Phagocytes สองประเภท

Phagocytes เป็นเซลล์ชนิดหนึ่งที่ดูดกลืนและ "กิน" เซลล์อื่นๆ บทบาทของพวกเขาในระบบภูมิคุ้มกันปรากฏขึ้นผ่านผลงานของ Elie Metchnikoff นักวิทยาศาสตร์ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 20 ในเวลานั้นเขามีชื่อเสียงมากในการค้นพบสิ่งที่เขาขนานนามว่าฟาโกไซต์ "มืออาชีพ" และ "ไม่เป็นมืออาชีพ" แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วคำเหล่านั้นจะถือว่าล้าสมัยแล้วก็ตาม เขายังยึดมั่นในลัทธิดาร์วินอย่างเข้มแข็ง และโต้เถียงกันอย่างหนักแน่นและเป็นที่นิยมสำหรับสาธารณชนในการบริโภคโยเกิร์ตเป็นประจำเพื่อปกป้องสมดุลของแบคทีเรียในทางเดินอาหาร Metchnikoff อธิบายว่าฟาโกไซต์มืออาชีพมีความสำคัญต่อความสามารถของระบบภูมิคุ้มกันในการต่อสู้กับการติดเชื้ออย่างไร ฟาโกไซต์ที่ไม่เป็นมืออาชีพคือเซลล์ที่มีหน้าที่หลักนอกเหนือจากการกลืนกินและเซลล์ที่ละลาย เช่น เซลล์ทักษะบางอย่าง ฟาโกไซต์ระดับมืออาชีพตามคำศัพท์ของเมทนิกอฟฟ์คือเซลล์ที่มีหน้าที่หลักในการสลายฟาโกไซโตซิส กล่าวอีกนัยหนึ่งคือหน้าที่ของพวกเขาคือค้นหาและทำลายเซลล์ก่อโรคที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต

เซลล์จำนวนมากในร่างกายของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์มีส่วนร่วมในกระบวนการฟาโกไซโตซิส เช่น เซลล์ผิวหนังบางชนิด เชื้อโรคคือจุลินทรีย์หรือสิ่งแปลกปลอมอื่น ๆ ที่สามารถก่อให้เกิดอันตรายหรือโรคได้ บางครั้งเชื้อโรคก็ไม่ใช่สิ่งแปลกปลอม แต่เป็นเซลล์มะเร็งหรือมะเร็งที่มีอยู่แล้วในร่างกาย Phagocytes ทำงานเพื่อกำจัดเชื้อโรคที่อาจเป็นอันตรายเหล่านี้ทั้งหมด Phagocytes ถูกสร้างขึ้นโดยเซลล์ที่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่มีอยู่ในไขกระดูก สเต็มเซลล์เหล่านี้ผลิตเซลล์มัยอีลอยด์และลิมฟอยด์ ซึ่งจะก่อให้เกิดเซลล์อื่นๆ รวมถึงเซลล์ที่เป็นพื้นฐานของระบบภูมิคุ้มกัน เซลล์บางเซลล์ที่เซลล์มัยอีลอยด์ก่อให้เกิดคือโมโนไซต์และนิวโทรฟิล นิวโทรฟิลเป็นฟาโกไซต์ชนิดหนึ่ง โมโนไซต์ทำให้เกิดแมคโครฟาจ ซึ่งเป็นฟาโกไซต์อีกประเภทหนึ่ง

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

Phagocytes เป็นเซลล์ชนิดหนึ่งที่ดูดกลืนและ "กิน" เซลล์อื่นๆ ฟาโกไซต์สองประเภทคือมาโครฟาจและนิวโทรฟิล ซึ่งเป็นเซลล์สำคัญทั้งสองเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกัน พวกเขามีส่วนร่วมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดซึ่งมีผลตั้งแต่เริ่มต้นชีวิตของแต่ละบุคคล มาโครฟาจและนิวโทรฟิลจับกับรูปร่างที่เรียกว่า PAMPs บนพื้นผิวของจุลินทรีย์ที่รุกรานหลายชนิด จากนั้นดูดซับและละลายจุลินทรีย์

