbakām, jo ​​viņi bija slimi ar to, kad bija seši gadi vecs. Šajā otrā veida imūnsistēmā vispirms notiek infekcijas izraisītāja, ko sauc par antigēnu, iedarbība vai nu slimības, vai vakcinācijas ceļā. Pirmā iedarbība māca adaptīvo imūnsistēmu atpazīt antigēnu. Ja antigēns nākotnē iebruks citā laikā, antigēna virsmas receptori izraisīs virkni imūnās atbildes, kas pielāgotas šim konkrētajam infekcijas celmam. Fagocīti tomēr galvenokārt ir saistīti ar iedzimtu imūnsistēmu.

Pirms fagocīti iesaistās cīņā pret patogēniem kā iedzimtas imūnās sistēmas sastāvdaļa sistēma izmanto lētāku aizsardzības līniju, kas sastāv no fiziskām barjerām un ķīmiskām vielām barjeras. Vide gaisā, ūdenī un pārtikā ir pilna ar toksīniem un infekcijas izraisītājiem. Cilvēka ķermenī ir vairākas fiziskas barjeras, kas bloķē vai izraida iebrucējus. Piemēram, gan gļotu membrānas, gan matiņi aizdegunē neļauj atkritumiem, patogēniem un piesārņotājiem iekļūt elpceļos. Ķermenis izlaiž toksīnus un mikrobus no ķermeņa urīnā, caur urīnizvadkanālu. Āda ir pārklāta ar biezu atmirušo šūnu slāni, kas bloķē patogēnu iekļūšanu caur porām. Šis slānis bieži izdalās, kas efektīvi novērš visus iespējamos mikrobus un citus patogēnus, kas pieķērušies atmirušajām ādas šūnām.

Fiziskie šķēršļi ir viena no pirmās aizsardzības līnijas iedzimtā imūnsistēmā; otra roka sastāv no ķīmiskām barjerām. Šīs ķīmiskās vielas ir vielas organismā, kas noārda mikrobus un citus patogēnus, pirms tie var nodarīt kaitējumu. Eļļu un sviedru skābums uz ādas neļauj baktērijām augt un izraisīt infekcijas. Ļoti skāba kuņģa kuņģa sula iznīcina lielāko daļu baktēriju un citu toksīnu, kas varētu būt norīts - un vemšana darbojas kā fiziska barjera, lai novērstu patogēnus, piemēram, “saindēšanos ar pārtiku”. arī. Strādājot kopā, arvien modrās ķīmiskās un fizikālās barjeras daudz dara, lai novērstu daudzus mikroskopiskos vides draudus, kas mēģina iekļūt ķermenī un nodara kaitējumu.

Kamēr pirmā aizsardzības līnija sastāv no fizikālajām un ķīmiskajām barjerām, otrā - aizsardzība ir brīdis, kad fagocitozes process iesaistās draudu novēršanā ķermenis. Daudziem infekcijas izraisītājiem, piemēram, vīrusiem un baktērijām, uz virsmas ir molekulas, kuru formas ir saglabājušās nemainīgas visā evolūcijas vēsturē. Šīs formas sauc par "ar patogēniem saistītiem molekulāriem modeļiem" vai PAMP. Daudzām patogēnām sugām var būt viens un tas pats PAMP. Atšķirībā no adaptīvās imūnsistēmas, kas pēc pirmās iedarbības “atceras” specifisku baktēriju un vīrusu celmu receptoru formas, iedzimta imūnsistēma ir nespecifisks un saistās tikai ar šiem PAMP. PAMP ir mazāk nekā 200, un šūnas, ko sauc par sargsargiem, tām saistās un pēc tam izraisa imūnās reakcijas. Šīs uzrauga šūnas ir makrofāgi.

Viens no pirmajiem iedzimtas imūnsistēmas reaģētājiem ir makrofāgi, viens no fagocītu veidiem. Viņu mērķi ir ļoti nespecifiski, bet tie reaģē uz jebkuru no 100 līdz 200 PAMP, kas zināmi iedzimtajai imūnsistēmai. Kad patogēns ar atpazīstamu PAMP saistās ar maksas līdzīgu receptoru uz makrofāga virsmas, makrofāga šūnu membrāna sāk paplašināties tā, ka tā apņem mikrobu. Plazmas membrāna aizveras tā, ka mikrobs, kas joprojām ir saistīts ar maksas līdzīgu receptoru, tiek turēts vezikulā, ko sauc par fagosomu. Tuvumā makrofāga iekšpusē ir vēl viena pūslīte, ko sauc par lizosomu, kas ir piepildīta ar gremošanas enzīmiem. Lizosoma un fagosoma, kurā atrodas mikrobs, saplūst kopā. Gremošanas fermenti noārda mikrobu.

