Механизмы врожденного иммунитета распознают

Общие положения

Определение 1

Врожденный, или неспецифический иммунитет является более ранним механизмом защиты организма, как по времени ответа, так и в эволюционном плане.

Иммунный ответ при врожденном иммунитете развивается в первые несколько часов или дней после контакта с патогенным антигеном. Большая часть патогенов запускают механизмы врожденного иммунитета до развития иммунного ответа с присутствием лимфоцитов.

Организм-хозяин обладает различными механизмами врожденного иммунитета, эффективность которого при повторном контакте с возбудителем инфекции не возрастает.

Основную роль в механизмах неспецифической защиты организма играют:

система комплемента,
первичные рецепторы для патогенов,
фагоцитоз, интерфероны (факторы защиты от вирусов),
пептиды-антибиотики.

Барьеры против инфекций

От внедрения болезнетворных микроорганизмов, чужеродных клеток, организм защищают:

кожа,
секрет слизистых оболочек,
движение ресничек эпителия,
смывающий эффект и антибактериальное действие выделяемых жидкостей,
нормальная микрофлора.

Готовые работы на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимость

Бактерия, внедрившаяся в организм, разрушается под действием лизоцима и подвергается дальнейшему фагоцитозу с последующим уничтожением фагоцитарными клетками.

К основным фагоцитарным клеткам относятся:

полиморфноядерные нейтрофилы,
мононуклеарные макрофаги.

Фагоцитарные клетки имеют рецепторы, способные распознавать на поверхности клеток патогенных микроорганизмов определенные молекулярные структуры. Вследствие этого фагоцит может связываться с микробной клеткой.

Компоненты микробных клеток распознают трансмембранные белки $TLR$ (Toll-подобные рецепторы. Их активация инициирует секрецию провоспалительных цитокинов.

По завершении фагоцитоза в действие вступают разнообразные бактерицидные механизмы:

образуются реакционноспособные метаболиты кислорода;
из гранул высвобождаются многочисленные кислород-независимые факторы;
синтезируется оксид азота.

Привлечению фагоцитов к микробным клеткам и осуществлению фагоцитоза способствует активация по каскадному механизму многокомпонентной системы комплемента.

Комплемент выполняет ряд функций:

микроорганизмы, покрытые белком $C_3b$, связываются с рецептором для $C_3b$ ($CR_1$) на оверхности фагоцитарных клеток, что способствует фагоцитозу;
белок $C_5a$ оказывает активирующее и хемотаксическое воздействие на нейтрофилы, аналогично белки $C_3a$ и $C_5a$ воздействуют на эозинофилы, эти белки значительно повышают проницаемость капилляров;
встраивание ЛМК в мембрану микробной клетки вызывает ее лизис;
фрагмент $C_3b$ способствует продукции антител В-клетками.

Острая воспалительная реакция с участием комплемента

Активация комплемента участвует в следующих процессах:

обеспечивает привлечение и стимуляцию нейтрофилов; приток полиморфноядерных лейкоцитов и повышение сосудистой проницаемости приводят к развитию острой воспалительной реакции, которая способна оказывать сильный антимикробный эффект;
индуцирует экспрессию молекул адгезии на эндотелиах клетках, которые обеспечивают адгезию лейкоцитов и способствуют их проникновению между эндотелиальными клетками в очаг воспаления;
активированные пептидом $C_5a$ фагоцитарные клетки, поглощают и уничтожают внедрившиеся в организм микробы;
активированные пептидом $C_5a$ или компонентами микробных клеток тканевые макрофаги также могут инициировать воспаление, например, эндотоксином.

Гуморальные механизмы защиты

Гуморальные механизмы обеспечивают вторую линию защиты.

К факторам гуморальной защиты относятся:

лизоцим;
дефензины;
система комплемента;
белки острой фазы (С-реактивный белок, манносвязывающий лиганд);
интерфероны (их регулярный эффект приводит к подавлению размножения вирусов);
коллектины связываются с углеводными структурами на поверхности микробных клеток и с рецепторами фагоцитарных клеток, способствуя фагоцитозу.

Внеклеточное уничтожение микробов

Замечание 1

Клетки-киллеры (НК-клетки) обладают рецепторами, активирующими их цитотоксическую функцию, а также доминантными ингибиторными рецепторами, распознающими молекулы главного комплекса гистосовместимости класса I на поверхности не инфицированных и не измененных клеток.