เช่นเดียวกับสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ มนุษย์มีระบบภูมิคุ้มกันสองประเภทเพื่อป้องกันเชื้อโรค ระบบภูมิคุ้มกันระบบหนึ่งเรียกว่าระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ระบบภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติยังมีอยู่ในรูปแบบชีวิตอื่นๆ เกือบทั้งหมด ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง ระบบนี้ใช้ฟาโกไซต์เป็นหนึ่งในแนวป้องกัน ระบบภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติเรียกว่าสิ่งนี้เนื่องจากคำแนะนำสำหรับการดำเนินการนั้นเขียนไว้ในรหัสพันธุกรรมของสปีชีส์ ระบบนี้ใช้ได้ผลตั้งแต่เริ่มต้นชีวิตของบุคคล และตอบสนองต่อเชื้อโรคที่มีมานานนับพันปี สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวหรือได้มา ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง และเป็นระบบภูมิคุ้มกันที่สองของพวกมัน ปรับให้เข้ากับเชื้อโรคที่สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดสัมผัสได้ในช่วงชีวิต

ระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวใช้เวลาในการตอบสนองต่อภัยคุกคามนานกว่าระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ส่วนหนึ่งเป็นเพราะระบบตอบสนองต่อภัยคุกคามมีความเฉพาะเจาะจงมากกว่า ระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวเป็นสิ่งที่มนุษย์ต้องพึ่งพาเมื่อได้รับการฉีดวัคซีน เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ป่วยด้วยโรคไข้หวัดใหญ่ ไข้ทรพิษ หรือโรคติดเชื้ออื่นๆ อีกจำนวนมากในอนาคต ระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวยังรับผิดชอบต่อความมั่นใจของบุคคลว่าจะไม่มีวันเกิดขึ้นอีก ติดเชื้ออีสุกอีใส เช่น เพราะเคยป่วยเมื่ออายุได้ 6 ขวบ เก่า ในระบบภูมิคุ้มกันแบบที่ 2 นี้ มีการสัมผัสสารก่อโรคครั้งแรกที่เรียกว่าแอนติเจน ไม่ว่าจะผ่านการเจ็บป่วยหรือการฉีดวัคซีน การสัมผัสครั้งแรกนั้นสอนระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวให้รู้จักแอนติเจน หากแอนติเจนบุกรุกอีกครั้งในอนาคต ตัวรับบนพื้นผิวของแอนติเจนจะกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันแบบต่างๆ ที่ปรับแต่งให้เหมาะกับสายพันธุ์ของการติดเชื้อนั้นๆ อย่างไรก็ตาม Phagocytes มีส่วนเกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติเป็นหลัก

