To typer fagocytter

Fagocytter er en type celle som oppsluk og "spiser" andre celler. Deres rolle i immunforsvaret kom fram gjennom arbeidet til Elie Metchnikoff, en forsker ved begynnelsen av 1900-tallet. Han var den gang veldig kjent for sine oppdagelser av det han kalte "profesjonelle" og "uprofesjonelle" fagocytter, selv om disse begrepene vanligvis anses å være utdaterte nå. Han var også en sterk tilhenger av darwinismen, og la sterke, populære argumenter for publikum for regelmessig å konsumere yoghurt for å beskytte bakteriebalansen i mage-tarmkanalen. Metchnikoff belyste hvor viktig faglige fagocytter er for immunsystemets evne til å bekjempe infeksjon. Uprofesjonelle fagocytter er celler som har andre primære funksjoner enn å oppsluke og oppløse celler, for eksempel visse ferdighetsceller. Profesjonelle fagocytter, ifølge Metchnikoffs terminologi, er celler hvis primære funksjon er dedikert til fagocytose. Med andre ord er deres jobb å finne og ødelegge patogene celler som er farlige for organismen.

Mange celler i kroppene til flercellede organismer engasjerer seg i fagocytose, for eksempel visse hudceller. Patogener er mikrober eller andre fremmedlegemer som kan forårsake skade eller sykdom. Noen ganger er ikke patogener fremmedlegemer, men ondartede - eller kreftceller - som allerede er i kroppen. Fagocytter jobber med å fjerne alle disse typer potensielt skadelige patogener. Fagocytter opprettes av celler som kalles hematopoetiske stamceller som er tilstede i beinmargen. Disse stamcellene produserer myeloide og lymfoide celler, som igjen gir opphav til andre celler, inkludert cellene som er grunnleggende for immunforsvaret. Noen av cellene som de myeloide cellene gir opphav til er monocytter og nøytrofiler. Neutrofiler er en type fagocytter. Monocytter gir opphav til makrofager, som er en annen type fagocytter.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Fagocytter er en type celle som oppsluk og "spiser" andre celler. To typer fagocytter er makrofager og nøytrofiler, som begge er essensielle celler involvert i immunitet. De er spesielt involvert i det medfødte immunforsvaret, som er effektivt fra begynnelsen av et individs liv. Makrofager og nøytrofiler binder seg til former som kalles PAMPer på overflatene til mange invasive mikrober, og absorberer og oppløser deretter mikrober.

Som andre virveldyr har mennesker to typer immunforsvar for beskyttelse mot patogener. Et av immunsystemene kalles det medfødte immunforsvaret. Det medfødte immunforsvaret er også til stede i de fleste andre livsformer. Hos virveldyr bruker dette systemet fagocytter som en av sine forsvarslinjer. Det medfødte immunforsvaret kalles det fordi instruksjonene for dets operasjoner er skrevet inn i artenes genetiske koder. Dette systemet er effektivt fra begynnelsen av et individs liv, og det reagerer på patogener som har eksistert i årtusener. Dette er i motsetning til det adaptive, eller ervervede, immunforsvaret, som er unikt for virveldyr, og er deres andre immunsystem. Den tilpasser seg patogener som den enkelte organisme utsettes for i løpet av livet.

Det adaptive immunforsvaret tar lengre tid å svare på trusler enn det medfødte immunforsvaret, delvis fordi det er mye mer spesifikt i sitt svar på trusler. Det adaptive immunforsvaret er det som mennesker stoler på når de mottar vaksinasjoner for å unngå å bli syk i fremtiden med influensa, kopper eller mange andre smittsomme sykdommer. Det adaptive immunforsvaret er også ansvarlig for tilliten en person har til at de aldri mer vil bli smittet med vannkopper, for eksempel fordi de var syke med det da de var seks år gammel. I denne andre typen immunsystem er det en første eksponering for et smittsomt middel, kalt et antigen, enten gjennom sykdom eller vaksinasjon. Den første eksponeringen lærer det adaptive immunforsvaret å gjenkjenne antigenet. Hvis antigenet invaderer en annen gang i fremtiden, vil reseptorer på overflaten av antigenet utløse en serie immunresponser skreddersydd for den spesifikke infeksjonsstammen. Fagocytter er imidlertid primært involvert i det medfødte immunforsvaret.

