Механизм киллинга врожденного иммунитета

Врожденный иммунитет — иммунитет, с факторами защиты которого человек рождается. Действует против любого чужого тотчас, не запоминает патогена.

Для тех, кто преподаёт иммунологию

immunoanimations — immunbiology интерактивная

https://www.blink.biz/immunoanimations

•  Восприимчивость = отсутствие сопротивления
•  Резистентность = способность человека противостоять болезни

1. Неспецифическая резистентность / врожденный иммунитет — защита от любых патогенов, немедленная, без памяти

2. Специфическая резистентность / адаптивный иммунитет — защиты от конкретного патогена, требует времени для формирования, предполагает специализированные клетки, имеет память

В таблице 1 отражены компоненты неспецифической и специфической резистентности

 Первая линия защиты:

не допустить вторжения патогенов (бактерии, вирусы, грибы, паразиты) 

1). Кожа и слизистые оболочки

A. Физические факторы: барьеры или удаление

1. Кожа

(кожная мембрана = дерма + эпидермис)

Эпидермис:

 — верхний слой — это  мертвые клетки, заполненные кератином, клетки плотно связаны друг с другом

— сухой, неблагоприятный, постоянно слущиваемый

— непроницаемый, если только  не поврежден или не влажный

2. Слизистые оболочки

— мягкий, влажный эпителий

— менее защитный, чем кератинизированный

— имеет бокаловидные клетки для продуцирования слизи

3. Цилиарный эскалатор

— реснитчатый эпителий дыхательных путей

— волновое движение ресничек: удаление микробов со слизью из дыхательных путей

4. Слезоточивый аппарат (слезные железы и слезные каналы)

—  постоянные слезы на глазах вымывают микробы

5. Слюнные железы — омывание зубов и рта для уменьшения колонизации патогенами

6. Рвота и диарея

— быстрое сокращение желудочно-кишечного тракта  для того,чтобы быстро удалить микробы и токсины

B. Химические факторы

1. Слизь

— гликопротеины + вода

— густая, препятствует колонизации

2. Кожное сало

— жиры   из сальных желез

— жирные кислоты и молочная кислота определяют кислый pH   (рН 3-5) кожи, который ингибирует рост микробов

3. Пот — вода + соли

 — вода смывает микробы с кожи

— соли ингибируют рост микробов

4. Лизоцим

— фермент в большинстве секретов организма

— разрушает пептидогликаны клеточных стенок бактерий

5. Желудочный сок

— Соляная кислота + ферменты + слизь

 — рН 1-3 уничтожает большинство бактерий и токсинов

2). Нормальная микробиота

• микробный антагонизм:
• конкуренция за питательные веществ или окружающую среду (pH, кислород)
• выделение токсинов (например, бактериоцины — белки, продуцируемые бактериями одного штамма, и активные против белков тесно связанного штамма)

Вторая линия обороны: если микробы преодолевают первый барьер, то система атакует и уничтожает их

3). Лейкоциты

Лейкоциты — это белые   клетки  крови. Обычно их содержание в циркуляции низкое, во время заражения стремительно  повышается (лейкоцитоз) или снижается  (лейкопения при   действии некоторых патогенов). При активации большинство лейкоцитов    продуцирует цитокины: межклеточные сигнальные молекулы / гормоны, которые  функционируют как триггеры усиления и координации различных защитных механизмов. Типы лейкоцитов:

A. Гранулоциты ( в цитоплазме видимые гранулы)

1. Нейтрофилы или  ПЯЛ (полиморфноядерные лейкоциты)

—    3 – 5   сегментов в ядре

— подвижные, первыми прибывают к месту травмы или инфекции

— преобладают на начальных этапах инфекции или травмы

— часто преобладают при  бактериальных инфекционных заболеваниях

2. Базофилы (кровь) = тучные клетки ( в тканях)

— не фагоцитируют

— освобождают гистамин

— триггеры воспаления и аллергии

3. Эозинофилы

— подвижные

— слабые фагоциты

— продуцируют токсины для борьбы с многоклеточными паразитарными инфекциями

B. Агранулоциты (гранулы не видны)

1. Моноциты (кровь) = Макрофаги (активированные в тканях)

— высокая фагоцитарная способность

 А. Оседлые макрофаги / гистиоциты

Присутствуют в определенных тканях / органах для улавливания патогенов и удаления поврежденных клеток (например, клетки Купфера (печень), микроглии (ЦНС), подоциты (почки), альвеолярные макрофаги (легкие)

