Vrozený imunitní systém

Anatomické bariéry

Vrozený imunitní systém zahrnuje i kůži. Vnější vrstvy kůže se nazývají "epitelové". Epitelové buňky tvoří voskovou fyzikální bariéru, která brání průniku většiny infekčních agens. Tyto buňky jsou první linií obrany vrozeného imunitního systému proti napadajícím organismům.

Staré kožní buňky odpadnou, což pomůže odstranit bakterie, které se na kůži přilepily.

Kůže pokračuje vnitřně jako výstelka střev a plic. Ve střevech nebo plicích pomáhá pohyb peristaltikou nebo řasinkami odstraňovat infekční agens. Také hlen zachycuje infekční agens. Ve střevech může střevní flóra bránit patogenním bakteriím vylučováním toxických látek nebo soupeřením s patogenními bakteriemi o živiny nebo o přichycení na povrch buněk.

Vyplachování slzami a slinami pomáhá předcházet infekci očí a úst.

Zánět

Zánět je jednou z prvních reakcí imunitního systému na patogeny nebo cizorodé látky, které se dostanou přes anatomické bariéry.

Zánět je stimulován chemickými faktory uvolňovanými poškozenými buňkami. Vytváří fyzickou bariéru proti šíření infekce a podporuje hojení poškozené tkáně po odstranění patogenů.

Chemické faktory vznikající během zánětu přitahují fagocyty, zejména neutrofily. Neutrofily pak spouštějí další části imunitního systému.

Doplňkový systém

Komplementový systém je biochemická kaskáda imunitního systému, která pomáhá protilátkám odstraňovat patogeny nebo je označovat pro zničení jinými buňkami.

Kaskáda se skládá z mnoha plazmatických proteinů, které se vytvářejí v játrech. Tyto bílkoviny spolupracují na:

• vyvolat nábor zánětlivých buněk.
• označují patogeny, které se ničí potažením jejich povrchu.
• narušit plazmatickou membránu infikované buňky, což způsobí cytolýzu infikované buňky a smrt patogenu.
• zbavit tělo neutralizovaných komplexů antigen-protilátka.

Prvky komplementové kaskády se vyskytují u mnoha druhů, které nejsou savci, včetně rostlin, ptáků, ryb a některých druhů bezobratlých.

Buňky vrozené imunitní odpovědi

Všechny bílé krvinky (WBC) se nazývají leukocyty. Leukocyty se liší od ostatních buněk těla: fungují jako samostatné jednobuněčné organismy. Mohou se volně pohybovat a zachycovat zbytky buněk, cizorodé částice nebo napadající mikroorganismy. Jsou produkovány krvetvornými kmenovými buňkami v kostní dřeni.

Mezi vrozené leukocyty patří: Přirozené zabíječe, žírné buňky, eozinofily, bazofily a fagocytující buňky včetně makrofágů, neutrofilů a dendritických buněk. Identifikují a likvidují patogeny, které způsobují infekci.

Žírné buňky

Žírné buňky jsou typem buněk vrozené imunity v pojivové tkáni a sliznicích. Jsou úzce spojeny s obranou proti patogenům a hojením ran. Jsou také často spojovány s alergií a anafylaxí. Při aktivaci žírné buňky rychle uvolňují do prostředí charakteristická granula bohatá na histamin a heparin spolu s různými hormonálními mediátory a chemotaktickými cytokiny. Histamin rozšiřuje cévy, což způsobuje příznaky zánětu, a rekrutuje neutrofily a makrofágy.

Fagocyty

Slovo "fagocyt" znamená doslova "požírající buňka". Jedná se o imunitní buňky, které pohlcují, tj. fagocytují, patogeny nebo částice. Fagocyt pohltí částici nebo patogen tak, že roztáhne části své plazmatické membrány a obalí ji kolem částice, dokud ji neobklopí (tj. částice je nyní uvnitř buňky). Jakmile je patogen uvnitř buňky, je invazivní patogen obsažen v endozomu, který se spojí s lyzozomem. Lyzozom obsahuje enzymy a kyseliny, které částici nebo organismus usmrtí a stráví. Fagocyty obecně hlídkují v těle a hledají patogeny, ale jsou také schopny reagovat na skupinu vysoce specializovaných molekulárních signálů produkovaných jinými buňkami, které se nazývají cytokiny. Mezi fagocytující buňky imunitního systému patří makrofágy], neutrofily a dendritické buňky.

