Dwa rodzaje fagocytów

Fagocyty to rodzaj komórek, które pochłaniają i „zjadają” inne komórki. Ich rola w układzie odpornościowym wyszła na jaw dzięki pracy Elie Metchnikoffa, naukowca z przełomu XIX i XX wieku. Był wtedy bardzo sławny dzięki swoim odkryciom fagocytów, które nazwał „profesjonalnymi” i „nieprofesjonalnymi”, chociaż te terminy są obecnie uważane za przestarzałe. Był również silnym zwolennikiem darwinizmu i wysuwał silne, popularne argumenty dla społeczeństwa, aby regularnie spożywać jogurt w celu ochrony równowagi bakteryjnej w ich przewodach żołądkowo-jelitowych. Miecznikow wyjaśnił, jak ważne są profesjonalne fagocyty dla zdolności układu odpornościowego do zwalczania infekcji. Fagocyty nieprofesjonalne to komórki, które pełnią podstawowe funkcje inne niż pochłanianie i rozpuszczanie komórek, takie jak niektóre komórki umiejętności. Profesjonalne fagocyty, zgodnie z terminologią Metchnikoffa, to komórki, których podstawową funkcją jest fagocytoza. Innymi słowy, ich zadaniem jest znajdowanie i niszczenie niebezpiecznych dla organizmu komórek chorobotwórczych.

Wiele komórek w ciałach organizmów wielokomórkowych, takich jak niektóre komórki skóry, angażuje się w fagocytozę. Patogeny to drobnoustroje lub inne ciała obce, które mogą powodować szkody lub choroby. Czasami patogeny nie są w rzeczywistości ciałami obcymi, ale złośliwymi lub rakowymi komórkami już w ciele. Fagocyty działają w celu usunięcia wszystkich tych rodzajów potencjalnie szkodliwych patogenów. Fagocyty są tworzone przez komórki zwane krwiotwórczymi komórkami macierzystymi, które są obecne w szpiku kostnym. Te komórki macierzyste produkują komórki szpikowe i limfoidalne, które z kolei dają początek innym komórkom, w tym komórkom podstawowym dla układu odpornościowego. Niektóre z komórek, które tworzą komórki szpiku, to monocyty i neutrofile. Neutrofile są rodzajem fagocytów. Monocyty dają początek makrofagom, które są innym rodzajem fagocytów.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Fagocyty to rodzaj komórek, które pochłaniają i „zjadają” inne komórki. Dwa typy fagocytów to makrofagi i neutrofile, które są niezbędnymi komórkami zaangażowanymi w odporność. Są one szczególnie zaangażowane we wrodzony układ odpornościowy, który działa od początku życia osobnika. Makrofagi i neutrofile łączą się w kształty zwane PAMP na powierzchni wielu inwazyjnych drobnoustrojów, a następnie wchłaniają i rozpuszczają drobnoustroje.

Podobnie jak inne kręgowce, ludzie mają dwa rodzaje układu odpornościowego do ochrony przed patogenami. Jeden z układów odpornościowych nazywany jest wrodzonym układem odpornościowym. Wrodzony układ odpornościowy jest również obecny w większości innych form życia. U kręgowców system ten wykorzystuje fagocyty jako jedną ze swoich linii obrony. Wrodzony układ odpornościowy jest tak nazywany, ponieważ instrukcje jego działania są zapisane w kodach genetycznych gatunku. Ten system jest skuteczny od początku życia jednostki i reaguje na patogeny, które istnieją od tysiącleci. Jest to przeciwieństwo adaptacyjnego lub nabytego układu odpornościowego, który jest unikalny dla kręgowców i jest ich drugim układem odpornościowym. Przystosowuje się do patogenów, na które w ciągu życia narażony jest indywidualny organizm.

Adaptacyjny układ odpornościowy potrzebuje więcej czasu na reagowanie na zagrożenia niż układ odporności wrodzonej, częściowo dlatego, że jest znacznie bardziej specyficzny w odpowiedzi na zagrożenia. Adaptacyjny układ odpornościowy to ten, na którym opierają się ludzie otrzymujący szczepienia, aby w przyszłości uniknąć zachorowania na grypę, ospę czy wiele innych chorób zakaźnych. Adaptacyjny układ odpornościowy jest również odpowiedzialny za pewność, że człowiek nigdy więcej tego nie doświadczy zarażają się na przykład ospą wietrzną, ponieważ zachorowali na nią w wieku sześciu lat stary. W tym drugim rodzaju układu odpornościowego następuje pierwsza ekspozycja na czynnik zakaźny, zwany antygenem, poprzez chorobę lub szczepienie. Ta pierwsza ekspozycja uczy adaptacyjny układ odpornościowy rozpoznawania antygenu. Jeśli antygen zaatakuje innym razem w przyszłości, receptory na powierzchni antygenu wywołają serię odpowiedzi immunologicznych dostosowanych do tego konkretnego szczepu infekcji. Fagocyty są jednak zaangażowane przede wszystkim we wrodzony układ odpornościowy.

