Вродена имунна система | защитава гостоприемника от инфекции

Анатомични бариери

Вродената имунна система включва и кожата. Външните слоеве на кожата се наричат "епителни". Епителните клетки образуват восъчна физическа бариера, която не позволява проникването на повечето инфекциозни агенти. Тези клетки са първата линия на защита на вродената имунна система срещу нахлуващите организми.

Старите кожни клетки отпадат и това помага за премахването на бактериите, които са полепнали по кожата.

Кожата продължава във вътрешността като обвивка на червата и белия дроб. В червата и белите дробове движението чрез перисталтика или реснички помага за отстраняване на инфекциозните агенти. Освен това слузта задържа инфекциозните агенти. В червата чревната флора може да предотврати появата на патогенни бактерии, като отделя токсични вещества или като се конкурира с патогенните бактерии за хранителни вещества или за прикрепване към клетъчните повърхности.

Промивното действие на сълзите и слюнката помага за предотвратяване на инфекции на очите и устата.

 

Възпаление

Възпалението е една от първите реакции на имунната система към патогени или чужди вещества, които преминават през анатомичните бариери.

Възпалението се стимулира от химични фактори, освободени от увредените клетки. То създава физическа бариера срещу разпространението на инфекцията и подпомага заздравяването на увредената тъкан след изчистването на патогените.

Химичните фактори, които се образуват по време на възпаление, привличат фагоцитите, особено неутрофилите. След това неутрофилите задействат други части на имунната система.

 

Система за допълване

Системата на комплемента е биохимична каскада на имунната система, която помага на антителата да изчистят патогените или да ги маркират за унищожаване от други клетки.

Каскадата е съставена от много плазмени протеини, които се произвеждат в черния дроб. Протеините работят заедно, за да:

• предизвикват набирането на възпалителни клетки.
• маркират патогени за унищожаване чрез покриване на повърхността им.
• нарушават плазмената мембрана на заразена клетка, като предизвикват цитолиза на заразената клетка и смърт на патогена.
• освобождаване на организма от неутрализираните комплекси антиген-антитяло.

Елементи на каскадата на комплемента се срещат при много видове, различни от бозайниците, включително растения, птици, риби и някои видове безгръбначни животни.

 

Клетки на вродения имунен отговор

Всички бели кръвни клетки (БКК) се наричат левкоцити. Левкоцитите се различават от другите клетки на тялото: те работят като независими, едноклетъчни организми. Могат да се движат свободно и да улавят клетъчни остатъци, чужди частици или нахлуващи микроорганизми. Произвеждат се от кръвотворни стволови клетки в костния мозък.

Вродените левкоцити включват: естествените клетки убийци, мастоцитите, еозинофилите, базофилите; и фагоцитните клетки, включително макрофаги, неутрофили и дендритни клетки. Те идентифицират и елиминират патогените, които причиняват инфекция.

Мастни клетки

Мастоцитите са вид вродени имунни клетки в съединителната тъкан и лигавиците. Те са тясно свързани със защитата срещу патогени и заздравяването на рани. Често се свързват и с алергии и анафилаксия. Когато се активират, мастоцитите бързо освобождават в околната среда характерни гранули, богати на хистамин и хепарин, заедно с различни хормонални медиатори и хемотактични цитокини. Хистаминът разширява кръвоносните съдове, предизвиквайки признаците на възпаление, и набира неутрофили и макрофаги.

Фагоцити

Думата "фагоцит" буквално означава "хранеща се клетка". Това са имунни клетки, които поглъщат, т.е. фагоцитират, патогени или частици. За да погълне частица или патоген, фагоцитът разширява части от плазмената си мембрана, като я обвива около частицата, докато я обгърне (т.е. частицата вече е вътре в клетката). След като влезе в клетката, нахлулият патоген се съдържа в ендозома, която се слива с лизозома. Лизозомата съдържа ензими и киселини, които убиват и разграждат частицата или организма. Фагоцитите обикновено патрулират в тялото в търсене на патогени, но също така са в състояние да реагират на група високоспециализирани молекулярни сигнали, произвеждани от други клетки, наречени цитокини. Фагоцитните клетки на имунната система включват макрофаги], неутрофили и дендритни клетки.

