Urođeni imunski sistem

Urođeni imunski sistem brani domaćina od infekcija. Uključuje ćelije koje odmah prepoznaju i reagiraju na patogene (mikrobe). Urođeni odgovor imunskog sistema nije specifičan: reagira na isti način na sve patogene koje prepozna.

Za razliku od adaptivnog imunskog sistema, urođeni sistem ne daje dugotrajni imunitet protiv specifičnih infekcija.^[1]

Urođeni imunski sistemi pružaju neposrednu odbranu od infekcija, a nalaze se cijelom biljnom i životinjskom svijetu.^[2] Urođeni sistem, evolucijski je starija odbrambena strategija. To je glavni imunski sistem koji se nalazi u biljkama, gljivama, insektima i u primitivnim višećelijskim organizmima.^[2] Ovaj sistem nije prilagodljiv i ne mijenja se tokom životnog vijeka jedinke.

Urođeni imunski sistem kičmenjaka:

Djeluje kao fizička i hemijska barijera zaraznim uzročnicima. Ako to ne uspije, onda:
Dobija imunske ćelije (poput prirodnih ćelija ubica) na infekciju stvarajući citokine ;
Pokreće "kaskadu komplementa" za prepoznavanje bakterija, aktiviranje ćelija i uklanjanje mrtvih ćelija;
Bijela krvna zrnca identificiraju i uklanjaju strane tvari prisutne u organima, tkivima, krvi i limfi;
Aktivira adaptivni imunski sistem u procesu poznatom kao "prezentacija antigena".

Anatomske barijere

Urođeni imunski sistem uključuje kožu. Vanjski slojevi kože nazivaju se "epitelni". Ćelije epitela tvore voštanu fizičku barijeru koja ne štiti od većine zaraznih uzročnika. Ove ćelije su prva linija odbrane urođenog imunološkog sistema protiv invazivnih mikroorganizama.^[3] Stare ćelije kože otpadaju, a to pomaže uklanjanju bakterija koje su se zalijepile na koži.^[3]

Koža se nastavlja iznutra u sluznice crijeva i pluća. U crijevima ili plućima, kretanje peristaltikom ili cilijama pomaže u uklanjanju uzročnika zaraze. Zarazne agensse također, hvata i sluz. U crijevima, crijevna flora može spriječiti patogene bakterije izlučivanjem otrovnih tvari ili nadmetanjem s patogenim bakterijama za hranjive tvari ili pričvršćivanjem na ćelijske površine.^[3]

Sredstva za ispiranje suza i sline pomažu u sprečavanju infekcije očiju i usta.^[3]

Upala

Upala je jedan od prvih odgovora imunskog sistema na patogene ili strane supstance koje pređu anatomske barijere.

Upala se stimulira hemijskim faktorima koje otpuštaju ozlijeđene ćelije. Postavlja fizičku barijeru protiv širenja infekcije, te podstiče zarastanje oštećenog tkiva nakon uklanjanja patogena.^[4] Hemijski faktori nastali tokom upale privlače fagocite, posebno neutrofile.^[4] Neutrofili tada postaju okidač za aktivirenje ostalih dijelova imunskog sistema.^[5]

Komplementni sistem

Komplementni sistem je biohemijska kaskada imunskog sistema koji pomaže antitijelima da očiste patogene ili ih označe za uništenje putem drugih ćelija. Kaskada se sastoji od mnogo proteina plazme koji su proizvedeni u jetri. Proteini zajedno djeluju na:

pokretanje aktivacije upalnih ćelija;
označavanje patogena za uništavanje premazivanjem njihove površine;
razbijanje plazmamembrane zaražene ćelije, uzrokujući citolizu inficirane ćelije i smrt patogena;
oslobađanje tijela od neutraliziranog kompleksa antigen-antitelo.

Elementi kaskade komplementa mogu se naći u mnogim vrstama kičmenjaka, uključući sisare, ptice, ribe i neke vrste beskičmenjaka.^[6]

Ćelije urođenog imunskog odgovora

Normalna cirkulirajuća krv čovjeka pod skenirajućim elektronskim mikroskopom
Mogu se vidjeti crvena krvna zrnca, nekoliko bijelih krvnih zrnaca, uključujući ćelije adaptivnog imunskog sistema ( limfocite), monocite, neutrofile i mnoge male diskoide (u obliku tanjira).

