Die Abwehr gegen Mikroben wird durch die frühen Reaktionen der angeborenen Immunität und die späteren Reaktionen der adaptiven Immunität vermittelt. (Abbildung 1, 2; Tabelle 1)
Die angeborene Immunität (auch natürliche oder native Immunität genannt) bildet die frühe Verteidigungslinie gegen Mikroben. Es besteht aus zellulären und biochemischen Abwehrmechanismen, die bereits vor der Infektion vorhanden sind und bereit sind, schnell auf Infektionen zu reagieren., Die Mechanismen der angeborenen Immunität sind spezifisch für Strukturen, die Gruppen verwandter Mikroben gemeinsam sind und möglicherweise keine feinen Unterschiede zwischen Mikroben unterscheiden.
Die Hauptkomponenten der angeborenen Immunität sind:
(1) Physikalische und chemische Barrieren wie Epithel-und antimikrobielle Chemikalien, die an Epitheloberflächen produziert werden;
(2) Phagozytische Zellen (Neutrophile, Makrophagen), dendritische Zellen und natürliche Killerzellen(NK) und andere angeborene lymphatische Zellen;
(3) Blutproteine, einschließlich Mitglieder des Komplementsystems und anderer Entzündungsmediatoren.,
Adaptive Immunität (auch spezifische oder erworbene Immunität genannt) System erkennt und reagiert auf eine große Anzahl von mikrobiellen und nichtmikrobiellen Substanzen. Die bestimmenden Merkmale der adaptiven Immunität sind die Fähigkeit, verschiedene Substanzen, die als Spezifität bezeichnet werden, zu unterscheiden, und die Fähigkeit, stärker auf wiederholte Exposition gegenüber derselben Mikrobe, dem sogenannten Gedächtnis, zu reagieren. Die einzigartigen Komponenten der adaptiven Immunität sind Zellen, die Lymphozyten genannt werden, und ihre sekretierten Produkte, wie Antikörper., Fremdstoffe, die spezifische Immunantworten auslösen oder von Lymphozyten oder Antikörpern erkannt werden, werden Antigene genannt.
Abbildung 1. So wie die Resistenz gegen Krankheiten angeboren (angeboren) oder erworben sein kann, können die Mechanismen, die sie vermitteln, entsprechend in angeborene (linke) und adaptive (rechte) Mechanismen unterteilt werden, die jeweils aus zellulären (untere Hälfte) und humoralen Elementen bestehen (d. H. Frei in Serum oder Körperflüssigkeiten; obere Hälfte). Adaptive Mechanismen, die in jüngerer Zeit weiterentwickelt wurden, erfüllen viele ihrer Funktionen, indem sie mit den älteren angeborenen interagieren.,
Die angeborene Immunität wird aktiviert, wenn Zellen spezielle Rezeptorsätze (Mustererkennungsrezeptor, PRR) verwenden, um verschiedene Arten von Mikroorganismen (Bakterien, Viren usw.) zu erkennen.), die es geschafft haben, den Host zu durchdringen. Die Bindung an diese Rezeptoren aktiviert eine begrenzte Anzahl grundlegender mikrobieller Entsorgungsmechanismen, wie die Phagozytose von Bakterien durch Makrophagen und Neutrophile oder die Freisetzung antiviraler Interferone., Viele der Mechanismen, die an der angeborenen Immunität beteiligt sind, sind weitgehend dieselben wie diejenigen, die für die nichtspezifische Reaktion auf Gewebeschäden mit der Produktion von Entzündungen verantwortlich sind (vertuschen Sie den rechten Teil von Abbildung 1, um dies zu schätzen). Da die Art der angeborenen Immunantwort jedoch von der Art der Infektion abhängt, ist der Begriff „unspezifisch“, obwohl er oft als Synonym für „angeboren“ verwendet wird, nicht vollständig genau., Die adaptive Immunität basiert auf den besonderen Eigenschaften von Lymphozyten (T und B, unten rechts), die selektiv auf Tausende verschiedener Nicht-Selbst-Materialien oder „Antigene“ reagieren können, was zu einem spezifischen Gedächtnis und einem dauerhaft veränderten Reaktionsmuster führt – eine Anpassung an die eigene Umgebung des Tieres., Adaptive Mechanismen können selbst gegen bestimmte Antigene wirken (den linken Teil von Abbildung 1 verdecken), aber die meisten ihrer Wirkungen werden durch die Wechselwirkung von Antikörpern mit Komplement und den phagozytischen Zellen der angeborenen Immunität und von T-Zellen mit Makrophagen (gebrochene Linien) ausgeübt. Durch ihre Aktivierung dieser angeborenen Mechanismen rufen adaptive Reaktionen häufig akute oder chronische Entzündungen hervor; Wenn es zu einem Ärgernis wird, spricht man von Überempfindlichkeit.
