Două tipuri de fagocite

Fagocitele sunt un tip de celulă care înghite și „mănâncă” alte celule. Rolul lor în sistemul imunitar a ieșit la iveală prin lucrarea lui Elie Metchnikoff, un om de știință de la începutul secolului al XX-lea. El a fost foarte faimos la acea vreme pentru descoperirile sale despre ceea ce el a numit fagocite „profesionale” și „neprofesionale”, deși acești termeni sunt de obicei considerați depășiți acum. El a fost, de asemenea, un adept puternic al darwinismului și a susținut argumente puternice și populare pentru ca publicul să consume în mod regulat iaurt pentru a proteja echilibrele bacteriene din tractul lor gastro-intestinal. Metchnikoff a clarificat cât de esențiale sunt fagocitele profesionale pentru capacitatea sistemului imunitar de a combate infecția. Fagocitele neprofesionale sunt celule care au funcții primare, altele decât înghițirea și dizolvarea celulelor, cum ar fi anumite celule de calificare. Fagocitele profesionale, conform terminologiei lui Metchnikoff, sunt celule a căror funcție principală este dedicată fagocitozei. Cu alte cuvinte, treaba lor este de a găsi și distruge celule patogene care sunt periculoase pentru organism.

Multe celule din corpurile organismelor multicelulare se angajează în fagocitoză, cum ar fi anumite celule ale pielii. Agenții patogeni sunt microbi sau orice alt corp străin care poate provoca vătămări sau boli. Uneori, agenții patogeni nu sunt de fapt corpuri străine, ci celule maligne - sau canceroase - care se află deja în corp. Fagocitele lucrează pentru a elimina toate aceste tipuri de agenți patogeni potențial dăunători. Fagocitele sunt create de celule numite celule stem hematopoietice care sunt prezente în măduva osoasă. Aceste celule stem produc celule mieloide și limfoide, care la rândul lor dau naștere altor celule, inclusiv celule fundamentale pentru sistemul imunitar. Unele dintre celulele pe care le dau naștere celulelor mieloide sunt monocite și neutrofile. Neutrofilele sunt un tip de fagocit. Monocitele dau naștere la macrofage, care sunt un alt tip de fagocit.

TL; DR (Prea lung; Nu am citit)

Fagocitele sunt un tip de celulă care înghite și „mănâncă” alte celule. Două tipuri de fagocite sunt macrofagele și neutrofilele, ambele fiind celule esențiale implicate în imunitate. Sunt implicați în mod deosebit în sistemul imunitar înnăscut, care este eficient de la începutul vieții unui individ. Macrofagele și neutrofilele se leagă de forme numite PAMP pe suprafețele multor microbi invazivi, apoi absorb și dizolvă microbii.

La fel ca alte vertebrate, oamenii au două tipuri de sisteme imune pentru protecția împotriva agenților patogeni. Unul dintre sistemele imune se numește sistemul imunitar înnăscut. Sistemul imunitar înnăscut este prezent și în majoritatea celorlalte forme de viață. La vertebrate, acest sistem folosește fagocite ca una dintre liniile sale de apărare. Sistemul imunitar înnăscut se numește așa deoarece instrucțiunile pentru operațiunile sale sunt scrise în codurile genetice ale speciilor. Acest sistem este eficient de la începutul vieții unui individ și reacționează la agenții patogeni care au existat de milenii. Acest lucru este în contrast cu sistemul imunitar adaptativ sau dobândit, care este unic pentru vertebrate și este al doilea sistem imunitar al acestora. Se adaptează la agenții patogeni la care este expus organismul individual în timpul vieții.

Sistemul imunitar adaptiv durează mai mult timp pentru a răspunde la amenințări decât sistemul imunitar înnăscut, în parte deoarece este mult mai specific în răspunsul său la amenințări. Sistemul imunitar adaptiv este cel pe care oamenii se bazează atunci când primesc vaccinări pentru a evita îmbolnăvirea în viitor cu gripă, variolă sau numeroase alte boli infecțioase. Sistemul imunitar adaptiv este, de asemenea, responsabil pentru încrederea pe care o are o persoană că nu o va mai face niciodată infectați cu varicela, de exemplu, pentru că erau bolnavi de ea când aveau șase ani vechi. În acest al doilea tip de sistem imunitar, există o primă expunere la un agent infecțios, numit antigen, fie prin boală, fie prin vaccinare. Prima expunere învață sistemul imunitar adaptiv să recunoască antigenul. În cazul în care antigenul invadează altă dată în viitor, receptorii de pe suprafața antigenului vor declanșa o serie de răspunsuri imune personalizate pentru acea tulpină specifică de infecție. Cu toate acestea, fagocitele sunt implicate în primul rând în sistemul imunitar înnăscut.