Sva bijela krvna zrnca (WBC) poznata su kao leukociti. Leukociti se razlikuju od ostalih tjelesnih ćelija po tome što djeluju poput neovisnih jednoćelijskih organizama. Mogu se slobodno kretati i hvatati krhotine ćelija, strane čestice ili napadati mikroorganizme. Proizvode se formiranjem krvnih matičnih ćelija u koštanoj srži.^[1] Urođeni leukociti uključuju svoje forme, kao što su:

prirodna ćelija ubica,
mastociti,
eozinofili,
bazofili; i
fagocitne ćelije, uključujući makrofage, neutrofile i dendritske ćelije. Oni identificiraju i eliminiraju patogene koji uzrokuju infekciju.^[7]

Mastociti

Mastociti su vrsta urođenih imunskih ćelija u vezivnom tkivu i sluznicama. Blisko su povezani sa odbranom protiv patogena i zarastanjem rana. Također su često povezani sa alergijama i anafilaksama.^[4] Kada se aktiviraju, mastociti brzo otpuštaju karakteristične granule, bogate histaminom i heparinom, zajedno s različitim hormonskim mediatorima i hemotaktnim citokinima iz okoliša. Histamin širi krvne žile, uzrokujući znakove upale i aktivira neutrofile i makrofage.^[4]

Fagociti

Riječ "fagocit" doslovno znači "ćelija koja jede". To su imunske ćelije koje zahvataju, tj. fagocitiraju, patogene ili neke druge čestice. Da bi zahvatio česticu ili patogen, fagocit proširuje dijelove svoje plazmamembrane, obavijajućije oko čestice dok je ne zamota (tj. čestica je tada unutar ćelije). Jednom unutar ćelije invazivni patogen se nalazi unutar jednog endosoma koji se stapa s lizosomom,^[7] koji sadrži enzime i kiseline koje ubijaju i probavljaju česticu ili organizam . Fagociti općenito patroliraju tijelom tražeći patogene, ali također su u stanju reagirati na skupinu visoko specijaliziranih molekulskih signala koje proizvode druge ćelije, nazvane citokini.

Fagocitne ćelije imunskog sistema uključuju makrofage, neutrofile i dendritske ćelije . Fagocitoza vlastitih ćelija domaćina je uobičajena kao dio redovnog razvoja i održavanja tkiva. Kad ćelije domaćina uginu, fagocitne ćelije ih uklanjaju s pogođenog mjesta.^[1] Uklanjanjem mrtvih ćelija, fagocitoza je važan dio procesa ozdravljenja.

Makrofagi

Makrofag

Makrofagi su veliki fagocitni leukociti. Oni se mogu kretati po ćelijskoj membrani žila kapilara i ići između ćelija kako bi lovili invazivne patogene. Makrofagi su najefikasniji fagociti i mogu fagocitozirati znatan broj bakterija ili drugih ćelija ili mikroba.^[7] Vezanje bakterijskih molekula na receptore na površini makrofaga, pokreće ga da proključa i uništi bakterije. Patogeni takođe stimuliraju makrofag na proizvodnju hemokina koji pozivaju ostale ćelije na mjesto infekcije.^[7]

Neutrofili

Neutrofil

Neutrofili i dvije druge vrste ćelija (eozinofili i bazofili) poznati su kao granulociti (jer u zrnastoj citoplazmi imaju granule) ili polimorfonuklearne ćelije (PMN) zbog svog karakterističnog režnjevitog jedra. Neutrofilne granule sadrže različite otrovne tvari koje ubijaju ili inhibiraju rast bakterija i gljivica. Glavni proizvodi neutrofila su snažni oksidanti. Oni uključuju vodik-peroksid, slobodne radikale kisika i hipohlorit. Neutrofili su najzastupljeniji tip fagocita, sa 50 do 60% ukupnih cirkulirajućih leukocita. Obično su prve ćelije koje stignu na mesto infekcije.^[4] Koštana srž normalne zdrave odrasle osobe proizvodi više od 100 milijardi neutrofila dnevno, više od 10 puta nego mnogi dnevno tokom akutne upale.^[4]

