försvar mot mikrober medieras av de tidiga reaktionerna av medfödd immunitet och de senare svaren på adaptiv immunitet. (Figur 1, 2; Tabell 1)
medfödd immunitet (även kallad naturlig eller inhemsk immunitet) ger den tidiga försvarslinjen mot mikrober. Den består av cellulära och biokemiska försvarsmekanismer som är på plats redan före infektion och är redo att reagera snabbt på infektioner., Mekanismerna för medfödd immunitet är specifika för strukturer som är gemensamma för grupper av relaterade mikrober och kanske inte skiljer fina skillnader mellan mikrober.
de viktigaste komponenterna i medfödd immunitet är:
(1) fysiska och kemiska barriärer, såsom epitel och antimikrobiella kemikalier som produceras vid epitelytor;
(2) fagocytiska celler (neutrofiler, makrofager), dendritiska celler och naturliga mördarceller och andra medfödda lymfoida celler;
(3) blodproteiner, inklusive medlemmar i komplementsystemet och andra mediatorer av inflammation.,
adaptiv immunitet (även kallad specifik eller förvärvad immunitet) systemet känner igen och reagerar på ett stort antal mikrobiella och icke-mikrobiella ämnen. De definierande egenskaperna hos adaptiv immunitet är förmågan att skilja olika ämnen, kallad specificitet, och förmågan att reagera mer kraftfullt på upprepade exponeringar mot samma mikrobe, känd som minne. De unika komponenterna i adaptiv immunitet är celler som kallas lymfocyter och deras utsöndrade produkter, såsom antikroppar., Främmande ämnen som inducerar specifika immunsvar eller erkänns av lymfocyter eller antikroppar kallas antigener.
Figur 1. Precis som resistens mot sjukdom kan vara medfödd (infödd) eller förvärvad, kan mekanismerna som förmedlar den på motsvarande sätt delas in i medfödd (vänster) och adaptiv (höger), var och en består av både cellulära (nedre halvan) och humorala element (dvs Fri i serum eller kroppsvätskor; övre halvan). Adaptiva mekanismer, som nyligen utvecklats, utför många av sina funktioner genom att interagera med de äldre medfödda.,
medfödd immunitet aktiveras när celler använder specialiserade uppsättningar receptorer (Mönsterigenkänningsreceptor, PRR) för att känna igen olika typer av mikroorganismer (bakterier, virus etc.) som har lyckats tränga in i värden. Bindning till dessa receptorer aktiverar ett begränsat antal grundläggande mikrobiella bortskaffningsmekanismer, såsom fagocytos av bakterier genom makrofager och neutrofiler eller frisättning av antivirala interferoner., Många av de mekanismer som är involverade i medfödd immunitet är i stort sett desamma som de som är ansvariga för att inte specifikt reagera på vävnadsskada, med produktion av inflammation (täcka upp den högra delen av Figur 1 för att uppskatta detta). Men eftersom arten av det medfödda immunsvaret beror på typen av infektion, är termen ”ospecifik”, även om den ofta används som en synonym för ”medfödd”, inte helt korrekt., Adaptiv immunitet är baserad på de speciella egenskaperna hos lymfocyter (T och B, nedre högra), som kan reagera selektivt på tusentals olika icke-självmaterial, eller ”antigener”, vilket leder till specifikt minne och ett permanent förändrat svarsmönster – en anpassning till djurets egen omgivning., Adaptiva mekanismer kan fungera på egen hand mot vissa antigener (täcka upp den vänstra delen av Figur 1), men majoriteten av deras effekter utövas med hjälp av interaktionen mellan antikropp med komplement och fagocytiska celler av medfödd immunitet, och av T-celler med makrofager (brutna linjer). Genom deras aktivering av dessa medfödda mekanismer framkallar adaptiva svar ofta inflammation, antingen akut eller kronisk; när det blir en olägenhet kallas detta överkänslighet.
Figur 2., Medfödd och adaptiv immunitet tidslinje. Mekanismerna för medfödd immunitet ger det ursprungliga försvaret mot infektioner. Adaptiva immunsvar utvecklas senare och kräver aktivering av lymfocyter. Kinetiken hos de medfödda och adaptiva immunsvaret är approximationer och kan variera i olika infektioner.
medfödda och adaptiva immunsvar är komponenter i ett integrerat system för värdförsvar där många celler och molekyler fungerar tillsammans. Mekanismerna för medfödd immunitet ger effektivt initialt försvar mot infektioner., Men många patogena mikrober har utvecklats för att motstå medfödd immunitet, och deras eliminering kräver de mer kraftfulla mekanismerna för adaptiv immunitet. Det finns många kopplingar mellan de medfödda och adaptiva immunsystemet. Det medfödda immunsvaret mot mikrober stimulerar adaptiva immunsvar och påverkar arten av de adaptiva svaren. Omvänt fungerar adaptiva immunsvar ofta genom att förbättra skyddsmekanismerna för medfödd immunitet, vilket gör dem mer kapabla att effektivt bekämpa patogena mikrober.
tabell 1.,molekyler
ordlista:
interferoner: en familj av proteiner som produceras snabbt av många celler som svar på virusinfektion, som blockerar replikationen av virus i den infekterade cellen och dess grannar., Interferoner har också en viktig roll i kommunikationen mellan immunceller.
defensiner: antimikrobiella peptider, särskilt viktiga i det tidiga skyddet av lungorna och matsmältningsorganet mot bakterier.
lysozym (muramidas): ett enzym som utsöndras av makrofager och som angriper cellväggen hos vissa bakterier.
komplement: en grupp av proteiner närvarande i serum som när den aktiveras ger utbredd inflammatoriska effekter, såväl som lys av bakterier, etc. Vissa bakterier aktiverar komplement direkt, medan andra bara gör det med hjälp av antikropp.,
Lysis: irreversibel läckage av cellinnehåll efter membranskada. I fallet med en bakterie skulle detta vara dödligt för mikroben.
mastcell: en stor vävnadscell som frigör inflammatoriska mediatorer vid skada, och även under påverkan av antikropp. Genom att öka vaskulär permeabilitet tillåter inflammation komplement och celler att komma in i vävnaderna från blodet.
