Вроденият имунитет

 

Всеки ден човек се среща с множество потенциални заболявания, причинявани от патогени като бактерии и вируси. Въпреки това, голяма част от хората не се разболяват, защото имунната система на човека се активира и поддържа здравословното състояние на организма.

Имунната система е комплексен механизъм от биологични структури и процеси, които предпазват нашия организъм от болести. Ролята ѝ е да разпознава и защитава тялото от потенциални атаки на инфекциозни агенти, различни паразити, гъби, бактерии или вируси, познати още като патогени. Имунният отговор се активира, когато бъдат идентифицирани чужди и/или вредни вещества. Тялото разпознава чуждия агент (вирус, бактерия или паразит) и предприема незабавни действия.

Имунната система може да се раздели на обособени подсистеми, като най-разпространеното делене е на вроден и придобит имунитет.

Вроденият имунитет се формира по време на ембрионалното развитие. Той се обуславя от: генетичните особености на систематичната група, генетичните особености на отделните индивиди и имунитета на майчиния организъм.

За да бъде ефективна, имунната система трябва да може да идентифицира кои частици са чужди и кои са част от нашето тяло. Разпознаването на "свое" и "чуждо" стои в основата на имунитета.

“Свои клетки - това са частици като протеини и други молекули, които са част от нашето тяло или са произведени от него. Те могат да бъдат намерени циркулиращи в кръвта или прикрепени към различни тъкани. Липсата на реакция на имунната система към собствените частици се нарича толерантност.

„Чужди клетки - това са частици, които не са произведени от нашето тяло и се разпознават от имунната система като потенциално вредни. Могат да бъдат бактерии, вируси, паразити, полени, прах и токсични химикали. Те се разпознават от имунната система като чужди тела, които са инфекциозни или патогенни, тъй като произвеждат протеини, които позволяват на човешкото тяло да ги рапознае, че възнамеряват да причинят увреждане.

Антигените предизвикват имунен отговор. Те са като етикет с име за всеки патоген, който съобщава за присъствието си на нашата имунна система. Някои патогени са общи, докато други са много специфични. Общият антиген би обявил „Аз съм опасен“, докато специфичният антиген би обявил „Аз съм бактерия, която ще причини инфекция в стомашно-чревния ви тракт“ или „Аз съм грипният вирус“.

Цитокините са молекули, които се използват за клетъчно сигнализиране или комуникация от клетка към клетка. Цитокините могат да се използват за комуникация със съседни или отдалечени клетки за задействане на имунен отговор. Цитокините също се използват за задействане на клетъчен трафик или движение към определена област на тялото, в която е идентифицирана заплаха.

Хемокините са вид цитокини, които се освобождават от заразени клетки. Заразените клетки гостоприемници освобождават хемокини, за да инициират имунен отговор и да предупредят съседните клетки за заплахата.

Вроденият имунитет, това са защитни сили и средства, които се задействат веднага след срещата с патоген. Той се състои основно от бариери, които имат за цел да предпазят организма от вируси, бактерии, паразити и други чужди частици или да ограничат способността им да се движат в тялото.

Вроденият имунитет включва:

  • Физически бариери - кожата, лигавиците на стомашно-чревния тракт, респираторния тракт, назофаринкса и други.
  • Защитни механизми - отделяне на секрети от лигавиците (слуз - механизъм за улавяне на бактериите и дребни частици), секреция на жлъчка, солна киселина (част от стомашния сок), ензимите в слюнката, сълзите, потта.
  • Общи имунни отговори - възпаление, активиране на системата на комплемента, неспецифични клетъчни отговори. Възпалението активира имунните клетки на мястото на инфекцията, като увеличава притока на кръв и доставянето на голям брой клетки към областта. Системата на комплемента е част от имунния отговор, който има за цел да маркира патогените за унищожаване и да ги отстрани, посредством образуването на мембранен-атакуващ комплекс (МАК).

Вроденият имунитет винаги е общ, неспецифичен и генетично детерминиран, което означава, че всичко, което е разпознато като чуждо, се атакува от него.

Съществува голямо разнообразие от клетъчни типове, които участват в осъществяването на имунния отговор. Разпределението, което съществува за клетки на вродения и клетки на придобития имунитет, е твърде условно и се базира на ролята на отделните клетки в имунитета.