Dendritske ćelije

Dendritske ćelije (DC) su fagocitne ćelije prisutne u tkivima koja su u kontaktu s vanjskim okruženjem, uglavnom koža (gdje se često nazivaju Langerhansove ćelije) i unutrašnjim sluznicama: nos, pluća, želudac i crijeva.^[1] Dendritske ćelije su vrlo važne u procesu prezentacije antigena, i služe kao veza između urođenog i adaptivnog imunskog sistema.

Bazosili I eozinofili

Eozinofil

Bazofil i eozinofil su ćelije povezane sa neutrofilima (vidi gore). Kada se aktiviraju susretom s patogenima, bazofili koji oslobađaju histamin važni su u obrani protiv parazita i imaju ulogu u alergijskim reakcijama (poput astme).^[7] Kada se aktiviraju, eozinofili izdvajaju niz visoko toksičnih proteina i slobodnih radikala koji ubijaju bakterije i parazite. Iste hemikalije također uzrokuju oštećenja tkiva tokom alergijskih reakcija. Aktivacija i oslobađanje toksina iz eozinofila je stoga čvrsto regulirano kako bi se spriječilo neprimjereno uništavanje tkiva.^[4]

Prirodne ćelije-ubice

Prirodna ćelija-ubica ili NK-ćelije dio su urođenog imunskog sistema koji ne napada direktno invadirajuće mikrobe. Umjesto toga, NK-ćelije uništavaju kompromitirane ćelije domaćina, poput ćelijaa tumora ili onih zaraženih virusom. Prepoznaje takve ćelije po stanju poznatom kao "nestalo ja". Ovaj izraz opisuje ćelije sa niskim nivoom markera ćelijske površine zvane MHC I (glavni kompleks histokompatibilnosti). To se može dogoditi kod virusnih infekcija ćelija domaćina.^[6] Nazvane su "prirodnim ubicama" jer im nije potrebna aktivacija da bi ubili ćelije koje su "samonedostajuće".

Imunski sistem beskičmenjaka

Antimikrobni peptidi

Razne strukture antimikrobnih peptida

Antimikrobni peptidi ili peptid odbrane domaćina su dio urođenog imunskog odgovora. Nalaze se među svim klasama života. Ovi peptidi su snažni antibiotik širokog spektra. Ubijaju i gram negativne i gram pozitivne bakterije, mikobakterije (uključujući Mycobacterium tuberculosis), kapsulirane viruse, gljivice, pa čak i transformirane ili kancerske ćelije.^[8]

Hrana od morske ribe ima visoku razinu antimikrobnih spojeva. Ispitivanje sa živom ribom pokazalo je da peptidi iz ribe koji se koriste u namirnicama i sastojcima za prehranu djeluju dobro.^[9]