Zanim fagocyty zaangażują się w walkę z patogenami w ramach układu odporności wrodzonej organizm wykorzystuje mniej kosztowną linię obrony, która składa się z barier fizycznych i chemicznych bariery. Środowisko jest pełne toksyn i czynników zakaźnych w powietrzu, wodzie i żywności. W ludzkim ciele istnieje wiele fizycznych barier, które blokują lub wypędzają najeźdźców. Na przykład zarówno błony śluzowe, jak i włosy w nozdrzach zapobiegają przedostawaniu się zanieczyszczeń, patogenów i zanieczyszczeń do dróg oddechowych. Organizm wypłukuje toksyny i drobnoustroje z moczem przez cewkę moczową. Skóra pokryta jest grubą warstwą martwych komórek, które blokują przenikanie patogenów przez pory. Warstwa ta często się złuszcza, co skutecznie usuwa wszelkie potencjalne drobnoustroje i inne patogeny przywierające do martwych komórek skóry.

Bariery fizyczne tworzą jedną z ramion pierwszej linii obrony we wrodzonym układzie odpornościowym; drugie ramię składa się z barier chemicznych. Te chemikalia to substancje w organizmie, które rozkładają drobnoustroje i inne patogeny, zanim zdążą wyrządzić szkody. Kwasowość skóry spowodowana olejami i potem zapobiega rozwojowi bakterii i wywoływaniu infekcji. Silnie kwaśny sok żołądkowy z żołądka zabija większość bakterii i innych toksyn, które mogą być spożyte – a wymioty działają jak fizyczna bariera do usuwania czynników chorobotwórczych, takich jak „zatrucie pokarmowe”, także. Współpracując ze sobą, zawsze czujne bariery chemiczne i fizyczne robią wiele, aby powstrzymać wiele mikroskopijnych zagrożeń środowiska, które próbują dostać się do organizmu i wyrządzić krzywdę.

Podczas gdy pierwsza linia obrony składa się z barier fizycznych i chemicznych, druga linia obrona jest punktem, w którym proces fagocytozy zostaje włączony w odpieranie zagrożeń Ciało. Wiele czynników zakaźnych, takich jak wirusy i bakterie, ma na swoich powierzchniach cząsteczki o kształtach, które nie zmieniły się przez całą historię ewolucji. Te kształty są nazywane „wzorami molekularnymi związanymi z patogenami” lub PAMP. Wiele gatunków patogennych może dzielić ten sam PAMP. W przeciwieństwie do adaptacyjnego układu odpornościowego, który „zapamiętuje” kształt receptorów określonych szczepów bakterii i wirusów po pierwszej ekspozycji, wrodzony układ odpornościowy jest niespecyficzny i wiąże się tylko z tymi PAMP. Istnieje mniej niż 200 PAMP, a komórki zwane strażnikami wiążą się z nimi, a następnie wywołują zestaw reakcji immunologicznych. Te komórki strażnicze to makrofagi.

Jednymi z pierwszych reagujących wrodzonego układu odpornościowego są makrofagi, jeden z rodzajów fagocytów. Są bardzo niespecyficzne w swoich celach, ale reagują na każdy ze 100 do 200 PAMP znanych wrodzonemu układowi odpornościowemu. Kiedy patogen z rozpoznawalnym PAMP wiąże się z receptorem Toll-podobnym na powierzchni makrofaga, błona komórkowa makrofaga zaczyna się rozszerzać w taki sposób, że pochłania drobnoustroje. Błona plazmatyczna zamyka się tak, że drobnoustrój, nadal związany z receptorem Toll-podobnym, jest utrzymywany w pęcherzyku zwanym fagosomem. W pobliżu znajduje się kolejny pęcherzyk wewnątrz makrofaga, zwany lizosomem, wypełniony enzymami trawiennymi. Lizosom i fagosom, który zawiera drobnoustrój, łączą się ze sobą. Enzymy trawienne rozkładają drobnoustroje.