НК-клетки разрушают инфицированные вирусами клетки. Вызывая запрограммированную клеточную гибель – апоптоз. Апоптоз может быть индуцирован или цитотоксическим эффектом перфорина и гранзимов, или взаимодействием лиганда Fas клеток-киллеров с рецептором Fas клеток-мишеней.

Внеклеточное уничтожение паразитов осуществляют эозинофилы, связываясь через свои $C_3b$-рецепторы с их поверхностью, покрытой $C_3b.$ Благодаря этому многие крупные паразиты, инвазирующие потенциально восприимчивый организм-хозяин, не вызывают заболевания.

Источник

Врождённый
иммунитет — наиболее ранний защитный
механизм как в эволюционном плане (он
существует практически у всех
многоклеточных), так и по времени ответа,
развивающегося в первые часы и дни после
проникновения чужеродного материала
во внутреннюю среду, т.е. задолго до
развития адаптивной иммунной реакции.
Значительную часть патогенов инактивируют
именно врождённые механизмы иммунитета,
не доводя процесс до развития иммунного
ответа с участием лимфоцитов. И только
если механизмы врождённого иммунитета
не справляются с проникающими в организм
патогенами, в «игру» включаются лимфоциты.
При этом адаптивный иммунный ответ
невозможен без вовлечения механизмов
врождённого иммунитета. Кроме того,
врождённый иммунитет играет главную
роль в удалении апоптотических и
некротических клеток и реконструировании
повреждённых органов. В механизмах
врождённой защиты организма важнейшую
роль играют первичные рецепторы для
патогенов, система комплемента, фагоцитоз,
эндогенные пептиды-антибиотики и факторы
защиты от вирусов — интерфероны. Функции
врождённого иммунитета схематично
представлены на рис. 3-1.

Рецепторы распознавания «чужого»

На
поверхности микроорганизмов
присутствуют повторяющиеся
молекулярные углеводные и липидные
структуры, которые
в подавляющем большинстве случаев
отсутствуют на клетках организма
хозяина. Особые рецепторы, распознающие
этот «узор» на поверхности патогена, —
PRR (Pattern
Recognition Receptors –РRP-рецептор)
— позволяют клеткам врождённого иммунитета
обнаруживать микробные клетки. В
зависимости от локализации выделяют
растворимые и мембранные формы PRR.

• Циркулирующие
(растворимые) рецепторы для
патогенов — белки сыворотки крови,
синтезируемые печенью: липополисахаридсвязывающий
белок (LBP — Lipopolysaccharide
Binding Protein), компонент
системы комплемента C1q и белки острой
фазы MBL и С-реактивный белок (СРБ). Они
непосредственно связывают микробные
продукты в жидких средах организма и
обеспечивают возможность их поглощения
фагоцитами, т.е. являются опсонинами.
Кроме того, некоторые из них активируют
систему комплемента.

Механизмы врожденного иммунитета распознают

Рис.
3-1. Функции
врождённого иммунитета. Обозначения:
PAMP (PathogenAssociated
Molecular Patterns) —
молекулярные структуры микроорганизмов,
HSP (Heat
Shock Proteins) —
белки теплового шока, TLR (Toll-Like
Receptors), NLR (NOD-Like
Receptors), RLR (RIG-Like
Receptors) —
клеточные рецепторы

— СРБ, связывая
фосфорилхолин клеточных стенок ряда
бактерий и одноклеточных грибов,
опсонизирует их и активирует систему
комплемента по классическому пути.

— MBL принадлежит
к семейству коллектинов. Имея сродство
к остаткам маннозы, экспонированным на
поверхности многих микробных клеток,
MBL запускает лектиновый путь активации
комплемента.

— Белки
сурфактанта лёгких — SP-A и SP-D принадлежат
к тому же молекулярному семейству
коллектинов, что и MBL. Они, вероятно,
имеют значение в опсонизации (связывании
антител с клеточной стенкой микроорганизма)
лёгочного патогена — одноклеточного
грибка Pneumocystis
carinii.

• Мембранные
рецепторы. Эти
рецепторы расположены как на наружных,
так и на внутренних мембранных структурах
клеток.

— TLR (Toll-Like
Receptor —
Toll-подобный рецептор; т.е. сходный с
Toll-рецептором дрозофилы). Одни из них
непосредственно связывают продукты
патогенов (рецепторы для маннозы
макрофагов, TLR дендритных и других
клеток), другие работают совместно с
иными рецепторами: например, CD14 молекула
на макрофагах связывает комплексы
бактериального липополисахарида (ЛПС)
с LBP, а TLR-4 вступает во взаимодействие с
CD14 и передаёт соответствующий сигнал
внутрь клетки. Всего у млекопитающих
описано 13 различных вариантов TLR (у
человека пока только 10).