Клетките на вродения имунитет са:

  • фагоцити или фагоцитиращи клетки или т.нар."изяждащи клетки" - обуславят фагоцитозата. Фагоцитите циркулират в тялото, търсейки потенциални патогени, като бактерии и вируси, за да ги унищожат.
  • макрофаги - този тип клетки също притежават способността да фагоцитират. Те могат да напускат системното кръвообращение чрез преминаване през стените на капилярите. Тази способност на макрофагите им позволява да "ловуват" патогени. Освен това тези клетки освобождават цитокини, като по този начин сигнализират на други клетки за локализацията на патогените.
  • мастоцити - тези клетки се намират в лигавиците и в съедителната тъкан. Те са важна част от защитата от патогени чрез възпалителен отговор. При активирането на мастоцитите, от гранулите им се освобождават медиатори - хистамин и цитокини. Хистаминът причинява разширяване на кръвоносните съдове с цел увеличаване на кръвния поток към мястото на инфекцията и доставяне на клетки за имунния отговор. Цитокините, които се освобождават от мастоцитите, отново действат като "куриерска услуга" - предупреждават други клетки, като неутрофилни гранулоцити и макрофаги, да се придвижат към зоната на инфекцията и да бъдат нащрек за циркулиращи заплахи.
  • неутрофили - те също са фагоцитиращи клетки. Освен това са подтип на гранулоцитите. В цитоплазмата им се откриват множество гранули, чието съдържание е много токсично за патогенните гъби. В костният мозък могат да се образуват около 100 билиона милиарда нови неутрофили на ден. Неутрофилите са първите клетки в мястото на инфекцията.
  • еозинофили - вид гранулоцити. Най-важна роля имат в осъществяването на имунен отговор срещу вътреклетъчни паразити. Еозинофилните гранулоцити секретират токсични протеини и свободни радикали, които могат да унищожат тъканите по време на алергични реакции. Тези клетки съставляват около 1-6 % от всички левкоцити. Откриват се почти навсякъде в организма, включително в тимуса, гастроинтестиналния тракт, яйчниците, матката, слезката и лимфните възли.
  • базофили - тези клетки също са гранулоцити, които участват в имунния отговор срещу паразити. Базофилните гранулоцити притежават гранули, които съдържат хистамин, подобно на мастоцитите.
  • клетки естествени убийци (NK-клетки) - те атакуват инфектираните клетки с цел прекратяване разпространението на инфекцията.
  • дендритни клетки - те са антиген-презентиращи клетки, намират се в тъканите. Тяхната функция е връзката между вродения и придобития имунитет.

Системата на комплемента е съставена от около 30 белтъка, които участват в имунния отговор. Обикновено тя действа като част от вродения имунитет (хуморален фактор), но може да бъде и част от придобития. Тук отново проличава липсата на ясна граница между двата типа имунитет. С други думи би могло да се каже, че системата на комплемента представлява "мост" между вродения и придобития имунитет. Протеините, които я изграждат са неактивни когато циркулират в кръвта. Съществуват три пътя за активация на системата на комплемента - класически (от комплекса антиген-антитяло), алтернативен и лектинов път. След активирането се предизвиква каскада от реакции, които в крайна сметка водят до образуването на мембранen-атакуващ компекс (МАК), който пронизва клетъчната мембрана и води до осмотична смърт на клетката. Основните функции на системата на комплемента са: задействане на локален възпалителен процес, разрушаване на прицелни клетки, увеличаване на секрецията на антитела и засилване на имунната памет и улесняване на фагоцитозата.

Възпалението е един от първите отговори на имунната система срещу инфекция или дразнене. То се стимулира от химични фактори, освободени от увредените клетки и служи за създаване на физическа бариера срещу разпространението на инфекция и за насърчаване на зарастването, и възстановяването на повредената тъкан след премахването на патогените. Процесът на остро възпаление се инициира от клетки, на чиито мембрани се намират рецептори за разпознаване на секретирани от патогена молекули (PAMPs). По време на възпаление се произвеждат физиологично активни вещества, които се наричат медиатори на възпалението (хистамин, брадикинин, серотонин, левкотриени и простагландини). Освен това се сенсибилизират рецепторите за болка, задействат се други компоненти на имунната система, секретират се цитокини. Възпалителният отговор се характеризира с 5 основни симптома - болка, затопляне, зачервяване, подуване и загуба на функция.

Вроденият имунитет работи, за да се бори с патогените преди началото на активна инфекция. В някои случаи механизмите му не са достатъчни и патогенът е в състояние да използва вродения имунен отговор като път към клетките-гостоприемници. В такива ситуации вроденият имунитет започва съвместна работа с придобития, за да се намали тежестта на инфекцията и за да се бори с допълнителни нашественици.

Източници

Innate immunity, Khan Academy - https://www.khanacademy.org/test-prep/mcat/organ-systems/the-immune-system/a/innate-immunity

Nature Weekly Magazine - www.nature.com/articles/nrmicro2491

Science Alert - www.sciencealert.com/not-all-viruses-are-bad-for-you-here-are-some-that-can-have-a-protective-effect

Sciencedaily - https://www.sciencedaily.com/releases/2015/04/150430170750.htm