Makrofag wykorzystuje każdą część drobnoustroju, jaką może, a resztę usuwa, usuwając odpady w procesie egzocytozy. Zachowuje fragmenty drobnoustroju zwane fragmentami antygenu, które są związane z cząsteczkami specjalnie zaprojektowanymi do wyświetlania tych fragmentów. Nazywane są one cząsteczkami prezentującymi antygen MHC II i są umieszczane w błonie komórkowej makrofagów, jako kluczowy krok w adaptacyjnym układzie odpornościowym. Służy to jako sygnał aktywujący dla graczy komórkowych w adaptacyjnym układzie odpornościowym o tym, który szczep patogenu zaatakował organizm. Jednak jako część wrodzonego układu odpornościowego, głównym celem makrofagów jest poszukiwanie i niszczenie najeźdźców. Makrofagi mogą być wytwarzane przez organizm szybciej niż bardziej wyspecjalizowane komórki adaptacyjnego układu odpornościowego, ale nie są tak skuteczne ani wyspecjalizowane.

Neutrofile to inny rodzaj fagocytów. Kiedyś Elie Metchnikoff nazwał je mikrofagami. Podobnie jak makrofagi, neutrofile są produktem krwiotwórczych komórek macierzystych w szpiku kostnym, które produkują komórki mieloidalne. Oprócz wytwarzania monocytów, które stają się makrofagami, komórki szpiku wytwarzają również kilka innych komórek tworzących wrodzony układ odpornościowy, w tym neutrofile. W przeciwieństwie do makrofagów neutrofile są bardzo małe i utrzymują się tylko przez kilka godzin lub dni. Krążą tylko we krwi, podczas gdy makrofagi krążą we krwi i tkankach. Kiedy makrofagi reagują na patogeny, uwalniają substancje chemiczne do krwiobiegu, w szczególności cytokiny, które ostrzegają układ odpornościowy przed najeźdźcami. Nie ma wystarczającej liczby makrofagów, aby samodzielnie zwalczyć jakąkolwiek infekcję, więc neutrofile reagują na alert chemiczny i działają w parze z makrofagami.

Wyściółka naczyń krwionośnych nazywana jest śródbłonkiem. Neutrofile są tak małe, że prześlizgują się między szczelinami oddzielającymi komórki śródbłonka, wchodząc i wychodząc z naczyń krwionośnych. Substancje chemiczne uwalniane przez makrofagi po związaniu się z patogenem powodują, że neutrofile mocniej wiążą się z komórkami śródbłonka. Gdy neutrofile są bezpiecznie związane ze śródbłonkiem, przeciskają się do płynu śródmiąższowego, a śródbłonek rozszerza się. Rozszerzenie sprawia, że ​​jest jeszcze bardziej przepuszczalny niż przed reakcją makrofagów na patogeny, które: umożliwia przepływ krwi do tkanek otaczających naczynia krwionośne, dzięki czemu obszar jest czerwony, ciepły, bolesny i spuchnięty. Proces ten jest znany jako reakcja zapalna.

Czasami bakterie uwalniają substancje chemiczne, które kierują ku nim neutrofile. Makrofagi uwalniają również substancje chemiczne zwane chemokinami, które kierują neutrofile w kierunku miejsca infekcji. Podobnie jak makrofagi, neutrofile wykorzystują fagocytozę do otoczkowania i niszczenia patogenów. Po wykonaniu tego zadania neutrofile umierają. Jeśli w miejscu infekcji jest wystarczająco dużo martwych neutrofili, martwe komórki tworzą substancję znaną jako ropa. Ropa jest oznaką, że organizm sam się leczy, a jej kolor i konsystencja mogą ostrzec pracownika służby zdrowia o naturze infekcji. Ponieważ neutrofile są tak krótkotrwałe, ale tak liczne, są szczególnie ważne w walce z ostrymi infekcjami, takimi jak zainfekowana rana. Z drugiej strony makrofagi są długowieczne i są bardziej przydatne w przewlekłych infekcjach.

Układ dopełniacza tworzy pomost między wrodzonym układem odpornościowym a adaptacyjnym układem odpornościowym. Składa się z około 20 białek wytwarzanych w wątrobie, które większość czasu krążą w krwiobiegu w postaci nieaktywnej. Kiedy wejdą w kontakt z PAMP w miejscach infekcji, ulegają aktywacji, a po aktywacji układu dopełniacza białka aktywują kaskadowo inne białka. Po aktywacji białek łączą się ze sobą, tworząc kompleks atakujący błonę (MAC), który popycha przez błonę komórkową drobnoustrojów zakaźnych, co pozwala płynom wlewać się do patogenu i powodować jego rozerwanie. Ponadto białka dopełniacza wiążą się bezpośrednio z PAMP, który je znakuje, umożliwiając fagocytom łatwiejszą identyfikację patogenów do zniszczenia. Białka ułatwiają również przeciwciałom znalezienie antygenów, gdy w grę wchodzi adaptacyjny układ odpornościowy.