Фагоцитозата на собствените клетки на гостоприемника е често срещана като част от редовното развитие и поддържане на тъканите. Когато клетките на гостоприемника умрат, фагоцитните клетки ги отстраняват от засегнатото място. Като отстранява мъртвите клетки, фагоцитозата е важна част от оздравителния процес.

Макрофаги

Макрофагите са големи фагоцитни левкоцити. Те могат да се движат през клетъчната мембрана на капилярните съдове и да преминават между клетките, за да ловят нахлуващи патогени. Макрофагите са най-ефективните фагоцити и могат да фагоцитират значителен брой бактерии или други клетки или микроби. Свързването на бактериални молекули с рецептори на повърхността на макрофага го кара да погълне и унищожи бактериите. Патогените също така стимулират макрофага да произвежда хемокини, които призовават други клетки към мястото на инфекцията.

Неутрофили

Неутрофилите и два други типа клетки (еозинофили и базофили) са известни като гранулоцити (защото имат гранули в цитоплазмата си) или полиморфонуклеарни клетки (PMNs) поради характерните им лобовидни ядра.

Гранулите на неутрофилите съдържат различни токсични вещества, които убиват или потискат растежа на бактериите и гъбичките. Основните продукти на неутрофилите са силни окислители. Те включват водороден пероксид, свободни кислородни радикали и хипохлорит. Неутрофилите са най-разпространеният тип фагоцити, като те съставляват 50 до 60 % от общия брой циркулиращи левкоцити. Те обикновено са първите клетки, които пристигат на мястото на инфекцията. Костният мозък на нормален здрав възрастен човек произвежда повече от 100 милиарда неутрофили на ден, а по време на остро възпаление - над 10 пъти повече на ден.

Дендритни клетки

Дендритните клетки (ДК) са фагоцитни клетки, които се намират в тъканите, които са в контакт с външната среда, най-вече в кожата (където често се наричат клетки на Лангерханс), както и във вътрешната лигавица на носа, белите дробове, стомаха и червата. Дендритните клетки са много важни в процеса на представяне на антигени и служат като връзка между вродената и адаптивната имунна система.

Базофили и еозинофили

Базофилите и еозинофилите са клетки, свързани с неутрофилите (вж. по-горе). Когато се активират при среща с патоген, базофилите, отделящи хистамин, са важни за защитата срещу паразити и играят роля в алергичните реакции (като астма). Когато са активирани, еозинофилите отделят редица силно токсични протеини и свободни радикали, които убиват бактериите и паразитите. Същите химикали причиняват и увреждане на тъканите по време на алергични реакции. Поради това активирането и отделянето на токсини от еозинофилите се регулира строго, за да се предотврати неправомерно разрушаване на тъканите.

Естествени клетки убийци

Естествените клетки-убийци или NK-клетките са част от вродената имунна система, която не атакува директно нахлуващите микроби. Вместо това NK клетките унищожават компрометирани клетки на гостоприемника, като например туморни клетки или заразени с вируси клетки. Тя разпознава такива клетки по състояние, известно като "липсваща същност". Този термин описва клетки с ниски нива на маркер на клетъчната повърхност, наречен MHC I (основен комплекс за хистосъвместимост). Това може да се случи при вирусни инфекции на клетки на гостоприемника. Те са наречени "естествени убийци", тъй като не изискват активиране, за да убиват клетки, на които "липсва аз".

 
Еозинофил  


Неутрофил  


Макрофаг  


Изображение от сканиращ електронен микроскоп на нормална циркулираща човешка кръв. Виждат се червени кръвни телца, няколко бели кръвни телца, включително лимфоцити, моноцит, неутрофил и много малки тромбоцити с форма на диск.  

Имунни системи на безгръбначните

Антимикробни пептиди

Антимикробните пептиди, или пептидите за защита на гостоприемника, са част от вродения имунен отговор. Те се срещат сред всички класове живи същества. Тези пептиди са мощни антибиотици с широк спектър на действие. Те убиват както грам отрицателни, така и грам положителни бактерии, микобактерии (включително Mycobacterium tuberculosis), обвити вируси, гъбички и дори трансформирани или ракови клетки.

Морските рибни източници имат високи нива на антимикробни съединения. Тестовете с живи риби показват, че рибните пептиди, използвани в хранителните съставки, работят добре.

 
Различни структури на антимикробни пептиди