В. Блуждающие / Свободные макрофаги

— перемещаются из крови в местам повреждения или инфекции

— приходят после нейтрофилов

— фагоцитируют остатки мертвых клеток

— доминируют на более поздних стадиях инфекции или травмы

— преобладают при грибковых или вирусных инфекционных заболеваниях

 С. Дендритные клетки

— расположены в эпидермисе, слизистой мембране и лимфоидных тканях
— инициаторы адаптивного иммунного ответа

2.Лимфоциты = T, B и NK клетки (агранулоциты)

• Т-клетки: клеточный иммунитет
• В-клетки: опосредованный антителами иммунитет
• NK-клетки: неспецифические, их мишени инфицированные или раковые клетки

— освобождают перфорин и гранзимы

-специализированные клетки

— не фагоцитируют

— локализованы в лимфоидных тканях и крови

— B и T-клетки  участвуют в специфической защите

— B и T-клетки реагируют на специфические антигены

Фагоциты

Фагоциты = лейкоциты, специализированные к эндоцитозу   микробов и клеточного мусора: нейтрофилы, макрофаги, эозинофилы. 

Фагоциты мигрируют в место инфицирования и могут уничтожать  бактерии. Фазами фагоцитоза являются хемотаксис, прилипание, поглощение и переваривание.

Фагоцитоз см. статью

1. Ингибирование прилипания или поглощения

• M. protien: Streptococcus pyogenes 
• Капсулы: Streptococcus pneumoniae 
• Биопленки: предотвращение отрыва отдельных микробов

2. Выживающий фагоцитоз

• Лейкоцидины: Staphylococcus aureus  (золотистый стафилококк) лизирует фагоцит перед слиянием фагосомы с лизосомами
• Мембранно атакующие комплексы: Listeria (листерия) лизирует фагосомы и освобождается в цитоплазму для внутриклеточного роста
• Предотвращение слияния с лизосомами и рост в фагосоме: Plasmodium (плазмодиум, малярия)
• Инактивация пищеварительных ферментов в лизосоме ВИЧ
• Устойчивость к перивариванию: Mycobacterium (палочки туберкулеза)

 4) Воспаление

Воспаление  —  это процесс, вызванный повреждением организма. Проявления: покраснение (эритема), боль, тепло, отек (отеки), а иногда и потеря функции

  Цель:

1. Уничтожить вредный агент и удалить побочные продукты травмы

2. Ограничить распространение травмы

3. Восстановить или заменить поврежденную ткань

•  повреждение и / или инфекция вызывает синтез и освобождение сигнальных молекул, которые  координируют необходимые для  воспаления реакции:
•   гистамин: из тучных клеток, вызывает расширение сосудов и их повышенную проницаемость сосудов
•  TNFa: цитокин из макрофагов, усиливает реакцию
•  простагландины: из поврежденных клеток, усиливают действие гистамина и привлекает фагоциты
• — лейкотриены: из тучных клеток, повышает проницаемость сосудов и способствует фагоцитозу

5). Лихорадка

Лихорадка = повышенная температура тела, активируемая микробным веществом (например, LPS) или цитокинами из активированных фагоцитов, которые включают термостат в гипоталамусе

• ускоряет механизмы защиты и восстанавления
• увеличивает активность противовирусных и антибактериальных ферментов                                                              

6) Антимикробные  системы 

А. Система комплемента

B. Система интерферонов

Интерфероны — специфические цитокины: белки противовирусной сигнализации, используются  клетками для инициирования противовирусной защиты
1. IFNβ:

• синтезируется зараженными вирусом клетками, индуцирует в соседних неинфицированных клетках синтез противовирусных белков (ПВБ)
• ПВБ блокируют репликацию вирусов в клетке

2. IFNα:

•  синтезирууется лейкоцитами
•  индукция синтеза ПВБ в клетках организма
•  активирует NK-клетки при киллинге инфицированных вирусом клеток

3. IFNγ:

•  продуцируется лимфоцитами
•  активирует фагоциты — макрофаги и нейтрофилы

C. Белки, связывающие железо

1. Трансферрин: кровь, лимфа, интерстициальная жидкость
2. Лактоферрин: слизь, слюна, молоко
3. Ферритин: печень, селезенка, красный костный мозг

D. Противомикробные пептиды (ПМП)

Пептиды из 12-50 аминокислот,  продуцируются фагоцитами в ответ на сигнал обнаружения  поверхностных молекул патогенов. Обеспечивают широкий спектр противомикробных эффектов:

• ингибируют синтез бактериями стенки 
• создают поры в мембране
• разрушают ДНК или РНК
• привлекают дендритные клетки (представление антигена)
• мобилизуют тучные клетки (воспаление)
•