Før fagocyttene blir involvert i kampen mot patogener som en del av det medfødte immunforsvaret systemet, bruker kroppen en mindre kostbar forsvarslinje som består av fysiske barrierer og kjemiske stoffer barrierer. Miljøet er fullt av giftstoffer og smittsomme stoffer i luft, vann og mat. Det er en rekke fysiske barrierer i menneskekroppen som blokkerer eller utviser inntrengere. For eksempel hindrer både slimhinner og hår i neseborene at rusk, patogener og forurensende stoffer kommer inn i luftveiene. Kroppen skyller giftstoffer og mikrober ut av kroppen i urinen, gjennom urinrøret. Huden er belagt med et tykt lag med døde celler som blokkerer patogener fra å komme inn gjennom porene. Dette laget kaster ofte, noe som effektivt fjerner eventuelle mikrober og andre patogener som fester seg til de døde hudcellene.

De fysiske barrierer utgjør en arm av den første forsvarslinjen i det medfødte immunforsvaret; den andre armen består av kjemiske barrierer. Disse kjemikaliene er stoffer i kroppen som bryter ned mikrober og andre patogener før de kan forårsake skade. Surhet på huden fra oljer og svette hindrer bakterier i å vokse og forårsake infeksjoner. Den meget sure magesaften i magen dreper de fleste bakterier og andre giftstoffer som kan være inntatt - og oppkast fungerer som en fysisk barriere for å fjerne patogene stoffer som "matforgiftning" også. I samarbeid gjør de stadig våkne kjemiske og fysiske barrierer mye for å holde utenfor mange av de mikroskopiske farene ved miljøet som prøver å komme inn i kroppen og forårsake skade.

Mens den første forsvarslinjen består av fysiske og kjemiske barrierer, er den andre linjen av forsvar er det punktet hvor prosessen med fagocytose blir involvert i å avverge trusler mot kroppen. Mange smittsomme stoffer som virus og bakterier har molekyler på overflatene med former som har vært de samme gjennom evolusjonens historie. Disse formene kalles "patogenassosierte molekylære mønstre", eller PAMP-er. Flere patogene arter kan dele den samme PAMP-en. I motsetning til det adaptive immunsystemet, som "husker" reseptorformene til spesifikke bakterier og virusstammer etter den første eksponeringen, er det medfødte immunsystemet er ikke-spesifikk, og binder bare til disse PAMP-ene. Det er færre enn 200 PAMP-er, og celler som kalles sentineller binder seg til dem og utløser deretter et sett med immunreaksjoner. Disse vaktcellene er makrofager.

En av de første respondentene av det medfødte immunforsvaret er makrofager, en av typene fagocytter. De er veldig uspesifikke i sine mål, men de svarer på noen av de 100 til 200 PAMPene som er kjent for det medfødte immunforsvaret. Når et patogen med en gjenkjennelig PAMP binder seg til en tolllignende reseptor på overflaten av makrofagen, begynner makrofagens cellemembran å ekspandere på en slik måte at den omslutter mikroben. Plasmamembranen lukkes slik at mikroben, fremdeles bundet til den tolllignende reseptoren, holdes inne i en vesikkel som kalles fagosom. I nærheten er det en annen vesikkel inne i makrofagen som kalles et lysosom, som er fylt med fordøyelsesenzymer. Lysosomet og fagosomet, som inneholder mikroben, smelter sammen. Fordøyelsesenzymer bryter ned mikroben.

