Sistemul imunitar înnăscut | apără gazda de infecții

Bariere anatomice

Sistemul imunitar înnăscut include pielea. Straturile exterioare ale pielii se numesc "epiteliale". Celulele epiteliale formează o barieră fizică ceroasă care ține la distanță majoritatea agenților infecțioși. Aceste celule reprezintă prima linie de apărare a sistemului imunitar înnăscut împotriva organismelor invadatoare.

Celulele vechi ale pielii cad, iar acest lucru ajută la eliminarea bacteriilor care s-au lipit de piele.

Pielea continuă la nivel intern ca și căptușeală a intestinului și a plămânilor. În intestine sau plămâni, mișcarea prin peristaltism sau cili ajută la eliminarea agenților infecțioși. De asemenea, mucusul captează agenții infecțioși. În intestine, flora intestinală poate împiedica bacteriile patogene prin secreția de substanțe toxice sau prin competiția cu bacteriile patogene pentru nutrienți sau pentru atașarea la suprafețele celulare.

Acțiunea de spălare a lacrimilor și a salivei ajută la prevenirea infecției ochilor și a gurii.

 

Inflamație

Inflamația este unul dintre primele răspunsuri ale sistemului imunitar la agenții patogeni sau la substanțele străine care trec de barierele anatomice.

Inflamația este stimulată de factori chimici eliberați de celulele lezate. Aceasta creează o barieră fizică împotriva răspândirii infecției și promovează vindecarea țesutului afectat după eliminarea agenților patogeni.

Factorii chimici produși în timpul inflamației atrag fagocitele, în special neutrofilele. Neutrofilele declanșează apoi alte părți ale sistemului imunitar.

 

Sistemul de complement

Sistemul complementului este o cascadă biochimică a sistemului imunitar care ajută anticorpii să elimine agenții patogeni sau să îi marcheze pentru a fi distruși de alte celule.

Cascada este compusă din multe proteine plasmatice, care sunt fabricate în ficat. Proteinele lucrează împreună pentru a:

• declanșează recrutarea de celule inflamatorii.
• marchează agenții patogeni în vederea distrugerii prin acoperirea suprafeței acestora.
• perturbă membrana plasmatică a unei celule infectate, provocând citoliza celulei infectate și moartea agentului patogen.
• debarasează organismul de complexele antigen-anticorp neutralizate.

Elemente ale cascadei complementului pot fi găsite la multe specii nemamifere, inclusiv la plante, păsări, pești și unele specii de nevertebrate.

 

Celule ale răspunsului imunitar înnăscut

Toate celulele albe din sânge (WBC) sunt cunoscute sub numele de leucocite. Leucocitele sunt diferite de alte celule din organism: ele funcționează ca organisme unicelulare independente. Ele se pot mișca liber și captează resturi celulare, particule străine sau microorganisme invadatoare. Ele sunt produse de celulele stem formatoare de sânge din măduva osoasă.

Leucocitele înnăscute includ: Celulele ucigașe naturale, mastocitele, eozinofilele, bazofilele; și celulele fagocitare, inclusiv macrofagele, neutrofilele și celulele dendritice. Acestea identifică și elimină agenții patogeni care provoacă infecții.

Mastocite

Mastocitele sunt un tip de celule imunitare înnăscute din țesutul conjunctiv și din membranele mucoase. Ele sunt strâns asociate cu apărarea împotriva agenților patogeni și cu vindecarea rănilor. De asemenea, sunt adesea asociate cu alergia și anafilaxia. Atunci când sunt activați, mastocitele eliberează rapid în mediul înconjurător granule caracteristice, bogate în histamină și heparină, împreună cu diverși mediatori hormonali și citokine chemotactice. Histamina dilată vasele de sânge, provocând semnele de inflamație, și recrutează neutrofile și macrofage.

Fagocite

Cuvântul "fagocit" înseamnă literalmente "celulă care mănâncă". Acestea sunt celule imunitare care înghit, adică fagocitează, agenți patogeni sau particule. Pentru a înghiți o particulă sau un agent patogen, un fagocit întinde porțiuni din membrana sa plasmatică, înfășurând membrana în jurul particulei până când aceasta este învelită (adică particula se află acum în interiorul celulei). Odată intrat în interiorul celulei, agentul patogen invadator este conținut într-un endosom care fuzionează cu un lizozom. Lisosomul conține enzime și acizi care ucid și digeră particula sau organismul. În general, fagocitele patrulează prin corp în căutarea agenților patogeni, dar sunt, de asemenea, capabile să reacționeze la un grup de semnale moleculare foarte specializate produse de alte celule, numite citokine. Celulele fagocitare ale sistemului imunitar includ macrofagele], neutrofilele și celulele dendritice.