• Цитоплазматические
рецепторы:

— NOD-рецепторы (NOD1
и NOD2) находятся в цитозоле и состоят из
трёх доменов: N-концевого CARD-домена,
центрального NOD-домена (NOD — Nucleotide
Oligomerization Domain —
домен олигомеризации нуклеотидов) и
C-концевого LRR-домена. Различие между
этими рецепторами заключается в
количестве CARD-доменов. Рецепторы NOD1 и
NOD2 распознают мурамилпептиды — вещества,
образующиеся после ферментативного
гидролиза пептидогликана, входящего в
состав клеточной стенки всех бактерий.
NOD1 распознаёт мурамилпептиды с концевой
мезодиаминопимелиновой кислотой
(meso-DAP), которые образуются только из
пептидогликана грамотрицательных
бактерий. NOD2 распознаёт мурамилдипептиды
(мурамилдипептид и гликозилированный
мурамилдипептид) с концевым D-изоглутамином
или D-глутаминовой кислотой, являющиеся
результатом гидролиза пептидогликана
как грамположительных, так и
грамотрицательных бактерий. Кроме того,
NOD2 имеет сродство к мурамилпептидам с
концевым L-лизином, которые есть только
у грамположительных бактерий.

— RIG-подобныерецепторы (RLR, RIG-Like
Receptors): RIG-I (Retinoic
acid-Inducible Gene I),
MDA5 (Melanoma
Differentiation-associated Antigen 5)
и
LGP2 (Laboratory
of Genetics and Physiology 2).

Все
три рецептора, кодируемые этими генами,
имеют сходную химическую структуру и
локализуются в цитозоле. Рецепторы
RIG-I и MDA5 распознают вирусную РНК. Роль
белка LGP2 пока неясна; возможно, он
выполняет роль хеликазы, связываясь с
двуцепочечной вирусной РНК, модифицирует
её, что облегчает последующее распознавание
с помощью RIG-I. RIG-I распознаёт односпиральную
РНК с 5-трифосфатом, а также относительно
короткие (<2000 пар оснований) двуспиральные
РНК. MDA5 различает длинные (>2000 пар
оснований) двуспиральные РНК. Таких
структур в цитоплазме эукариотической
клетки нет. Вклад RIG-I и MDA5 в распознавание
конкретных вирусов зависит от того,
образуют ли данные микроорганизмы
соответствующие формы РНК.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Защитной реакцией или иммунитетом называется ответ организма на внешнюю опасность и раздражители. Множество факторов в теле человека способствуют его защите от различных болезнетворных организмов. Что такое врождённый иммунитет, как происходит защита организма и в чем заключается ее механизм?

Врожденный и приобретенный иммунитет

Само понятие иммунитета связано с эволюционно приобретенными способностями организма препятствовать попаданию в него чужеродных агентов. Механизм борьбы с ними разный, так как виды и формы иммунитета отличаются своим многообразием и характеристиками. По происхождению и формированию защитный механизм может быть:

врожденный (неспецифический, естественный, наследственный) – защитные факторы в теле человека, которые были сформированы эволюционно и помогают бороться с чужеродными агентами с самого начала жизни; также данный вид защиты обуславливает видовую невосприимчивость человека к заболеваниям, которые свойственны животным, растениям;
приобретенный – защитные факторы, которые формируются в процессе жизни, может быть естественным и искусственным. Естественная защита формируется после перенесенного воздействия, вследствие чего организм способен приобретать антитела к данному опасному агенту. Искусственная защита связана с введением в организм готовых антител (пассивная) или ослабленной формы вируса (активная).

Свойства врожденного иммунитета

Жизненно важным свойством врожденного иммунитета является постоянное наличие в организме естественных антител, которые обеспечивают первичную реакцию на вторжение патогенных организмов. Важное свойство естественной ответной реакции – система комплимента, которая представляет собой комплекс белков в крови, которые обеспечивают распознавание и первичную защиту от чужеродных агентов. Данная система выполняет следующие функции:

опсонизация – процесс присоединения элементов комплекса к поврежденной клетке;
хемотаксис – совокупность сигналов посредством химической реакции, которая привлекает другие иммунные агенты;
мембранотропный повреждающий комплекс – белки комплимента, которые разрушают защитную мембрану опсонизированных агентов.