Înainte ca fagocitele să se implice în lupta împotriva agenților patogeni ca parte a imunității înnăscute sistem, corpul folosește o linie de apărare mai puțin costisitoare, care constă în bariere fizice și chimice bariere. Mediul este plin de toxine și agenți infecțioși în aer, apă și alimente. Există o serie de bariere fizice în corpul uman care blochează sau expulzează invadatorii. De exemplu, atât membranele mucoase, cât și firele de păr din nări împiedică resturile, agenții patogeni și poluanții să pătrundă pe căile respiratorii. Organismul elimină toxinele și microbii din organism prin urină, prin uretra. Pielea este acoperită cu un strat gros de celule moarte care blochează agenții patogeni să pătrundă prin pori. Acest strat se varsă frecvent, ceea ce elimină în mod eficient orice potențial microbi și alți agenți patogeni care se agață de celulele moarte ale pielii.

Barierele fizice alcătuiesc un braț al primei linii de apărare în sistemul imunitar înnăscut; celălalt braț este format din bariere chimice. Aceste substanțe chimice sunt substanțe din organism care descompun microbii și alți agenți patogeni înainte ca aceștia să poată provoca daune. Aciditatea pe piele cauzată de uleiuri și transpirație împiedică dezvoltarea bacteriilor și provoacă infecții. Sucul gastric extrem de acid al stomacului ucide majoritatea bacteriilor și a altor toxine care ar putea fi ingerat - și vărsăturile acționează ca o barieră fizică pentru îndepărtarea agenților patogeni, cum ar fi „otrăvirea alimentară”, de asemenea. Lucrând împreună, barierele fizice și chimice mereu vigilente fac mult pentru a ține departe de pericolele microscopice ale mediului înconjurător care încearcă să pătrundă în organism și să provoace rău.

În timp ce prima linie de apărare constă din bariere fizice și chimice, a doua linie de apărarea este punctul în care procesul de fagocitoză devine implicat în combaterea amenințărilor la adresa corpul. Mulți agenți infecțioși precum virușii și bacteriile au molecule pe suprafețele lor cu forme care au rămas aceleași de-a lungul istoriei evoluției. Aceste forme sunt numite „modele moleculare asociate cu agenții patogeni” sau PAMP. Mai multe specii patogene pot avea același PAMP. Spre deosebire de sistemul imunitar adaptiv, care „amintește” de formele receptorilor unor bacterii specifice și tulpini virale după prima expunere, sistemul imunitar înnăscut este nespecific și se leagă doar de acești PAMP. Există mai puțin de 200 de PAMP, iar celulele numite santinele se leagă de ele și apoi declanșează un set de reacții imune. Aceste celule santinelă sunt macrofage.

Unul dintre primii respondenți ai sistemului imunitar înnăscut sunt macrofagele, unul dintre tipurile de fagocite. Ele sunt foarte nespecifice în țintele lor, dar răspund la oricare dintre 100 până la 200 de PAMP cunoscuți de sistemul imunitar înnăscut. Când un agent patogen cu un PAMP recunoscut se leagă de un receptor asemănător taxei de pe suprafața macrofagului, membrana celulară a macrofagului începe să se extindă în așa fel încât să înghită microbul. Membrana plasmatică se închide astfel încât microbul, încă legat de receptorul cu taxă, este ținut în interiorul unei vezicule numite fagosom. În apropiere, există o altă veziculă în interiorul macrofagului numită lizozom, care este umplută cu enzime digestive. Lizozomul și fagozomul, care conține microbul, fuzionează împreună. Enzimele digestive descompun microbul.