ก่อนที่ฟาโกไซต์จะเข้ามามีส่วนร่วมในการต่อสู้กับเชื้อโรคซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ระบบร่างกายใช้แนวป้องกันที่มีต้นทุนน้อยกว่าซึ่งประกอบด้วยอุปสรรคทางกายภาพและสารเคมี อุปสรรค. สิ่งแวดล้อมเต็มไปด้วยสารพิษและสารติดเชื้อในอากาศ น้ำ และอาหาร มีสิ่งกีดขวางทางกายภาพจำนวนมากในร่างกายมนุษย์ที่ป้องกันหรือขับไล่ผู้บุกรุก ตัวอย่างเช่น ทั้งเยื่อเมือกและขนในรูจมูกจะป้องกันเศษ เชื้อโรค และมลพิษไม่ให้เข้าสู่ทางเดินหายใจ ร่างกายขับสารพิษและจุลินทรีย์ออกจากร่างกายในปัสสาวะผ่านทางท่อปัสสาวะ ผิวหนังถูกเคลือบด้วยชั้นเซลล์ที่ตายแล้วหนาซึ่งป้องกันเชื้อโรคไม่ให้เข้าไปในรูขุมขน ชั้นนี้จะหายไปบ่อยครั้ง ซึ่งกำจัดจุลินทรีย์ที่อาจเกิดขึ้นและเชื้อโรคอื่นๆ ที่เกาะติดกับเซลล์ผิวที่ตายแล้วได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อุปสรรคทางกายภาพประกอบขึ้นเป็นแขนข้างหนึ่งของแนวป้องกันแรกในระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด แขนอีกข้างหนึ่งประกอบด้วยเกราะป้องกันสารเคมี สารเคมีเหล่านี้เป็นสารในร่างกายที่ย่อยสลายจุลินทรีย์และเชื้อโรคอื่นๆ ก่อนจะก่อให้เกิดอันตรายได้ ความเป็นกรดบนผิวหนังจากน้ำมันและเหงื่อช่วยป้องกันแบคทีเรียไม่ให้เติบโตและทำให้เกิดการติดเชื้อ น้ำย่อยที่มีกรดสูงในกระเพาะอาหารสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียและสารพิษอื่นๆ ได้เกือบทั้งหมด การกลืนกินและการอาเจียนทำหน้าที่เป็นอุปสรรคทางกายภาพในการกำจัดสารก่อโรคเช่น "อาหารเป็นพิษ" เช่นกัน การทำงานร่วมกันของสิ่งกีดขวางทางเคมีและทางกายภาพที่คอยระวังอยู่เสมอสามารถป้องกันอันตรายจากกล้องจุลทรรศน์จำนวนมากของสิ่งแวดล้อมที่พยายามเข้าสู่ร่างกายและก่อให้เกิดอันตราย

ในขณะที่แนวป้องกันแรกประกอบด้วยอุปสรรคทางกายภาพและทางเคมี แนวที่สองของ การป้องกันเป็นจุดที่กระบวนการของฟาโกไซโตซิสเข้าไปเกี่ยวข้องกับการป้องกันภัยคุกคามต่อ ร่างกาย. สารติดเชื้อหลายชนิด เช่น ไวรัสและแบคทีเรีย มีโมเลกุลบนพื้นผิวที่มีรูปร่างที่ยังคงเหมือนเดิมตลอดประวัติศาสตร์ของการวิวัฒนาการ รูปร่างเหล่านี้เรียกว่า "รูปแบบโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับเชื้อโรค" หรือ PAMPs สายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคหลายชนิดอาจใช้ PAMP เดียวกัน ต่างจากระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวซึ่ง "จดจำ" รูปร่างตัวรับของแบคทีเรียและสายพันธุ์ของไวรัสที่เฉพาะเจาะจงหลังจากการสัมผัสครั้งแรก ระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ไม่เฉพาะเจาะจง และผูกกับ PAMP เหล่านี้เท่านั้น มี PAMP น้อยกว่า 200 รายการ และเซลล์ที่เรียกว่า Sentinels จะจับกับพวกมันแล้วกระตุ้นชุดของปฏิกิริยาภูมิคุ้มกัน เซลล์รักษาการณ์เหล่านี้เป็นมาโครฟาจ

หนึ่งในการตอบสนองครั้งแรกของระบบภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติคือมาโครฟาจ ซึ่งเป็นฟาโกไซต์ประเภทหนึ่ง พวกมันไม่เจาะจงมากในเป้าหมาย แต่พวกมันตอบสนองต่อ PAMP 100 ถึง 200 ตัวที่รู้จักในระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด เมื่อเชื้อโรคที่มี PAMP ที่จดจำได้จับกับตัวรับค่าผ่านทางบนพื้นผิวของมาโครฟาจ เยื่อหุ้มเซลล์ของมาโครฟาจจะเริ่มขยายตัวในลักษณะที่จะกลืนกินจุลชีพ พลาสมาเมมเบรนปิดลงเพื่อให้จุลินทรีย์ที่ยังคงจับกับตัวรับค่าผ่านทางถูกกักไว้ในถุงที่เรียกว่าฟาโกโซม ใกล้ๆ กัน มีถุงน้ำอีกอันหนึ่งอยู่ภายในมาโครฟาจที่เรียกว่าไลโซโซม ซึ่งเต็มไปด้วยเอนไซม์ย่อยอาหาร ไลโซโซมและฟาโกโซมซึ่งมีจุลินทรีย์อยู่รวมกัน เอนไซม์ย่อยอาหารทำลายจุลินทรีย์

