Два типа фагоцитов

Фагоциты - это тип клеток, которые поглощают и «поедают» другие клетки. Их роль в иммунной системе выяснилась благодаря работе Эли Мечникова, ученого на рубеже 20-го века. В то время он был очень известен своими открытиями того, что он назвал «профессиональными» и «непрофессиональными» фагоцитами, хотя сейчас эти термины обычно считаются устаревшими. Он также был убежденным приверженцем дарвинизма и привел сильные и популярные аргументы в пользу того, чтобы население регулярно потребляло йогурт для защиты баланса бактерий в желудочно-кишечном тракте. Мечников выяснил, насколько важны профессиональные фагоциты для способности иммунной системы бороться с инфекцией. Непрофессиональные фагоциты - это клетки, у которых есть основные функции, отличные от поглощения и растворения клеток, например, клетки определенных навыков. Профессиональные фагоциты, согласно терминологии Мечникова, - это клетки, основная функция которых связана с фагоцитозом. Другими словами, их задача - находить и уничтожать опасные для организма патогенные клетки.

Многие клетки в организме многоклеточных организмов участвуют в фагоцитозе, например, некоторые клетки кожи. Патогены - это микробы или любые другие инородные тела, которые могут причинить вред или вызвать заболевание. Иногда патогены на самом деле являются не инородными телами, а злокачественными - или раковыми - клетками, уже находящимися в организме. Фагоциты работают, чтобы удалить все эти виды потенциально вредных патогенов. Фагоциты создаются клетками, называемыми гемопоэтическими стволовыми клетками, которые присутствуют в костном мозге. Эти стволовые клетки производят миелоидные и лимфоидные клетки, которые, в свою очередь, дают начало другим клеткам, включая клетки, имеющие фундаментальное значение для иммунной системы. Некоторые из клеток, которые образуют миелоидные клетки, являются моноцитами и нейтрофилами. Нейтрофилы - это разновидность фагоцитов. Моноциты дают начало макрофагам, которые являются еще одним типом фагоцитов.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

Фагоциты - это тип клеток, которые поглощают и «поедают» другие клетки. Два типа фагоцитов - это макрофаги и нейтрофилы, которые являются важными клетками, участвующими в иммунитете. Они особенно вовлечены в врожденную иммунную систему, которая действует с самого начала жизни человека. Макрофаги и нейтрофилы связываются в формы, называемые PAMP, на поверхности многих инвазивных микробов, а затем поглощают и растворяют микробы.

Как и у других позвоночных, у человека есть два типа иммунной системы для защиты от патогенов. Одна из иммунных систем называется врожденной иммунной системой. Врожденная иммунная система также присутствует у большинства других форм жизни. У позвоночных эта система использует фагоциты как одну из линий защиты. Врожденная иммунная система называется так, потому что инструкции для ее работы записаны в генетический код вида. Эта система действует с самого начала жизни человека и реагирует на болезнетворные микроорганизмы, которые существуют на протяжении тысячелетий. Это контрастирует с адаптивной или приобретенной иммунной системой, которая уникальна для позвоночных и является их второй иммунной системой. Он приспосабливается к патогенам, которым индивидуальный организм подвергается в течение жизни.

Адаптивной иммунной системе требуется больше времени, чтобы реагировать на угрозы, чем врожденной иммунной системе, отчасти потому, что она гораздо более специфична в своей реакции на угрозы. Адаптивная иммунная система - это та система, на которую люди полагаются при вакцинации, чтобы в будущем не заболеть гриппом, оспой или множеством других инфекционных заболеваний. Адаптивная иммунная система также отвечает за уверенность человека в том, что он никогда больше не будет заразиться ветряной оспой, например, потому что они заболели ею, когда им было шесть лет Старый. В этом втором типе иммунной системы происходит первое воздействие инфекционного агента, называемого антигеном, в результате болезни или вакцинации. Это первое воздействие учит адаптивную иммунную систему распознавать антиген. Если антиген вторгнется в другой раз в будущем, рецепторы на поверхности антигена вызовут серию иммунных ответов, специально разработанных для этого конкретного штамма инфекции. Однако фагоциты в первую очередь участвуют в системе врожденного иммунитета.

До того, как фагоциты включатся в борьбу с патогенами как часть врожденного иммунитета. системы, организм использует менее дорогостоящую линию защиты, состоящую из физических барьеров и химических барьеры. Окружающая среда полна токсинов и инфекционных агентов в воздухе, воде и продуктах питания. В человеческом теле есть ряд физических барьеров, которые блокируют или изгоняют захватчиков. Например, слизистые оболочки и волосы в ноздрях предотвращают попадание мусора, патогенов и загрязняющих веществ в дыхательные пути. Тело выводит токсины и микробы с мочой через уретру. Кожа покрыта толстым слоем мертвых клеток, которые блокируют проникновение патогенов через поры. Этот слой часто отслаивается, что эффективно удаляет любые потенциальные микробы и другие патогены, цепляющиеся за мертвые клетки кожи.

Физические барьеры составляют одно из звеньев первой линии защиты врожденной иммунной системы; другая рука состоит из химических барьеров. Эти химические вещества представляют собой вещества в организме, которые разрушают микробы и другие патогены до того, как они могут причинить вред. Кислотность кожи из-за масел и пота препятствует размножению бактерий и возникновению инфекций. Сильнокислый желудочный сок из желудка убивает большинство бактерий и других токсинов, которые могут быть проглотил - и рвота действует как физический барьер для удаления патогенных агентов, таких как «пищевое отравление», также. Работая вместе, неусыпные химические и физические барьеры в значительной степени предотвращают многие микроскопические опасности окружающей среды, которые пытаются проникнуть в организм и причинить вред.

