Dva typy fagocytov

Fagocyty sú typom bunky, ktorá pohlcuje a „žerie“ ďalšie bunky. Ich úloha v imunitnom systéme vyšla najavo vďaka práci Elieho Metchnikoffa, vedca na prelome 20. storočia. V tom čase bol veľmi slávny svojimi objavmi takzvaných „profesionálnych“ a „neprofesionálnych“ fagocytov, hoci tieto výrazy sú v súčasnosti považované za zastarané. Bol tiež silným prívržencom darwinizmu a predložil silné populárne argumenty pre verejnosť, aby pravidelne konzumovala jogurt na ochranu bakteriálnej rovnováhy v ich gastrointestinálnych traktoch. Metchnikoff objasnil, aké dôležité sú profesionálne fagocyty pre schopnosť imunitného systému bojovať proti infekcii. Neprofesionálne fagocyty sú bunky, ktoré majú iné primárne funkcie ako pohlcovanie a rozpúšťanie buniek, ako sú napríklad niektoré bunky schopností. Profesionálne fagocyty sú podľa Metchnikoffovej terminológie bunky, ktorých primárnou funkciou je fagocytóza. Inými slovami, ich úlohou je nájsť a zničiť patogénne bunky, ktoré sú pre organizmus nebezpečné.

Mnoho buniek v telách mnohobunkových organizmov sa podieľa na fagocytóze, napríklad určitých bunkách kože. Patogény sú mikróby alebo akékoľvek iné cudzie telesá, ktoré môžu spôsobiť ujmu alebo chorobu. Niekedy patogény v skutočnosti nie sú cudzie telieska, ale zhubné alebo rakovinové bunky, ktoré sa už v tele nachádzajú. Fagocyty pracujú na odstránení všetkých týchto druhov potenciálne škodlivých patogénov. Fagocyty sú tvorené bunkami nazývanými hematopoetické kmeňové bunky, ktoré sú prítomné v kostnej dreni. Tieto kmeňové bunky produkujú myeloidné a lymfoidné bunky, ktoré následne vytvárajú ďalšie bunky, vrátane buniek základných pre imunitný systém. Niektoré z buniek, z ktorých myeloidné bunky vznikajú, sú monocyty a neutrofily. Neutrofily sú typom fagocytov. Monocyty spôsobujú vznik makrofágov, ktoré sú ďalším typom fagocytov.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Fagocyty sú typom bunky, ktorá pohlcuje a „žerie“ ďalšie bunky. Dva typy fagocytov sú makrofágy a neutrofily, ktoré sú nevyhnutnými bunkami zapojenými do imunity. Obzvlášť sa podieľajú na vrodenom imunitnom systéme, ktorý je účinný od začiatku života jednotlivca. Makrofágy a neutrofily sa viažu na tvary zvané PAMP na povrchoch mnohých invazívnych mikróbov a potom mikróby absorbujú a rozpúšťajú.

Rovnako ako iné stavovce, aj ľudia majú na ochranu pred patogénmi dva typy imunitného systému. Jeden z imunitných systémov sa nazýva vrodený imunitný systém. Vrodený imunitný systém je prítomný aj vo väčšine ostatných foriem života. U stavovcov tento systém využíva fagocyty ako jednu zo svojich obranných línií. Vrodený imunitný systém sa nazýva tak preto, lebo pokyny na jeho operácie sú zapísané do genetických kódov druhov. Tento systém je účinný od začiatku života jednotlivca a reaguje na patogény, ktoré existujú už tisícročia. Toto je v kontraste s adaptívnym alebo získaným imunitným systémom, ktorý je jedinečný pre stavovce a predstavuje ich druhý imunitný systém. Prispôsobuje sa patogénom, ktorým je individuálny organizmus vystavený počas života.

Adaptívnemu imunitnému systému trvá reakcia na hrozby dlhšie ako vrodenému imunitnému systému, čiastočne preto, lebo je oveľa konkrétnejší v reakcii na hrozby. Adaptívny imunitný systém je ten, na ktorý sa ľudia pri očkovaní spoliehajú, aby sa v budúcnosti vyhli chorobe na chrípku, kiahne alebo početné iné infekčné choroby. Adaptívny imunitný systém je tiež zodpovedný za dôveru, ktorú má človek v to, že už nikdy viac nebude nakaziť sa napríklad ovčími kiahňami, pretože s nimi boli chorí, keď mali šesť rokov starý. U tohto druhého druhu imunitného systému existuje prvé vystavenie infekčnému agensu, ktorý sa nazýva antigén, buď prostredníctvom choroby, alebo očkovaním. Prvá expozícia učí adaptívny imunitný systém rozpoznávať antigén. Ak antigén napadne inokedy v budúcnosti, receptory na povrchu antigénu spustia sériu imunitných reakcií šitých na mieru pre tento špecifický kmeň infekcie. Fagocyty sú však primárne zapojené do vrodeného imunitného systému.