Abbildung 2., Angeborene und adaptive Immunität Zeitlinie. Die Mechanismen der angeborenen Immunität bieten die anfängliche Abwehr gegen Infektionen. Adaptive Immunantworten entwickeln sich später und erfordern die Aktivierung von Lymphozyten. Die Kinetik der angeborenen und adaptiven Immunantworten sind Approximationen und können bei verschiedenen Infektionen variieren.
Angeborene und adaptive Immunantworten sind Bestandteile eines integrierten Systems der Wirtsabwehr, in dem zahlreiche Zellen und Moleküle kooperativ funktionieren. Die Mechanismen der angeborenen Immunität bieten eine effektive anfängliche Abwehr gegen Infektionen., Viele pathogene Mikroben haben sich jedoch entwickelt, um der angeborenen Immunität zu widerstehen, und ihre Beseitigung erfordert die stärkeren Mechanismen der adaptiven Immunität. Es gibt zahlreiche verbindungen zwischen dem angeborenen und adaptiven Immunsystem. Die angeborene Immunantwort auf Mikroben stimuliert adaptive Immunantworten und beeinflusst die Art der adaptiven Reaktionen. Umgekehrt wirken adaptive Immunantworten häufig, indem sie die Schutzmechanismen der angeborenen Immunität verbessern und sie in der Lage machen, pathogene Mikroben wirksam zu bekämpfen.
Tabelle 1.,moleküle
Glossar:
Interferone: Eine Familie von Proteinen, die von vielen Zellen als Reaktion auf eine Virusinfektion schnell produziert werden und die Replikation von Viren in der infizierten Zelle und ihren Nachbarn blockieren., Interferone spielen auch eine wichtige Rolle bei der Kommunikation zwischen Immunzellen.
Defensine: Antimikrobielle Peptide, besonders wichtig für den frühen Schutz der Lunge und des Verdauungstraktes gegen Bakterien.
Lysozym (Muramidase): Ein Enzym, das von Makrophagen sezerniert wird und die Zellwand einiger Bakterien angreift.
Komplement: Eine Gruppe von Proteinen, die im Serum vorhanden sind und bei Aktivierung weit verbreitete entzündliche Wirkungen sowie eine Lyse von Bakterien usw. hervorrufen. Einige Bakterien aktivieren Komplement direkt, während andere dies nur mit Hilfe von Antikörpern tun.,
Lyse: Irreversible Leckage von Zellinhalt nach Membranschäden. Im Falle eines Bakteriums wäre dies für die Mikrobe tödlich.
Mastzelle: Eine große Gewebezelle, die Entzündungsmediatoren freisetzt, wenn sie beschädigt ist, und auch unter dem Einfluss von Antikörpern. Durch die Erhöhung der Gefäßpermeabilität ermöglicht die Entzündung, dass Zellen und Zellen aus dem Blut in das Gewebe gelangen.
PMN: Polymorphkernige Leukozyten (80% der weißen Blutkörperchen im menschlichen Blut), eine kurzlebige „Aasfresser“ -Blutzelle, deren Granulat starke bakterizide Enzyme enthält., Der Name leitet sich von den eigenartigen Formen der Kerne ab.
MAC: Makrophage, eine große Gewebezelle, die für die Entfernung von geschädigtem Gewebe, Zellen, Bakterien usw. verantwortlich ist. Sowohl PMNs als auch Makrophagen stammen aus dem Knochenmark und werden daher als myeloische Zellen klassifiziert.
DC: Dendritische Zellen präsentieren T-Zellen ein Antigen und initiieren somit alle T-Zell-abhängigen Immunantworten. Nicht zu verwechseln mit follikulären dendritischen Zellen, die Antigen für B-Zellen speichern.
Phagozytose („Zellessen“): Verschlingen eines Partikels durch eine Zelle., Makrophagen und PMNs (früher „Mikrophagen“ genannt) sind die wichtigsten phagozytischen Zellen. Die große Mehrheit der Fremdstoffe, die in das Gewebe gelangen, werden letztendlich durch diesen Mechanismus entsorgt.