В то время как первая линия защиты состоит из физических и химических барьеров, вторая линия защиты защита - это точка, в которой процесс фагоцитоза участвует в отражении угроз для тело. Многие инфекционные агенты, такие как вирусы и бактерии, имеют на своей поверхности молекулы, форма которых остается неизменной на протяжении всей истории эволюции. Эти формы называются «связанными с патогенами молекулярными структурами» или PAMP. Множественные патогенные виды могут иметь один и тот же PAMP. В отличие от адаптивной иммунной системы, которая «запоминает» формы рецепторов конкретных бактерий и штаммов вирусов после первого воздействия, врожденная иммунная система неспецифичен и связывается только с этими PAMP. Существует менее 200 PAMP, и клетки, называемые сторожевыми, связываются с ними, а затем запускают набор иммунных реакций. Эти сигнальные клетки представляют собой макрофаги.

Одним из первых респондентов врожденной иммунной системы являются макрофаги, один из видов фагоцитов. Они очень неспецифичны по своим мишеням, но они реагируют на любой из 100-200 PAMP, известных врожденной иммунной системе. Когда патоген с узнаваемым PAMP связывается с толл-подобным рецептором на поверхности макрофага, клеточная мембрана макрофага начинает расширяться таким образом, что захватывает микроб. Плазматическая мембрана закрывается, так что микроб, все еще связанный с толл-подобным рецептором, удерживается внутри везикулы, называемой фагосомой. Рядом находится еще одна везикула внутри макрофага, называемая лизосомой, которая заполнена пищеварительными ферментами. Лизосома и фагосома, содержащая микроб, сливаются вместе. Пищеварительные ферменты расщепляют микроб.

Макрофаг использует любые части микроба, которые он может, и избавляется от остальных, удаляя отходы в процессе экзоцитоза. Он сохраняет части микроба, называемые фрагментами антигена, которые связаны с молекулами, специально предназначенными для отображения этих фрагментов. Их называют антигенпрезентирующими молекулами MHC II, и они вставляются в клеточную мембрану макрофага в качестве решающего шага в адаптивной иммунной системе. Это служит активирующим сигналом для клеточных игроков адаптивной иммунной системы о том, какой именно штамм патогена проник в организм. Однако, как часть врожденной иммунной системы, основная цель макрофагов - искать и уничтожать захватчиков. Макрофаги могут вырабатываться организмом быстрее, чем более специализированные клетки адаптивной иммунной системы, но они не так эффективны или специализированы.

Нейтрофилы - еще один тип фагоцитов. Когда-то Эли Мечников назвал их микрофагами. Подобно макрофагам, нейтрофилы являются продуктом гемопоэтических стволовых клеток костного мозга, которые производят миелоидные клетки. Помимо получения моноцитов, которые становятся макрофагами, миелоидные клетки также дают несколько других клеток, составляющих врожденную иммунную систему, включая нейтрофилы. В отличие от макрофагов, нейтрофилы очень маленькие и живут всего несколько часов или дней. Они циркулируют только в крови, а макрофаги - в крови и тканях. Когда макрофаги реагируют на патогены, они выделяют в кровоток химические вещества, особенно цитокины, которые предупреждают иммунную систему о захватчиках. Макрофагов недостаточно для борьбы с какой-либо инфекцией в одиночку, поэтому нейтрофилы реагируют на химический сигнал тревоги и работают в тандеме с макрофагами.

Выстилка кровеносных сосудов называется эндотелием. Нейтрофилы настолько крошечные, что они скользят между промежутками, разделяющими эндотелиальные клетки, входя и выходя из кровеносных сосудов. Химические вещества, выделяемые макрофагами после связывания с патогеном, заставляют нейтрофилы более прочно связываться с эндотелиальными клетками. Как только нейтрофилы надежно связаны с эндотелием, они протискиваются в интерстициальную жидкость, и эндотелий расширяется. Расширение делает его еще более проницаемым, чем до того, как макрофаги отреагировали на патогены, которые позволяет крови течь в ткани, окружающие кровеносные сосуды, делая эту область красной, теплой, болезненной и вздутый. Этот процесс известен как воспалительная реакция.

Иногда бактерии выделяют химические вещества, которые направляют к ним нейтрофилы. Макрофаги также выделяют химические вещества, называемые хемокинами, которые направляют нейтрофилы к месту инфекции. Как и макрофаги, нейтрофилы используют фагоцитоз для защиты и уничтожения патогенов. После выполнения этой задачи нейтрофилы погибают. Если в очаге инфекции достаточно мертвых нейтрофилов, мертвые клетки образуют вещество, известное как гной. Гной является признаком того, что организм самовосстанавливается, а его цвет и консистенция могут предупредить врача о природе инфекции. Поскольку нейтрофилы очень недолговечны, но их так много, они особенно важны для борьбы с острыми инфекциями, такими как инфицированная рана. С другой стороны, макрофаги долговечны и более полезны при хронических инфекциях.

Система комплемента создает мост между врожденной иммунной системой и адаптивной иммунной системой. Он состоит примерно из 20 белков, которые вырабатываются в печени, которые проводят большую часть своего времени, циркулируя через кровоток в неактивной форме. Когда они вступают в контакт с PAMP в местах инфицирования, они активируются, и как только система комплемента активируется, белки активируют другие белки в каскаде. После активации белков они объединяются, образуя комплекс мембранной атаки (MAC), который подталкивает через клеточную мембрану инфекционных микробов, позволяя жидкостям проникать в патоген и вызывать его лопаться. Кроме того, белки комплемента связываются непосредственно с PAMP, которые маркируют их, что позволяет фагоцитам более легко идентифицировать патогены для разрушения. Белки также облегчают антителам поиск антигенов, когда в дело вовлекается адаптивная иммунная система.