Predtým, ako sa fagocyty zapoja do boja proti patogénom ako súčasť vrodenej imunity systém používa telo lacnejšiu obrannú líniu, ktorá sa skladá z fyzických bariér a chemických látok bariéry. Životné prostredie je plné toxínov a infekčných látok vo vzduchu, vode a potravinách. V ľudskom tele existuje množstvo fyzických bariér, ktoré blokujú alebo vyháňajú útočníkov. Napríklad ako sliznice, tak aj chĺpky v nosných dierkach bránia vstupu nečistôt, patogénov a znečisťujúcich látok do dýchacích ciest. Telo vyplavuje toxíny a mikróby z tela von močom, cez močovú trubicu. Koža je pokrytá silnou vrstvou odumretých buniek, ktoré blokujú vstup patogénov cez póry. Táto vrstva sa často vylučuje, čo účinne odstraňuje všetky potenciálne mikróby a iné patogény, ktoré sa držia odumretých buniek pokožky.

Fyzické bariéry tvoria jednu ruku prvej obrannej línie vrodeného imunitného systému; druhé rameno pozostáva z chemických bariér. Tieto chemikálie sú látky v tele, ktoré rozkladajú mikróby a iné patogény skôr, ako môžu spôsobiť ujmu. Kyselina na pokožke z olejov a potu zabraňuje množeniu baktérií a spôsobuje infekcie. Vysoko kyslá žalúdočná šťava žalúdka zabíja väčšinu baktérií a ďalších toxínov, ktoré by mohli byť požití - a vracanie pôsobí ako fyzická bariéra na odstránenie patogénnych látok, ako je „otrava jedlom“ tiež. Stále ostražité chemické a fyzikálne bariéry spolupracujú, aby zabránili mnohým mikroskopickým nebezpečenstvám životného prostredia, ktoré sa snažia preniknúť do tela a spôsobiť ujmu.

Zatiaľ čo prvá obranná línia sa skladá z fyzikálnych a chemických bariér, druhá línia obrana je bod, v ktorom je proces fagocytózy zapojený do odvrátenia hrozieb pre telo. Mnoho infekčných agensov, ako sú vírusy a baktérie, má na svojich povrchoch molekuly s tvarmi, ktoré zostali rovnaké počas celej histórie vývoja. Tieto tvary sa nazývajú „molekulárne vzorce spojené s patogénom“ alebo PAMP. Viacero patogénnych druhov môže zdieľať rovnaký PAMP. Na rozdiel od adaptívneho imunitného systému, ktorý si „pamätá“ tvary receptorov špecifických baktérií a vírusových kmeňov po prvej expozícii, vrodený imunitný systém je nešpecifický a viaže sa iba na tieto PAMP. Existuje menej ako 200 PAMP a bunky nazývané sentinely sa na ne viažu a potom spúšťajú súbor imunitných reakcií. Tieto sentinelové bunky sú makrofágy.

Jedným z prvých reagujúcich na vrodený imunitný systém sú makrofágy, jeden z typov fagocytov. Svojimi cieľmi sú veľmi nešpecifické, ale reagujú na ktorýkoľvek zo 100 až 200 PAMP, ktoré sú známe vrodenému imunitnému systému. Keď sa patogén s rozpoznateľným PAMP naviaže na mýtny receptor na povrchu makrofágu, začne sa bunková membrána makrofágu rozširovať takým spôsobom, že pohltí mikrób. Plazmatická membrána sa uzavrie tak, že mikrób, stále viazaný na mýtny receptor, je držaný vo vnútri vezikuly nazývanej fagozóm. V blízkosti sa nachádza ďalší vezikul vo vnútri makrofágu nazývaný lyzozóm, ktorý je naplnený tráviacimi enzýmami. Lyzozóm a fagozóm, ktorý obsahuje mikrób, sa spájajú. Tráviace enzýmy rozkladajú mikrób.