Macrofagul folosește orice parte a microbului pe care îl poate și elimină restul prin expulzarea deșeurilor prin procesul de exocitoză. Salvează bucăți de microb numite fragmente de antigen, care sunt legate de molecule special concepute pentru a afișa aceste fragmente. Acestea sunt numite molecule MHC II care prezintă antigen și sunt inserate în membrana celulară a macrofagului, ca un pas crucial în sistemul imunitar adaptativ. Acest lucru servește ca un semnal de activare pentru jucătorii celulari din sistemul imunitar adaptativ cu privire exact la ce tulpină de agent patogen a invadat corpul. Cu toate acestea, ca parte a sistemului imunitar înnăscut, scopul principal al macrofagului este de a căuta și distruge invadatorii. Macrofagele pot fi făcute mai repede de către organism decât celulele mai specializate ale sistemului imunitar adaptativ, dar nu sunt la fel de eficiente sau specializate.

Neutrofilele sunt un alt tip de fagocit. Au fost odată numiți microfage de Elie Metchnikoff. La fel ca macrofagele, neutrofilele sunt un produs al celulelor stem hematopoietice din măduva osoasă, care produc celule mieloide. În plus față de producerea monocitelor care devin macrofage, celulele mieloide produc și alte câteva celule care alcătuiesc sistemul imunitar înnăscut, inclusiv neutrofile. Spre deosebire de macrofage, neutrofilele sunt foarte mici și durează doar câteva ore sau zile. Acestea circulă numai în sânge, în timp ce macrofagele circulă în sânge și țesuturi. Când macrofagele răspund la agenți patogeni, ele eliberează substanțe chimice în fluxul sanguin, în special citokine, care alertează sistemul imunitar asupra invadatorilor. Nu există suficiente macrofage pentru a combate orice infecție singură, astfel încât neutrofilele răspund la alerta chimică și acționează în tandem cu macrofagele.

Căptușeala vaselor de sânge se numește endoteliu. Neutrofilele sunt atât de mici, încât alunecă între golurile care separă celulele endoteliale, deplasându-se în și în afara vaselor de sânge. Substanțele chimice eliberate de macrofage după legarea de un agent patogen determină neutrofilele să se lege mai ferm de celulele endoteliale. Odată ce neutrofilele sunt legate în siguranță de endoteliu, acestea se strecoară în fluidul interstițial și endoteliul se dilată. Dilatarea îl face și mai permeabil decât era înainte ca macrofagele să reacționeze la agenții patogeni, care permite ca un anumit sânge să curgă în țesuturile din jurul vaselor de sânge, făcând zona roșie, caldă, dureroasă și umflat. Procesul este cunoscut sub numele de răspuns inflamator.

Uneori bacteriile eliberează substanțe chimice care ghidează neutrofilele spre ele. Macrofagele eliberează, de asemenea, substanțe chimice numite chemokine care ghidează neutrofilele spre locul infecției. La fel ca macrofagele, neutrofilele folosesc fagocitoza pentru a înveli și distruge agenții patogeni. Odată finalizată această sarcină, neutrofilele mor. Dacă există destule neutrofile moarte la locul infecției, celulele moarte formează substanța cunoscută sub numele de puroi. Pus este un semn că organismul se vindecă singur, iar culoarea și consistența acestuia pot alerta un furnizor de servicii medicale cu privire la natura infecției. Deoarece neutrofilele sunt atât de scurte, dar atât de abundente, sunt deosebit de importante pentru combaterea infecțiilor acute, cum ar fi o rană infectată. Macrofagele, pe de altă parte, sunt de lungă durată și sunt mai utile pentru infecțiile cronice.

Sistemul complement creează o punte între sistemul imunitar înnăscut și sistemul imunitar adaptativ. Se compune din aproximativ 20 de proteine ​​fabricate în ficat, care își petrec cea mai mare parte a timpului circulând prin sânge într-o formă inactivă. Când intră în contact cu PAMP-urile la locurile de infecție, acestea se activează și, odată ce sistemul complementului este activat, proteinele activează alte proteine ​​în cascadă. După ce proteinele se activează, acestea se unesc pentru a forma un complex de membrană-atac (MAC), care împinge prin membrana celulară a microbilor infecțioși, permițând fluidelor să inunde în agentul patogen și să-l provoace izbucni. În plus, proteinele complementului se leagă direct de PAMP, care le etichetează, permițând fagocitelor să identifice mai ușor agenții patogeni pentru distrugere. Proteinele fac, de asemenea, mai ușor pentru anticorpi găsirea antigenelor atunci când sistemul imunitar adaptiv devine implicat.