Fagocitoza propriilor celule ale gazdei este obișnuită ca parte a dezvoltării și întreținerii obișnuite a țesuturilor. Atunci când celulele gazdei mor, celulele fagocitare le elimină de pe locul afectat. Prin eliminarea celulelor moarte, fagocitoza este o parte importantă a procesului de vindecare.

Macrofage

Macrofagele sunt leucocite fagocitare mari. Acestea se pot deplasa peste membrana celulară a vaselor capilare și pot trece printre celule pentru a vâna agenții patogeni invadatori. Macrofagele sunt cele mai eficiente fagocite și pot fagocita un număr substanțial de bacterii sau alte celule sau microbi. Legarea moleculelor bacteriene de receptorii de pe suprafața unui macrofag declanșează înghițirea și distrugerea bacteriilor. Agenții patogeni stimulează, de asemenea, macrofagul să producă chemokine, care cheamă alte celule la locul infecției.

Neutrofile

Neutrofilele și alte două tipuri de celule (eozinofile și bazofile) sunt cunoscute sub numele de granulocite (deoarece au granule în citoplasmă) sau celule polimorfonucleare (PMN) datorită nucleelor lor lobate distinctive.

Granulele neutrofile conțin o varietate de substanțe toxice care ucid sau inhibă dezvoltarea bacteriilor și ciupercilor. Principalele produse ale neutrofilei sunt agenți oxidanți puternici. Printre aceștia se numără peroxidul de hidrogen, radicalii liberi de oxigen și hipocloritul. Neutrofilele sunt cel mai abundent tip de fagocite, cu 50 până la 60% din totalul leucocitelor circulante. Ele sunt, de obicei, primele celule care ajung la locul unei infecții. Măduva osoasă a unui adult normal și sănătos produce peste 100 de miliarde de neutrofile pe zi și de peste 10 ori mai multe pe zi în timpul unei inflamații acute.

Celule dendritice

Celulele dendritice (DC) sunt celule fagocitare prezente în țesuturile care sunt în contact cu mediul extern, în special în piele (unde sunt adesea numite celule Langerhans) și în mucoasa internă a nasului, plămânilor, stomacului și intestinelor. Celulele dendritice sunt foarte importante în procesul de prezentare a antigenului și servesc ca o legătură între sistemul imunitar înnăscut și cel adaptativ.

Basofile și eozinofile

Basofilele și eozinofilele sunt celule înrudite cu neutrofilele (a se vedea mai sus). Atunci când sunt activate de întâlnirea cu un agent patogen, bazofilele care eliberează histamină sunt importante în apărarea împotriva paraziților și joacă un rol în reacțiile alergice (cum ar fi astmul). Atunci când sunt activate, eozinofilele secretă o serie de proteine foarte toxice și radicali liberi care ucid bacteriile și paraziții. Aceleași substanțe chimice provoacă, de asemenea, leziuni tisulare în timpul reacțiilor alergice. Activarea și eliberarea de toxine de către eozinofile este, prin urmare, strict reglementată pentru a preveni orice distrugere necorespunzătoare a țesuturilor.

Celule ucigașe naturale

Celulele ucigașe naturale, sau celulele NK, sunt o parte a sistemului imunitar înnăscut care nu atacă direct microbii invadatori. În schimb, celulele NK distrug celulele gazdă compromise, cum ar fi celulele tumorale sau celulele infectate cu virusuri. Acestea recunosc astfel de celule printr-o stare cunoscută sub numele de "missing self". Acest termen descrie celulele cu niveluri scăzute ale unui marker de suprafață celulară numit MHC I (complexul major de histocompatibilitate). Acest lucru poate apărea în cazul infecțiilor virale ale celulelor gazdă. Acestea au fost denumite "natural killer" deoarece nu necesită activare pentru a ucide celulele care sunt "missing self".

 
Un eozinofil  


Un neutrofil  


Un macrofag  


O imagine la microscopul electronic de scanare a sângelui uman normal în circulație. Se pot vedea globule roșii, mai multe globule albe noduroase, inclusiv limfocite, un monocit, un neutrofil și multe trombocite mici în formă de disc.  

Sisteme imunitare ale nevertebratelor

Peptide antimicrobiene

Peptidele antimicrobiene, sau peptidele de apărare a gazdei, fac parte din răspunsul imunitar înnăscut. Acestea se găsesc în toate clasele de viață. Aceste peptide sunt antibiotice puternice, cu spectru larg. Ele ucid atât bacteriile gram negative, cât și gram pozitive, micobacteriile (inclusiv Mycobacterium tuberculosis), virusurile învelite, ciupercile și chiar celulele transformate sau canceroase.

Sursele de pește marin au niveluri ridicate de compuși antimicrobieni. Testele efectuate pe pești vii au arătat că peptidele de pește utilizate în ingredientele pentru alimente/ furaje au funcționat bine.

 
Diverse structuri de peptide antimicrobiene