Fagocytóza vlastních buněk hostitele je běžnou součástí pravidelného vývoje a údržby tkání. Když hostitelské buňky odumřou, fagocytující buňky je z postiženého místa odstraní. Odstraněním odumřelých buněk je fagocytóza důležitou součástí procesu hojení.

Makrofágy

Makrofágy jsou velké fagocytující leukocyty. Mohou se pohybovat přes buněčnou membránu kapilárních cév a procházet mezi buňkami, aby ulovily napadající patogeny. Makrofágy jsou nejúčinnější fagocyty a mohou fagocytovat značné množství bakterií nebo jiných buněk či mikrobů. Vazba bakteriálních molekul na receptory na povrchu makrofágu vyvolá jeho pohlcení a zničení bakterie. Patogeny také stimulují makrofágy k produkci chemokinů, které přivolávají další buňky do místa infekce.

Neutrofily

Neutrofily a dva další typy buněk (eozinofily a bazofily) se díky svým charakteristickým laločnatým jádrům nazývají granulocyty (protože mají v cytoplazmě granula) nebo polymorfonukleární buňky (PMN).

Granule neutrofilů obsahují řadu toxických látek, které ničí nebo potlačují růst bakterií a plísní. Hlavními produkty neutrofilů jsou silné oxidační látky. Patří mezi ně peroxid vodíku, volné kyslíkové radikály a chlornan. Neutrofily jsou nejpočetnějším typem fagocytů, tvoří 50 až 60 % všech cirkulujících leukocytů. Obvykle jsou prvními buňkami, které dorazí na místo infekce. Kostní dřeň normálního zdravého dospělého člověka produkuje více než 100 miliard neutrofilů denně a více než desetkrát tolik denně během akutního zánětu.

Dendritické buňky

Dendritické buňky (DC) jsou fagocytující buňky přítomné ve tkáních, které jsou v kontaktu s vnějším prostředím, zejména v kůži (kde se často nazývají Langerhansovy buňky) a ve vnitřní sliznici nosu, plic, žaludku a střev. Dendritické buňky jsou velmi důležité v procesu prezentace antigenu a slouží jako spojovací článek mezi vrozeným a adaptivním imunitním systémem.

Bazofily a eozinofily

Bazofily a eozinofily jsou buňky příbuzné neutrofilům (viz výše). Bazofily uvolňující histamin jsou při aktivaci v důsledku setkání s patogenem důležité pro obranu proti parazitům a hrají roli při alergických reakcích (např. astmatu). Když jsou aktivovány, vylučují eozinofily řadu vysoce toxických proteinů a volných radikálů, které zabíjejí bakterie a parazity. Stejné chemické látky také způsobují poškození tkání při alergických reakcích. Aktivace a uvolňování toxinů eozinofily jsou proto přísně regulovány, aby se zabránilo nepřiměřenému ničení tkání.

Přirozené zabíječské buňky

Přirozené zabíječské buňky (NK buňky) jsou součástí vrozeného imunitního systému, který přímo nenapadá napadené mikroby. Místo toho NK buňky ničí ohrožené hostitelské buňky, jako jsou nádorové buňky nebo buňky infikované virem. Takové buňky rozpoznává podle stavu známého jako "chybějící já". Tento termín označuje buňky s nízkou hladinou povrchového buněčného markeru zvaného MHC I (major histocompatibility complex). K tomu může dojít při virových infekcích hostitelských buněk. Název "přirozený zabíječ" dostaly proto, že k usmrcení buněk, které "chybí self", nevyžadují aktivaci.

Snímek normální cirkulující lidské krve ze skenovacího elektronového mikroskopu. Jsou vidět červené krvinky, několik bílých krvinek ve tvaru knoflíku včetně lymfocytů, monocyt, neutrofil a mnoho malých destiček ve tvaru disku.


Makrofág


Neutrofil


Eozinofilní

Imunitní systémy bezobratlých

Antimikrobiální peptidy

Antimikrobiální peptidy neboli peptidy obrany hostitele jsou součástí vrozené imunitní odpovědi. Vyskytují se ve všech třídách života. Tyto peptidy jsou silná širokospektrá antibiotika. Zabíjejí gramnegativní i grampozitivní bakterie, mykobakterie (včetně Mycobacterium tuberculosis), obalené viry, plísně a dokonce i transformované nebo rakovinné buňky.

Zdroje mořských ryb obsahují vysoké množství antimikrobiálních látek. Testy s živými rybami ukázaly, že rybí peptidy používané v krmivech/krmných složkách fungují dobře.

Různé struktury antimikrobiálních peptidů