Ключевое свойство естественной ответной реакции – первичная защита, вследствие которой организм может получить информацию о новых для него чужеродных клеток, вследствие чего создается уже приобретенный ответ, который при дальнейшем столкновении с аналогичными патогенами будет уже готов для полноценной борьбы, без привлечения других факторов защиты (воспаления, фагоцитоза и т.д.).

Формирование врожденного иммунитета

Неспецифическая защита есть у каждого человека, она закреплена генетически, способна передаваться по наследству от родителей. Видовой особенностью человека является то, что он не восприимчив к ряду болезней, характерных для других видов. Для формирования врожденного иммунитета важную роль играет внутриутробное развитие и грудное вскармливание после рождения. Мать передает своему ребенку важные антитела, которые закладывают основу его первых защитных сил. Нарушение формирования естественной защиты может привести к иммунодефицитному состоянию из-за:

воздействия излучения;
химических агентов;
болезнетворных организмов в период внутриутробного развития.

Факторы врожденного иммунитета

Что такое врождённый иммунитет и в чем состоит механизм его действия? Совокупность общих факторов врожденного иммунитета призваны создать определенную линию защиты организма от чужеродных агентов. Данная линия состоит из нескольких защитных барьеров, которые выстраивает организм на пути патогенных микроорганизмов:

Эпителий кожи, слизистые оболочки – первичные барьеры, которые обладают колонизационной резистентностью. Вследствие проникновения патогена развивается воспалительная реакция.
Лимфатические узлы – важная защитная система, которая борется с патогеном до внедрения его в систему кровообращения.
Кровь – при попадании инфекции в кровь развивается системный воспалительный ответ, при котором задействуются специальные форменные элементы крови. Если микробы не погибают в крови – инфекция распространяется на внутренние органы.

Клетки врожденного иммунитета

В зависимости от механизмов защиты бывает гуморальный и клеточный ответ. Совокупность гуморальных и клеточных факторов создают единую систему защиты. Гуморальная защита – ответ организма в жидкостной среде, внеклеточном пространстве. Гуморальные факторы врожденного иммунитета подразделяются на:

специфические – иммуноглобулины, которые вырабатывают В-лимфоциты;
неспецифические – секреты желез, сыворотка крови, лизоцим, т.е. жидкости, обладающие антибактериальными свойствами. К гуморальным факторам относят систему комплимента.

Фагоцитоз – процесс поглощения инородных агентов, происходит посредством клеточной активности. Клетки, которые участвуют в ответе организма подразделяются на:

Т-лимфоциты – долгоживущие клетки, которые подразделяются на лимфоциты с разными функциями (натуральные киллеры, регуляторы и др.);
В-лимфоциты – продуцируют антитела;
нейтрофилы – содержат антибиотические белки, имеют рецепторы хемотаксиса, поэтому мигрируют к месту воспаления;
эозинофилы – участвуют в фагоцитозе, отвечают за обезвреживание гельминтов;
базофилы – отвечают за аллергическую реакцию в ответ на раздражители;
моноциты – специальные клетки, которые превращаются в разные виды макрофагов (костной ткани, легких, печени и т.д.), обладают множеством функций, в т.ч. фагоцитоз, активизация комплимента, регулирование процесса воспаления.

Стимуляторы клеток врожденного иммунитета

Последние исследования ВОЗ показывают, что почти у половины населения планеты важные иммунные клетки – натуральные киллеры, находятся в дефиците. Из-за этого люди чаще подвержены инфекционным, онкологическим заболеваниям. Однако есть специальные вещества, которые стимулируют активность киллеров, к ним относятся:

иммуномодуляторы;
адаптогены (общеукрепляющие вещества);
трансферфакторные белки (ТБ).

Наибольшей эффективностью обладают ТБ, стимуляторы клеток врожденного иммунитета данного вида были обнаружены в молозиве и яичном желтке. Данные стимуляторы широко используют в медицине, их научились выделять из естественных источников, поэтому трансферфакторные белки сейчас находятся в свободном доступе в виде медицинских препаратов. Их механизм действия направлен на восстановление повреждений в системе ДНК, налаживание иммунных процессов видовой особенности человека.

Видео: врожденный иммунитет

Врожденный иммунитет. Материнский подарок

Внимание! Информация, представленная в статье, носит ознакомительный характер. Материалы статьи не призывают к самостоятельному лечению. Только квалифицированный врач может поставить диагноз и дать рекомендации по лечению, исходя из индивидуальных особенностей конкретного пациента.

Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!

Источник

Екатерина Умнякова

Друзья, продолжаем делиться с вами материалами лектора «Зануды», научного сотрудника и аспиранта Института экспериментальной медицины Екатерины Умняковой. В своём блоге Екатерина рассказывает об иммунитете. Сегодня — об основных типах клеток врождённого иммунитета, их отличительных чертах и функциях.

Мы уже успели обсудить то, что и у врождённого, и у приобретённого иммунитета есть собственные клетки и молекулы. Именно им принадлежит функция поддержания постоянства состава внутренней среды. Иначе говоря, при вторжении патогена — «чужого» или при появлении изменённого «своего» — запускаются механизмы ликвидации угрозы со стороны этих явлений.

Клетки иммунитета образуются в наших иммунных органах. Эти клетки помимо того, что могут контактировать с источником заболевания или инфекции (инфицирующим агентом) и непосредственно уничтожать угрозу, выделяют молекулы иммунитета, которые также осуществляют защитные функции. Но о них чуть позже.

Поговорим о клетках врожденного иммунитета. Эти клетки являются различными видами белых кровяных телец — лейкоцитов — и образуются в красном костном мозге. Соответственно, их предшественник — стволовая клетка крови.

Клеточное звено врождённого иммунитета включает следующие типы клеток:

нейтрофилы (50—70% от общего числа лейкоцитов);
большие гранулярные лимфоциты — натуральные киллеры (20—35%);
моноциты/макрофаги (3—7%);
эозинофилы (1—3%);
базофилы (0—1%).

Клетки одного и того же типа имеют одинаковый набор рецепторов, которые распознают патогены. Эти рецепторы закодированы в нашей ДНК, неизменны в течение жизни.

Они распознают болезнетворные организмы по структурам жизненно важных для микробов молекул, которые не могут быть изменены в результате одной мутации (т. е. по каким-то весьма консервативным и определённым паттернам). Затем клетки врождённого иммунитета запускают механизмы уничтожения угрозы со стороны патогенов, а также одновременно активируют приобретённый иммунный ответ. Сначала в течение нескольких дней запускаются механизмы врождённого иммунитета, а после уже начинает работать приобретённый иммунитет.

Наиболее многочисленными и важными клетками являются нейтрофилы и макрофаги. Эти способные к фагоцитозу клетки (др. греч. φαγεῖν «пожирать» + κύτος «клетка», т. е. клетки, «поедающие» и «переваривающие» твёрдые частицы) используют одни и те же механизмы уничтожения чужого. Ниже представлены видеофрагмент, на которомхможно увидеть процесс захвата бактерий фагоцитами.

<br />

Нейтрофилы живут около суток, активируются при остром воспалении и уничтожают только бактерии с использованием активных форм кислорода, а также с помощью антимикробных белков и пептидов, которые содержатся в гранулах. Эти клетки широко представлены в циркуляции. Более того, они очень мобильны и, как правило, первыми реагируют на вторжение патогена. На рисунке ниже представлены отличительные черты этих клеток.

В отличие от нейтрофилов, макрофаги живут недели, действуют при хроническом воспалении. Они способны атаковать многие микроорганизмы, не только бактерии. Более того, макрофаги способны «показывать» клеткам приобретённого иммунитета участки молекул патогена (презентируют антиген). Эти клетки выделяют множество сигнальных молекул для клеток приобрётенного иммунитета, то есть они являются важнейшими регуляторами как врождённого, так и приобретённого иммунного ответа. Основные черты этих клеток — на рисунке ниже.

Мы рассмотрели два основных типа клеток, однако есть и другие клетки, участвующие в реакциях врождённого иммунитета: эозинофилы, базофилыи натуральные киллеры. Основной вклад этих клеток в том, что они борются с вторжением простейших паразитов и паразитических червей, мобилизуют другие иммунные клетки, а также предотвращают распространение в организме вирусов.

Таким образом, клетки врождённого иммунитета обеспечивают первую линию обороны иммунной системы, которая включает механизмы быстрой стереотипной защиты. Решительные действия со стороны клеток врождённого иммунитета предотвращают развитие инфекции в организме, однако у патогенов есть различные способы обойти этот иммунный ответ с помощью различных уловок. Но обо всем этом вы, дорогой читатель, узнаете позже.

Не болейте, укрепляйте свой врождённый и приобретённый иммунитет!

Источник