มาโครฟาจใช้ส่วนใดๆ ของจุลินทรีย์ที่มันสามารถและกำจัดส่วนที่เหลือโดยการขับของเสียออกผ่านกระบวนการเอ็กโซไซโทซิส มันเก็บชิ้นส่วนของจุลินทรีย์ที่เรียกว่าชิ้นส่วนแอนติเจน ซึ่งถูกผูกไว้กับโมเลกุลที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อแสดงชิ้นส่วนเหล่านี้ พวกมันถูกเรียกว่าโมเลกุล MHC II ที่นำเสนอแอนติเจน และพวกมันจะถูกแทรกเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์ของมาโครฟาจ ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว สิ่งนี้ทำหน้าที่เป็นสัญญาณกระตุ้นแก่ผู้เล่นระดับเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวเกี่ยวกับสายพันธุ์ของเชื้อโรคที่บุกรุกร่างกายได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม ในฐานะส่วนหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด จุดประสงค์หลักของมาโครฟาจคือการค้นหาและทำลายผู้บุกรุก ร่างกายสามารถสร้างมาโครฟาจได้เร็วกว่าเซลล์เฉพาะทางของระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว แต่เซลล์เหล่านี้ไม่ได้มีประสิทธิภาพหรือเฉพาะทาง

นิวโทรฟิลเป็นฟาโกไซต์อีกประเภทหนึ่ง พวกเขาเคยถูกเรียกว่าไมโครฟาจโดย Elie Metchnikoff เช่นเดียวกับแมคโครฟาจ นิวโทรฟิลเป็นผลผลิตจากเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดในไขกระดูก ซึ่งผลิตเซลล์มัยอีลอยด์ นอกจากจะทำให้เกิดโมโนไซต์ที่กลายเป็นมาโครฟาจแล้ว เซลล์มัยอีลอยด์ยังให้ผลผลิตเซลล์อื่นๆ อีกหลายเซลล์ที่ประกอบเป็นระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ซึ่งรวมถึงนิวโทรฟิล ซึ่งแตกต่างจากแมคโครฟาจ นิวโทรฟิลมีขนาดเล็กมาก และอยู่ได้เพียงไม่กี่ชั่วโมงหรือเป็นวัน พวกมันไหลเวียนในเลือดเท่านั้นในขณะที่แมคโครฟาจไหลเวียนในเลือดและเนื้อเยื่อ เมื่อมาโครฟาจตอบสนองต่อเชื้อโรค พวกมันจะปล่อยสารเคมีเข้าสู่กระแสเลือด โดยเฉพาะไซโตไคน์ ซึ่งเตือนระบบภูมิคุ้มกันต่อผู้บุกรุก มีมาโครฟาจไม่เพียงพอที่จะต่อสู้กับการติดเชื้อใดๆ เพียงอย่างเดียว ดังนั้นนิวโทรฟิลจึงตอบสนองต่อการแจ้งเตือนทางเคมีและทำงานควบคู่กับมาโครฟาจ

