Informacija

42.1C: patogenų atpažinimas – biologija

42.1C: patogenų atpažinimas – biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Patogenui patekus į organizmą, įgimta imuninė sistema naudoja kelis mechanizmus, kad sunaikintų patogeną ir visas jo užkrėstas ląsteles.

Mokymosi tikslai

  • Apibūdinkite PAMP ir PRR, interferonų ir kitų citokinų vaidmenį įgimtam imunitetui

Pagrindiniai klausimai

  • Patogenus atpažįsta įvairios imuninės ląstelės, tokios kaip makrofagai ir dendritinės ląstelės, per patogeno paviršiuje esančius su patogenais susijusius molekulinius modelius (PAMP), kurie sąveikauja su papildančiais modelio atpažinimo receptoriais (PRR) imuninių ląstelių paviršiuose.
  • Sujungus PRR su PAMP (patogeno atpažinimas), imuninės ląstelės išskiria citokinus, kad lieptų kitoms ląstelėms pradėti kovoti.
  • Viena citokinų klasė, interferonai, įspėja netoliese esančias neužkrėstas ląsteles apie artėjančią infekciją, sukelia ląstelių skilimą RNR ir sumažina baltymų sintezę, o netoliese esančioms užkrėstoms ląstelėms signalizuoja apie apoptozę.
  • Kita citokinų klasė, vadinama inerleukinais, tarpininkauja baltųjų kraujo kūnelių (leukocitų) sąveikai ir padeda sujungti įgimtą ir adaptyvų imuninį atsaką.
  • Uždegimą (karštą, raudoną, patinusį, skausmingą su infekcija susijusį audinį) skatina citokinai, kurie gaminami iš karto po patogeno atpažinimo; su uždegimu susijęs kraujotakos padidėjimas leidžia daugiau leukocitų (įgimtų imuninių ląstelių tipo) pasiekti užkrėstą vietą.

Pagrindinės sąlygos

  • makrofagas: baltieji kraujo kūneliai, fagocituojantys nekrozinių ląstelių liekanas ir pašalines medžiagas, įskaitant virusus, bakterijas ir tatuiruočių rašalą; įgimtos imuninės sistemos dalis
  • fagocitozė: procesas, kai ląstelė įtraukia dalelę išplečiant pseudopodiją ir įtraukiant dalelę į savo citoplazmos vakuolę
  • citokinas: bet kuris iš įvairių mažų reguliuojančių baltymų, reguliuojančių imuninės sistemos ląsteles; jie išsiskiria sujungus PRR su PAMPS

Patogeno atpažinimas

Kai patogenas patenka į organizmą, ląstelės kraujyje ir limfoje aptinka specifinius su patogenu susijusius molekulinius modelius (PAMP) patogeno paviršiuje. PAMP yra angliavandenių, polipeptidų ir nukleino rūgščių „parašai“, kuriuos išreiškia virusai, bakterijos ir parazitai, bet kurie skiriasi nuo molekulių šeimininko ląstelėse. Šie PAMP leidžia imuninei sistemai atpažinti „save“ iš „kito“, kad nesunaikintų šeimininko.

Imuninė sistema turi specifines ląsteles su receptoriais, kurie atpažįsta šiuos PAMP. Makrofagas yra didelė fagocitinė ląstelė, kuri sugeria svetimas daleles ir patogenus. Makrofagai atpažįsta PAMP per papildomus modelio atpažinimo receptorius (PRR). PRR yra makrofagų ir dendritinių ląstelių molekulės, kurios liečiasi su išorine aplinka ir todėl gali atpažinti PAMP, kai jos yra. Monocitas, tam tikros rūšies leukocitai (baltieji kraujo kūneliai), cirkuliuojantys kraujyje ir limfoje, patekę į užkrėstą audinį, diferencijuojasi į makrofagus. Dendritinės ląstelės suriša molekulinius patogenų parašus, skatindamos patogenų įsisavinimą ir sunaikinimą.

Aptikus patogeną, imuninė sistema taip pat turi sekti, ar jis dauginasi ląstelėje (ląstelėje, kaip ir dauguma virusų ir kai kurių bakterijų), ar tarpląsteliniu būdu (už ląstelės ribų, kaip ir kitos bakterijos, bet ne virusai). Įgimta imuninė sistema turi atitinkamai reaguoti nustatydama ekstraląstelinį patogeną ir (arba) identifikuodama jau užkrėstas ląsteles-šeimininkes.