PMN: polymorfonukleär leukocyt (80% av vita blodkroppar i humant blod), en kortlivad blodcell som innehåller kraftfulla bakteriedödande enzymer., Namnet härrör från kärnans märkliga former.
MAC: makrofag, en stor vävnadscell som är ansvarig för att ta bort skadad vävnad, celler, bakterier etc. Både PMNs och makrofager kommer från benmärgen och klassificeras därför som myeloida celler.
DC: dendritiska celler uppvisar antigen till T-celler och initierar därmed alla t-cellberoende immunsvar. Inte förväxlas med follikulära dendritiska celler, som lagrar antigen för B-celler.
fagocytos (”cell äta”): uppslukande av en partikel av en cell., Makrofager och PMNs (som brukade kallas ”mikrofager”) är de viktigaste fagocytiska cellerna. Den stora majoriteten av främmande material som kommer in i vävnaderna bortskaffas slutligen av denna mekanism.
cytotoxicitet: makrofager kan döda vissa mål (kanske inklusive tumörceller) utan fagocytering, och det finns en mängd andra celler med cytotoxiska förmågor.,
nk (natural killer) cell: en lymfocytliknande cell som kan döda vissa mål, särskilt virusinfekterade celler och tumörceller, men utan receptorn eller den fina specificiteten som är karakteristisk för sanna lymfocyter.
Antigen: strängt taget ett ämne som stimulerar produktionen av antikroppar. Termen appliceras emellertid på ämnen som stimulerar någon typ av adaptivt immunsvar. Vanligtvis är antigener främmande (”icke-själv”) och antingen partiklar (t.ex. celler, bakterier) eller stora protein-eller polysackaridmolekyler., Under speciella förhållanden kan små molekyler och till och med ”själv” komponenter bli antigena.
specifik, specificitet: termer som används för att beteckna produktionen av ett immunsvar mer eller mindre selektivt för stimulansen, såsom en Lymfocyt som svarar på, eller en antikropp som ”passar” ett visst antigen. Antikropp mot mässlingvirus binder till exempel inte till påssjukevirus: det är ”specifikt” för mässling.
Lymfocyt: en liten cell som finns i blod, från vilken den återcirkulerar genom vävnaderna och tillbaka via lymfan, ”Polis” kroppen för icke-självmaterial., Dess förmåga att känna igen enskilda antigener genom sina specialiserade ytreceptorer och att dela in i många celler med identisk specificitet och lång livslängd gör den till den perfekta cellen för adaptiva svar. Två stora populationer av lymfocyter är erkända: t och B.
B-lymfocyter: utsöndrar antikropp, det humorala elementet i adaptiv immunitet.
antikropp: är en viktig del av serumproteiner, ofta kallade immunoglobulin., Det består av en samling av mycket liknande proteiner som var och en kan binda specifikt till olika antigener, och resulterar i en mycket stor repertoar av antigenbindande molekyler. Antikroppar kan binda till och neutralisera bakteriella toxiner och vissa virus direkt men de verkar också genom opsonisering och genom att aktivera komplement på ytan av invaderande patogener.
t (thymus-derived) lymfocyter: delas vidare in i subpopulationer som ”hjälper” B-lymfocyter, dödar virusinfekterade celler, aktiverar makrofager och kör inflammation.,
Opsonisering: ett fenomen där antikroppar binder till ytan av bakterier, virus eller andra parasiter och ökar deras vidhäftning och fagocytos. Antikropp aktiverar också komplement på ytan av invaderande patogener. Adaptiv immunitet utnyttjar sålunda medfödd immunitet för att förstöra många mikroorganismer.
komplement: som nämnts ovan aktiveras komplementet ofta av antikroppar bundna till mikrobiella ytor., Bindning av komplement till antigen kan emellertid också kraftigt öka dess förmåga att aktivera ett starkt och varaktigt B-cellsvar – ett exempel på ”omvänd interaktion” mellan adaptiva och medfödda immunmekanismer.
Presentation av antigener till T-och B-celler av dendritiska celler är nödvändig för de flesta adaptiva svar; presentation av dendritiska celler kräver vanligtvis aktivering av dessa celler genom kontakt med mikrobiella komponenter (t.ex. bakteriecellväggar), ett annat exempel på ”omvänd interaktion” mellan adaptiva och medfödda immunmekanismer.,
hjälp av T-celler krävs för många grenar av både adaptiv och medfödd immunitet. T-cellhjälp krävs för utsöndring av de flesta antikroppar av B-celler, för aktivering av makrofager för att döda intracellulära patogener och för ett effektivt cytotoxiskt T-cellsvar.