เยื่อบุหลอดเลือดเรียกว่า endothelium นิวโทรฟิลมีขนาดเล็กมากจนเลื่อนไปมาระหว่างช่องว่างที่แยกเซลล์บุผนังหลอดเลือด เคลื่อนเข้าและออกจากหลอดเลือด สารเคมีที่ปล่อยออกมาจากมาโครฟาจหลังจากจับกับเชื้อโรคทำให้นิวโทรฟิลจับกับเซลล์บุผนังหลอดเลือดได้อย่างแน่นหนามากขึ้น เมื่อนิวโทรฟิลจับกับ endothelium อย่างแน่นหนา พวกมันจะบีบเข้าไปในของเหลวคั่นระหว่างหน้า และ endothelium จะขยายตัว การขยายตัวทำให้สามารถซึมผ่านได้มากขึ้นกว่าที่เคยเป็นมาก่อนแมคโครฟาจจะทำปฏิกิริยากับเชื้อโรค ซึ่ง ช่วยให้เลือดบางส่วนไหลเข้าสู่เนื้อเยื่อรอบ ๆ หลอดเลือด ทำให้บริเวณนั้นแดง อบอุ่น เจ็บปวด และ บวม กระบวนการนี้เรียกว่าการตอบสนองต่อการอักเสบ

บางครั้งแบคทีเรียจะปล่อยสารเคมีที่นำนิวโทรฟิลเข้าหาพวกมัน แมคโครฟาจยังปล่อยสารเคมีที่เรียกว่าคีโมไคน์ซึ่งนำนิวโทรฟิลไปยังบริเวณที่ติดเชื้อ เช่นเดียวกับแมคโครฟาจ นิวโทรฟิลใช้ฟาโกไซโทซิสเพื่อห่อหุ้มและทำลายเชื้อโรค เมื่อเสร็จสิ้นภารกิจนี้ นิวโทรฟิลจะตาย หากมีนิวโทรฟิลตายในบริเวณที่ติดเชื้อเพียงพอ เซลล์ที่ตายแล้วจะสร้างสารที่เรียกว่าหนอง หนองเป็นสัญญาณว่าร่างกายกำลังรักษาตัวเอง และสีและความสม่ำเสมอของหนองสามารถเตือนผู้ให้บริการด้านสุขภาพถึงลักษณะของการติดเชื้อได้ เนื่องจากนิวโทรฟิลมีอายุสั้นแต่มีอยู่มากมาย จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการต่อสู้กับการติดเชื้อเฉียบพลัน เช่น บาดแผลที่ติดเชื้อ ในทางกลับกัน Macrophages มีอายุยืนยาวและมีประโยชน์มากกว่าสำหรับการติดเชื้อเรื้อรัง

ระบบเสริมสร้างสะพานเชื่อมระหว่างระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว ประกอบด้วยโปรตีนประมาณ 20 ชนิดที่ผลิตขึ้นในตับ ซึ่งใช้เวลาส่วนใหญ่ในการไหลเวียนในกระแสเลือดในรูปแบบที่ไม่เคลื่อนไหว เมื่อพวกมันสัมผัสกับ PAMPs ที่ไซต์การติดเชื้อ พวกมันจะถูกกระตุ้น และเมื่อระบบคอมพลีเมนต์ถูกกระตุ้น โปรตีนจะกระตุ้นโปรตีนอื่นๆ ในน้ำตก หลังจากที่โปรตีนกระตุ้น พวกมันจะรวมตัวกันเพื่อสร้างคอมเพล็กซ์โจมตีเมมเบรน (MAC) ซึ่งผลัก ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ของจุลินทรีย์ที่ติดเชื้อ ทำให้ของเหลวไหลเข้าสู่เชื้อโรคและทำให้เกิด ระเบิด นอกจากนี้ โปรตีนเสริมจะจับกับ PAMP โดยตรง ซึ่งแท็กพวกมัน ทำให้ฟาโกไซต์สามารถระบุเชื้อโรคเพื่อการทำลายได้ง่ายขึ้น โปรตีนยังช่วยให้แอนติบอดีค้นหาแอนติเจนได้ง่ายขึ้นเมื่อระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวเข้ามาเกี่ยวข้อง