Makrofagen bruker alle deler av mikroben den kan og disponerer resten ved å utvise avfallet via prosessen med eksocytose. Det sparer deler av mikroben som kalles antigenfragmenter, som er bundet til molekyler som er spesielt designet for å vise disse fragmentene. De kalles antigenpresenterende MHC II-molekyler, og de settes inn i makrofagens cellemembran, som et avgjørende trinn i det adaptive immunforsvaret. Dette fungerer som et aktiveringssignal til mobilaktørene i det adaptive immunsystemet om nøyaktig hvilken stamme av patogen som har invadert kroppen. Som en del av det medfødte immunforsvaret er imidlertid makrofagens primære formål å søke og ødelegge inntrengerne. Makrofager kan lages raskere av kroppen enn de mer spesialiserte cellene i det adaptive immunforsvaret, men de er ikke like effektive eller spesialiserte.

Neutrofiler er en annen type fagocytter. De ble en gang kalt mikrofager av Elie Metchnikoff. Som makrofager er nøytrofiler et produkt av hematopoietiske stamceller i beinmarg, som produserer myeloide celler. I tillegg til å gi monocyttene som blir makrofager, gir myeloide celler også flere andre celler som utgjør det medfødte immunforsvaret, inkludert nøytrofiler. I motsetning til makrofager er nøytrofiler veldig små, og de varer bare noen få timer eller dager. De sirkulerer bare i blodet, mens makrofager sirkulerer i blodet og vevet. Når makrofager reagerer på patogener, frigjør de kjemikalier i blodstrømmen, spesielt cytokiner, som varsler immunforsvaret mot inntrengere. Det er ikke nok makrofager til å bekjempe infeksjon alene, så nøytrofiler reagerer på det kjemiske varselet og jobber sammen med makrofager.

Foringen av blodkar kalles endotel. Neutrofiler er så små at de glir mellom hullene som skiller endotelceller og beveger seg inn og ut av blodkarene. Kjemikalier som frigjøres av makrofager etter binding til et patogen, får nøytrofilene til å binde seg fastere til endotelcellene. Når nøytrofilene er sikkert bundet til endotelet, klemmer de seg inn i interstitialvæsken, og endotelet utvides. Utvidelsen gjør det enda mer gjennomtrengelig enn det var før makrofager reagerte på patogenene, som lar noe blod strømme inn i vevet som omgir blodkarene, noe som gjør området rødt, varmt, smertefullt og hoven. Prosessen er kjent som den inflammatoriske responsen.

Noen ganger frigjør bakterier kjemikalier som styrer nøytrofilene mot dem. Makrofagene frigjør også kjemikalier som kalles kjemokiner som styrer nøytrofilene mot infeksjonsstedet. Som makrofager, bruker nøytrofile fagocytose for å omslutte og ødelegge patogenene. Når denne oppgaven er fullført, dør nøytrofilene. Hvis det er nok døde nøytrofiler på et infeksjonssted, danner de døde cellene stoffet kjent som pus. Pus er et tegn på at kroppen heler seg selv, og fargen og konsistensen kan varsle en helsepersonell om infeksjonens natur. Fordi nøytrofiler er så kortvarige, men så mange, er de spesielt viktige for å bekjempe akutte infeksjoner, for eksempel et infisert sår. Makrofager er derimot langvarige og er mer nyttige for kroniske infeksjoner.

Komplementsystemet skaper en bro mellom det medfødte immunforsvaret og det adaptive immunforsvaret. Den består av omtrent 20 proteiner som er produsert i leveren, som bruker mesteparten av tiden sin på å sirkulere gjennom blodstrømmen i en inaktiv form. Når de kommer i kontakt med PAMP på infeksjonssteder blir de aktivert, og når komplementssystemet er aktivert, aktiverer proteinene andre proteiner i en kaskade. Etter at proteinene er aktivert, går de sammen for å danne et membranangrepskompleks (MAC), som skyver over cellemembranen av smittsomme mikrober, slik at væsker kan strømme inn i patogenet og få det til sprekke. I tillegg binder komplementproteinene direkte til PAMPer, ​​som merker dem, slik at fagocytter lettere kan identifisere patogenene for destruksjon. Proteinene gjør det også lettere for antistoffer å finne antigenene når det adaptive immunsystemet blir involvert.