Makrofág využíva ktorékoľvek časti mikróbu, ktoré dokáže, a zvyšky zlikviduje vylúčením odpadu procesom exocytózy. Zachráni kúsky mikróbu nazývané fragmenty antigénu, ktoré sú naviazané na molekuly špeciálne určené na vystavenie týchto fragmentov. Nazývajú sa molekuly MHC II prezentujúce antigén a vkladajú sa do bunkovej membrány makrofágov ako dôležitý krok v adaptívnom imunitnom systéme. To slúži ako aktivačný signál bunkovým hráčom v adaptívnom imunitnom systéme presne o tom, ktorý kmeň patogénu napadol telo. Ako súčasť vrodeného imunitného systému je však primárnym účelom makrofágov hľadanie a ničenie útočníkov. Makrofágy si telo dokáže vytvoriť rýchlejšie ako špecializovanejšie bunky adaptívneho imunitného systému, ale nie sú také účinné alebo špecializované.

Neutrofily sú ďalším typom fagocytov. Kedysi ich Elie Metchnikoff volal mikrofágy. Rovnako ako makrofágy, aj neutrofily sú produktom krvotvorných kmeňových buniek v kostnej dreni, ktoré produkujú myeloidné bunky. Okrem tvorby monocytov, z ktorých sa stávajú makrofágy, poskytujú myeloidné bunky aj niekoľko ďalších buniek, ktoré tvoria vrodený imunitný systém, vrátane neutrofilov. Na rozdiel od makrofágov sú neutrofily veľmi malé a trvajú iba niekoľko hodín alebo dní. Cirkulujú iba v krvi, zatiaľ čo makrofágy cirkulujú v krvi a tkanivách. Keď makrofágy reagujú na patogény, uvoľňujú do krvného obehu chemikálie, najmä cytokíny, ktoré upozorňujú imunitný systém na útočníkov. Nie je dostatok makrofágov na boj proti akejkoľvek infekcii samotnej, takže neutrofily reagujú na chemické varovanie a pracujú v tandeme s makrofágmi.

Výstelka krvných ciev sa nazýva endotel. Neutrofily sú také malé, že skĺzavajú medzi medzery oddeľujúce endotelové bunky a pohybujú sa dovnútra a von z krvných ciev. Chemikálie uvoľňované makrofágmi po väzbe na patogén spôsobujú, že sa neutrofily viažu pevnejšie k endotelovým bunkám. Akonáhle sú neutrofily bezpečne viazané na endotel, vniknú do intersticiálnej tekutiny a endotel sa rozšíri. Vďaka rozšíreniu je ešte viac priepustný, ako bol predtým, ako makrofágy reagovali na patogény, ktoré umožňuje, aby časť krvi prúdila do tkanív obklopujúcich cievy, čím je oblasť červená, teplá, bolestivá a opuchnutý. Tento proces je známy ako zápalová reakcia.

Niekedy baktérie uvoľňujú chemikálie, ktoré vedú neutrofily k nim. Makrofágy tiež uvoľňujú chemikálie nazývané chemokíny, ktoré vedú neutrofily k miestu infekcie. Rovnako ako makrofágy, aj neutrofily používajú fagocytózu na obalenie a zničenie patogénov. Po splnení tejto úlohy neutrofily zomrú. Ak je v mieste infekcie dostatok mŕtvych neutrofilov, mŕtve bunky tvoria látku známu ako hnis. Hnis je znakom toho, že sa telo lieči samo, a jeho farba a konzistencia môžu zdravotníckeho pracovníka upozorniť na povahu infekcie. Pretože neutrofily sú také krátkodobé, ale také hojné, sú obzvlášť dôležité na boj proti akútnym infekciám, ako je infikovaná rana. Makrofágy sú naopak dlhoveké a sú užitočnejšie pri chronických infekciách.

Systém komplementov vytvára most medzi vrodeným imunitným systémom a adaptívnym imunitným systémom. Skladá sa z približne 20 proteínov, ktoré sa vyrábajú v pečeni a väčšinu času trávia cirkuláciou krvou v neaktívnej forme. Keď prídu do styku s PAMP v miestach infekcie, aktivujú sa a po aktivácii systému komplementu aktivujú proteíny ďalšie proteíny v kaskáde. Po aktivácii proteínov sa spoja a vytvoria komplex membránového útoku (MAC), ktorý tlačí cez bunkovú membránu infekčných mikróbov, čo umožňuje tekutinám zaplaviť patogén a spôsobiť jeho vznik výbuch. Okrem toho sa proteíny komplementu viažu priamo na PAMP, ktoré ich označujú, čo umožňuje fagocytom ľahšiu identifikáciu patogénov na deštrukciu. Proteíny tiež uľahčujú protilátkam nájsť antigény, keď sa zapojí adaptívny imunitný systém.