Makrofāgs izmanto visas mikrobu daļas, kuras tas var, un atbrīvojas no pārējām, izvadot atkritumus eksocitozes procesā. Tas ietaupa mikrobu gabalus, ko sauc par antigēna fragmentiem, kuri ir saistīti ar molekulām, kas īpaši paredzētas šo fragmentu parādīšanai. Tās sauc par antigēnu prezentējošām MHC II molekulām, un tās tiek ievietotas makrofāgu šūnu membrānā kā izšķirošs solis adaptīvajā imūnsistēmā. Tas kalpo kā aktivējošais signāls adaptīvās imūnsistēmas šūnu spēlētājiem par to, kurš tieši patogēna celms ir iebrucis ķermenī. Kā daļa no iedzimtas imūnsistēmas makrofāgu galvenais mērķis ir meklēt un iznīcināt iebrucējus. Organisms var padarīt makrofāgus ātrāk nekā adaptīvās imūnsistēmas specializētākās šūnas, taču tās nav tik efektīvas vai specializētas.

Neitrofīli ir vēl viens fagocītu veids. Reiz Elijs Metčnikofs tos sauca par mikrofāgiem. Tāpat kā makrofāgi, arī neitrofīli ir kaulu smadzenēs esošo asinsrades cilmes šūnu produkts, kas ražo mieloīdās šūnas. Papildus monocītu iegūšanai, kas kļūst par makrofāgiem, mieloīdās šūnas dod arī vairākas citas šūnas, kas veido iedzimto imūnsistēmu, ieskaitot neitrofilus. Atšķirībā no makrofāgiem, neitrofīli ir ļoti mazi, un tie ilgst tikai dažas stundas vai dienas. Tie cirkulē tikai asinīs, bet makrofāgi - asinīs un audos. Kad makrofāgi reaģē uz patogēniem, tie asinsritē izdala ķīmiskas vielas, īpaši citokīnus, kas brīdina imūnsistēmu par iebrucējiem. Makrofāgiem nav pietiekami daudz, lai cīnītos tikai ar jebkuru infekciju, tāpēc neitrofīli reaģē uz ķīmisko trauksmi un darbojas tandēmā ar makrofāgiem.

Asinsvadu oderi sauc par endotēliju. Neitrofīli ir tik niecīgi, ka tie izslīd starp spraugām, kas atdala endotēlija šūnas, pārvietojoties iekšā un ārā no asinsvadiem. Ķīmiskās vielas, kuras makrofāgi atbrīvo pēc saistīšanās ar patogēnu, neitrofīli ciešāk saistās ar endotēlija šūnām. Kad neitrofīli ir droši piesaistīti endotēlijam, tie iespiežas intersticiālajā šķidrumā, un endotēlijs paplašinās. Paplašināšanās padara to vēl caurlaidīgāku, nekā tas bija pirms makrofāgu reakcijas uz patogēniem, kas ļauj asinīm ieplūst audos, kas ieskauj asinsvadus, padarot zonu sarkanu, siltu, sāpīgu un pietūkušas. Process ir pazīstams kā iekaisuma reakcija.

Dažreiz baktērijas izdala ķīmiskas vielas, kas virza neitrofilus uz tiem. Makrofāgi izdala arī ķīmiskas vielas, ko sauc par chemokīniem, kas neitrofilus novirza infekcijas vietas virzienā. Tāpat kā makrofāgi, neitrofīli izmanto fagocitozi, lai aptvertu un iznīcinātu patogēnus. Pabeidzot šo uzdevumu, neitrofīli mirst. Ja infekcijas vietā ir pietiekami daudz mirušu neitrofilu, mirušās šūnas veido vielu, kas pazīstama kā strutas. Pus ir pazīme, ka ķermenis pats dziedina, un tā krāsa un konsistence var brīdināt veselības aprūpes sniedzēju par infekcijas raksturu. Tā kā neitrofīli ir tik īslaicīgi, bet tik daudz, tie ir īpaši svarīgi cīņā ar akūtām infekcijām, piemēram, inficētu brūci. Savukārt makrofāgi ir ilgdzīvotāji un ir noderīgāki hronisku infekciju gadījumā.

Komplementa sistēma rada tiltu starp iedzimto imūnsistēmu un adaptīvo imūnsistēmu. Tas sastāv no aptuveni 20 olbaltumvielām, kas tiek ražotas aknās un lielāko daļu laika pavada neaktīvā veidā cirkulējot caur asinsriti. Saskaroties ar PAMP infekcijas vietās, tie aktivizējas, un, kad aktivizējas komplementa sistēma, olbaltumvielas kaskādē aktivizē citus proteīnus. Pēc olbaltumvielu aktivizēšanas tie apvienojas, veidojot membrānas uzbrukuma kompleksu (MAC), kas nospiež infekciozo mikrobu šūnas membrānā, ļaujot šķidrumam ieplūst patogēnā un izraisīt to pārsprāgt. Turklāt komplementa olbaltumvielas tieši saistās ar PAMP, kas tos iezīmē, ļaujot fagocītiem vieglāk identificēt iznīcināšanai paredzētos patogēnus. Olbaltumvielas arī atvieglo antivielu antigēnu atrašanu, kad iesaistās adaptīvā imūnsistēma.