Citokinų išsiskyrimo poveikis

PRR surišimas su PAMP sukelia citokinų išsiskyrimą, kurie signalizuoja, kad yra patogenas ir jį reikia sunaikinti kartu su užkrėstomis ląstelėmis. Citokinas yra cheminis pasiuntinys, reguliuojantis ląstelių diferenciaciją (formą ir funkciją), proliferaciją (gamybą) ir genų ekspresiją, kad paveiktų imuninį atsaką. Žmonėms egzistuoja mažiausiai 40 tipų citokinų, kurie skiriasi juos gaminančių ląstelių tipu, į juos reaguojančiu ląstelių tipu ir jų sukeliamais pokyčiais.

Vienas citokinų poklasis yra interleukinas (IL), kuris tarpininkauja leukocitų (baltųjų kraujo kūnelių) sąveikai. Interleukinai dalyvauja sujungiant įgimtą ir adaptyvų imuninį atsaką. Be to, kad po PAMP atpažinimo iš ląstelių išsiskiria citokinai, juos išskiria užkrėstos ląstelės, kurios prisijungia prie netoliese esančių neužkrėstų ląstelių, paskatindamos tas ląsteles išskirti citokinus, dėl kurių atsiranda citokinų sprogimas.

Antroji citokinų klasė yra interferonai, kuriuos užkrėstos ląstelės išskiria kaip įspėjimą netoliese esančioms neužkrėstoms ląstelėms. Interferono funkcija yra slopinti viruso dauginimąsi, todėl jie yra ypač veiksmingi prieš virusus. Jie taip pat atlieka kitas svarbias funkcijas, pavyzdžiui, naviko stebėjimą. Interferonai veikia siųsdami signalus kaimyninėms neužkrėstoms ląstelėms, kad sunaikintų RNR (dažnai labai svarbią virusų biomolekulę) ir sumažintų baltymų sintezę; signalizavimas kaimyninėms užkrėstoms ląstelėms, kad jiems įvyktų apoptozė (užprogramuota ląstelių mirtis); ir aktyvina imunines ląsteles.

Citokinai taip pat siunčia grįžtamąjį ryšį į nervų sistemos ląsteles, kad sukeltų bendrus pykinimo simptomus, įskaitant mieguistumą, raumenų skausmą ir pykinimą. Šie poveikiai galėjo išsivystyti, nes simptomai skatina asmenį ilsėtis, neleidžiant užsikrėsti kitiems. Citokinai taip pat padidina pagrindinę kūno temperatūrą, sukeldami karščiavimą, dėl kurio kepenys sulaiko geležį iš kraujo. Be geležies tam tikri patogenai (pavyzdžiui, kai kurios bakterijos) negali daugintis; tai vadinama mitybos imunitetu.

Fagocitozė ir uždegimas

Pirmieji gaminami citokinai yra priešuždegiminiai; tai yra, jie skatina uždegimą arba vietinį paraudimą, patinimą (edemą), karštį, funkcijos praradimą ir skausmą, atsirandantį dėl leukocitų ir skysčių judėjimo vis pralaidesniais kapiliarais į infekcijos vietą. Leukocitų populiacija, kuri patenka į infekcijos vietą, priklauso nuo užkrečiančio patogeno pobūdžio. Tiek makrofagai, tiek dendritinės ląstelės fagocitozės būdu sugeria patogenus ir ląstelių šiukšles. Neutrofilas taip pat yra fagocitinis leukocitas, kuris sugeria ir virškina patogenus. Neutrofilai, gausiausi imuninės sistemos leukocitai, turi nuo dviejų iki penkių skilčių turintį branduolį ir juose yra organelių (lizosomų), kurios virškina apimtus patogenus. Eozinofilas yra leukocitas, kuris kartu su kitais eozinofilais supa parazitą. Jis dalyvauja alerginėje reakcijoje ir apsaugo nuo helmintų (parazitinių kirminų).

Neutrofilai ir eozinofilai yra ypač svarbūs leukocitai, kurie sugeria didelius patogenus, tokius kaip bakterijos ir grybeliai. Putlioji ląstelė yra leukocitas, kuris gamina uždegimines molekules, tokias kaip histaminas, reaguodamas į didelius patogenus. Bazofilas yra leukocitas, kuris, kaip ir neutrofilas, išskiria chemines medžiagas, skatinančias uždegiminį atsaką. Bazofilai taip pat dalyvauja alergijos ir padidėjusio jautrumo reakcijose ir sukelia specifinius uždegiminių reakcijų tipus. Eozinofilai ir bazofilai gamina papildomus uždegimo mediatorius, kad įdarbintų daugiau leukocitų. Padidėjęs imuninis atsakas į nekenksmingus antigenus, tokius kaip žiedadulkės, dažnai apima histamino išsiskyrimą iš bazofilų ir putliųjų ląstelių; Štai kodėl daugelis vaistų nuo alergijos yra antihistamininiai vaistai.