Zytotoxizität: Makrophagen können einige Ziele (möglicherweise einschließlich Tumorzellen) töten, ohne sie zu phagozytieren, und es gibt eine Vielzahl anderer Zellen mit zytotoxischen Fähigkeiten.,
NK-Zelle (Natural Killer): Eine lymphozytenähnliche Zelle, die in der Lage ist, einige Ziele, insbesondere virusinfizierte Zellen und Tumorzellen, abzutöten, jedoch ohne den Rezeptor oder die feine Spezifität, die für echte Lymphozyten charakteristisch ist.
Antigen: Streng genommen eine Substanz, die die Produktion von Antikörpern stimuliert. Der Begriff wird jedoch auf Substanzen angewendet, die jede Art von adaptiver Immunantwort stimulieren. Typischerweise sind Antigene fremd („nicht selbst“) und entweder Partikel (z. B. Zellen, Bakterien) oder große Protein-oder Polysaccharidmoleküle., Unter besonderen Bedingungen können kleine Moleküle und sogar „Selbst“ – Komponenten antigen werden.
Spezifisch, Spezifität: Begriffe, die verwendet werden, um die Produktion einer für den Stimulus mehr oder weniger selektiven Immunantwort zu bezeichnen, z. B. eines Lymphozyten, der darauf reagiert, oder eines Antikörpers, der zu einem bestimmten Antigen „passt“. Zum Beispiel bindet Antikörper gegen das Masernvirus nicht an das Mumps-Virus: Es ist „spezifisch“ für Masern.
Lymphozyten: Eine kleine Zelle im Blut, aus der sie über die Lymphe durch das Gewebe und zurück zirkuliert und den Körper nach Nicht-Selbstmaterial „überwacht“., Seine Fähigkeit, einzelne Antigene durch seine spezialisierten Oberflächenrezeptoren zu erkennen und sich in zahlreiche Zellen identischer Spezifität und langer Lebensdauer aufzuteilen, macht es zur idealen Zelle für adaptive Reaktionen. Zwei Hauptpopulationen von Lymphozyten werden erkannt: T und B.
B-Lymphozyten: Sezernieren Antikörper, das humorale Element der adaptiven Immunität.
Antikörper: Ist ein Hauptanteil von Serumproteinen, oft Immunglobulin genannt., Es besteht aus einer Sammlung sehr ähnlicher Proteine, die jeweils spezifisch an verschiedene Antigene binden können und zu einem sehr großen Repertoire an Antigen-bindenden Molekülen führen. Antikörper können bakterielle Toxine und einige Viren direkt binden und neutralisieren, aber sie wirken auch durch Opsonisierung und durch Aktivierung von Komplement auf der Oberfläche eindringender Krankheitserreger.
T-Lymphozyten („Thymus-abgeleitet“): Werden weiter in Subpopulationen unterteilt, die B-Lymphozyten „helfen“, virusinfizierte Zellen abtöten, Makrophagen aktivieren und Entzündungen auslösen.,
Opsonisierung: Ein Phänomen, bei dem Antikörper an die Oberfläche von Bakterien, Viren oder anderen Parasiten binden und deren Adhäsion und Phagozytose erhöhen. Antikörper aktiviert auch Komplement auf der Oberfläche von eindringenden Krankheitserregern. Adaptive Immunität nutzt somit die angeborene Immunität, um viele Mikroorganismen zu zerstören.
Komplement: Wie oben erwähnt, wird Komplement häufig durch an mikrobielle Oberflächen gebundene Antikörper aktiviert., Die Bindung des Komplements an das Antigen kann jedoch auch seine Fähigkeit zur Aktivierung einer starken und anhaltenden B-Zell-Reaktion erheblich erhöhen – ein Beispiel für eine „umgekehrte Interaktion“ zwischen adaptiven und angeborenen Immunmechanismen.
Die Darstellung von Antigenen in T-und B-Zellen durch dendritische Zellen ist für die meisten adaptiven Reaktionen notwendig; die Darstellung durch dendritische Zellen erfordert normalerweise die Aktivierung dieser Zellen durch Kontakt mit mikrobiellen Komponenten (z. B. bakteriellen Zellwänden), ein weiteres Beispiel für eine „umgekehrte Interaktion“ zwischen adaptiven und angeborenen Immunmechanismen.,
Hilfe von T-Zellen ist für viele Zweige der adaptiven und angeborenen Immunität erforderlich. T-Zell-Hilfe ist erforderlich für die Sekretion der meisten Antikörper durch B-Zellen, für die Aktivierung von Makrophagen zur Abtötung intrazellulärer Pathogene und für eine wirksame zytotoxische T-Zell-Reaktion.