Također pogledajte

Reference

^ ^a ^b ^c ^d Alberts, Bruce; et al. (2002). Molecular biology of the cell. 4th ed. New York and London: Garland Science. ISBN 978-0-8153-3218-3. Arhivirano s originala, 17. 8. 2006. Pristupljeno 3. 1. 2020. Eksplicitna upotreba et al. u: |first= (pomoć)CS1 održavanje: nepreporučeni parametar (link)
^ ^a ^b Janeway, Charles A. 2001. Evolution of the innate immune system. In Janeway, Charles; Paul Travers, Mark Walport, and Mark Shlomchik. Immunobiology, p598. 5th ed, New York and London: Garland Science. ISBN 978-0-8153-4101-7
^ ^a ^b ^c ^d Gene Mayer. Immunology section of Microbiology and Immunology on-line. University of South Carolina Innate or non-specific immunity|url=https://www.webcitation.org/619aTNQpW%7Cdate^{[mrtav link]} =2011-08-23}}
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Stvrtinová, Viera; Ján Jakubovský and Ivan Hulín (1995). Inflammation and fever; from Pathophysiology: principles of disease. Computing Centre, Slovak Academy of Sciences: Academic Electronic Press.
^ Lotze M.T. & Tracey K.J. 2005. High-mobility group box 1 protein (HMGB1): nuclear weapon in the immune arsenal. Nature Reviews Immunology 5’’’ (4) 331-342. [1]
^ ^a ^b Janeway C.A. Jr. et al 2005. Immunobiology. 6th ed, Garland Science. ISBN 978-0-443-07310-6
^ ^a ^b ^c ^d ^e Janeway, Charles et al 2001. Immunobiology. 5th ed, Garland Science. New York and London. ISBN 978-0-8153-4101-7
^ Reddy K.V. Yedery R.D. Aranha C. (2004). "Antimicrobial peptides: premises and promises". International Journal of Antimicrobial Agents. 24 (6): 536–547. doi:10.1016/j.ijantimicag.2004.09.005. PMID 15555874.
^ Hancock, R. E. W.; Iwama, G. K.; Ackerman, P. A.; Devlin, R. H.; Patrzykat, A.; Jia, X. (1. 5. 2000). "Antimicrobial Peptides Protect Coho Salmon fromVibrio anguillarum Infections". Appl. Environ. Microbiol. 66 (5): 1928–1932. doi:10.1128/AEM.66.5.1928-1932.2000. PMID 10788362. Arhivirano s originala, 13. 2. 2021. Pristupljeno 3. 1. 2020 – preko aem.asm.org.

Vanjski linkovi

Commons logo

Commons ima datoteke na temu: Urođeni imunski sistem

[Alberts-1] Alberts, Bruce; et al. (2002). Molecular biology of the cell. 4th ed. New York and London: Garland Science. ISBN 978-0-8153-3218-3. Arhivirano s originala, 17. 8. 2006. Pristupljeno 3. 1. 2020. Eksplicitna upotreba et al. u: |first= (pomoć)CS1 održavanje: nepreporučeni parametar (link)

[innate-2] Janeway, Charles A. 2001. Evolution of the innate immune system. In Janeway, Charles; Paul Travers, Mark Walport, and Mark Shlomchik. Immunobiology, p598. 5th ed, New York and London: Garland Science. ISBN 978-0-8153-4101-7

[Mayer-3] Gene Mayer. Immunology section of Microbiology and Immunology on-line. University of South Carolina Innate or non-specific immunity|url=https://www.webcitation.org/619aTNQpW%7Cdate^{[mrtav link]} =2011-08-23}}

[IandF-4] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Stvrtinová, Viera; Ján Jakubovský and Ivan Hulín (1995). Inflammation and fever; from Pathophysiology: principles of disease. Computing Centre, Slovak Academy of Sciences: Academic Electronic Press.

[5] Lotze M.T. & Tracey K.J. 2005. High-mobility group box 1 protein (HMGB1): nuclear weapon in the immune arsenal. Nature Reviews Immunology 5’’’ (4) 331-342. [1]

[Janeway6-6] Janeway C.A. Jr. et al 2005. Immunobiology. 6th ed, Garland Science. ISBN 978-0-443-07310-6

[Janeway-7] Janeway, Charles et al 2001. Immunobiology. 5th ed, Garland Science. New York and London. ISBN 978-0-8153-4101-7

[pmid15555874-8] Reddy K.V. Yedery R.D. Aranha C. (2004). "Antimicrobial peptides: premises and promises". International Journal of Antimicrobial Agents. 24 (6): 536–547. doi:10.1016/j.ijantimicag.2004.09.005. PMID 15555874.

[9] Hancock, R. E. W.; Iwama, G. K.; Ackerman, P. A.; Devlin, R. H.; Patrzykat, A.; Jia, X. (1. 5. 2000). "Antimicrobial Peptides Protect Coho Salmon fromVibrio anguillarum Infections". Appl. Environ. Microbiol. 66 (5): 1928–1932. doi:10.1128/AEM.66.5.1928-1932.2000. PMID 10788362. Arhivirano s originala, 13. 2. 2021. Pristupljeno 3. 1. 2020 – preko aem.asm.org.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]