Врожденный иммунитет. Компоненты врожденного иммунитета

Врожденный иммунитет — иммунитет, с факторами защиты которого человек рождается. Действует против любого чужого тотчас, не запоминает патогена.

Компоненты врожденного иммунитета (наследуемого иммунитета)

•  Восприимчивость = отсутствие сопротивления.
•  Резистентность = способность человека противостоять болезни.

1. Неспецифическая резистентность / врожденный иммунитет — защита от любых патогенов, немедленная, без памяти.

2. Специфическая резистентность / адаптивный иммунитет — защиты от конкретного патогена, требует времени для формирования, предполагает специализированные клетки, имеет память.

В таблице 1 отражены компоненты неспецифической и специфической резистентности.

Таблица 1 —  Факторы, определяющие  врожденный и адаптивный иммунитет
Неспецифическая резистентность	Специфическая резистентность
Врожденный иммунитет	Адаптивный иммунитет
Первая линия защиты	Вторая линия защиты	Третья линия защиты
Интактная кожа Слизистые и их секреты Нормальная микробиота	Фагоциты (нейтрофилы, эозинофилы, дендритные клетки и макрофаги) Воспаление Лихорадка Антимикробные соединения	Специализированные лимфоциты: Т клетки и В клетки Антитела

 Первая линия защиты: не допустить вторжения патогенов (бактерии, вирусы, грибы, паразиты)

Кожа и слизистые оболочки

A. Физические факторы: барьеры или удаление

1. Кожа

(кожная мембрана = дерма + эпидермис).

Эпидермис:

•  верхний слой — это  мертвые клетки, заполненные кератином, клетки плотно связаны друг с другом,
•  сухой, неблагоприятный, постоянно слущиваемый,
•  непроницаемый, если только  не поврежден или не влажный.

2. Слизистые оболочки

•  мягкий, влажный эпителий,
•  менее защитный, чем кератинизированный,
•  имеет бокаловидные клетки для продуцирования слизи.

3. Цилиарный эскалатор

•  реснитчатый эпителий дыхательных путей,
•  волновое движение ресничек: удаление микробов со слизью из дыхательных путей.

4. Слезоточивый аппарат (слезные железы и слезные каналы)

•   постоянные слезы на глазах вымывают микробы.

5. Слюнные железы — омывание зубов и рта для уменьшения колонизации патогенами

6. Рвота и диарея

• быстрое сокращение желудочно-кишечного тракта  для того,чтобы быстро удалить микробы и токсины.

B. Химические факторы

1. Слизь

•  гликопротеины + вода,
•  густая, препятствует колонизации.

2. Кожное сало

•  жиры   из сальных желез,
•  жирные кислоты и молочная кислота определяют кислый pH   (рН 3-5) кожи, который ингибирует рост микробов.

3. Пот — вода + соли

•  вода смывает микробы с кожи,
•  соли ингибируют рост микробов.

4. Лизоцим

•  фермент в большинстве секретов организма,
•  разрушает пептидогликаны клеточных стенок бактерий.

5. Желудочный сок

•  Соляная кислота + ферменты + слизь,
•  рН 1-3 уничтожает большинство бактерий и токсинов.

Нормальная микробиота

• микробный антагонизм,
• конкуренция за питательные веществ или окружающую среду (pH, кислород),
• выделение токсинов (например, бактериоцины — белки, продуцируемые бактериями одного штамма, и активные против белков тесно связанного штамма).

Вторая линия обороны: если микробы преодолевают первый барьер, то система атакует и уничтожает их.

Лейкоциты

Лейкоциты — это белые   клетки  крови. Обычно их содержание в циркуляции низкое, во время заражения стремительно  повышается (лейкоцитоз) или снижается  (лейкопения при  действии некоторых патогенов). При активации большинство лейкоцитов    продуцирует цитокины: межклеточные сигнальные молекулы / гормоны, которые  функционируют как триггеры усиления и координации различных защитных механизмов. Типы лейкоцитов:

A. Гранулоциты ( в цитоплазме видимые гранулы)

1. Нейтрофилы или  ПЯЛ (полиморфноядерные лейкоциты)

• 3 – 5   сегментов в ядре,
• подвижные, первыми прибывают к месту травмы или инфекции,
• преобладают на начальных этапах инфекции или травмы,
• часто преобладают при  бактериальных инфекционных заболеваниях.

2. Базофилы (кровь) = тучные клетки ( в тканях)

• не фагоцитируют,
• освобождают гистамин,
• триггеры воспаления и аллергии.

3. Эозинофилы

• подвижные,
• слабые фагоциты,
• продуцируют токсины для борьбы с многоклеточными паразитарными инфекциями.

B. Агранулоциты (гранулы не видны)

1. Моноциты (кровь) = Макрофаги (активированные в тканях)

• высокая фагоцитарная способность.

 А. Оседлые макрофаги / гистиоциты

Присутствуют в определенных тканях / органах для улавливания патогенов и удаления поврежденных клеток (например, клетки Купфера (печень), микроглии (ЦНС), подоциты (почки), альвеолярные макрофаги (легкие)

В. Блуждающие / Свободные макрофаги

• перемещаются из крови в местам повреждения или инфекции,
• приходят после нейтрофилов,
• фагоцитируют остатки мертвых клеток,
• доминируют на более поздних стадиях инфекции или травмы,
• преобладают при грибковых или вирусных инфекционных заболеваниях.

 С. Дендритные клетки

• расположены в эпидермисе, слизистой мембране и лимфоидных тканях,
• инициаторы адаптивного иммунного ответа.

2. Лимфоциты = T, B и NK клетки (агранулоциты)

• Т-клетки: клеточный иммунитет,
• В-клетки: опосредованный антителами иммунитет,
• NK-клетки: неспецифические, их мишени инфицированные или раковые клетки,
• освобождают перфорин и гранзимы,
• специализированные клетки,
• не фагоцитируют,
• локализованы в лимфоидных тканях и крови,
• B и T-клетки  участвуют в специфической защите,
• B и T-клетки реагируют на специфические антигены.

Фагоциты

Фагоциты = лейкоциты, специализированные к эндоцитозу  микробов и клеточного мусора: нейтрофилы, макрофаги, эозинофилы.

Фагоциты мигрируют в место инфицирования и могут уничтожать  бактерии. Фазами фагоцитоза являются хемотаксис, прилипание, поглощение и переваривание.

1. Ингибирование прилипания или поглощения

• M. protien: Streptococcus pyogenes
• Капсулы: Streptococcus pneumoniae
• Биопленки: предотвращение отрыва отдельных микробов

2. Выживающий фагоцитоз

• Лейкоцидины: Staphylococcus aureus  (золотистый стафилококк) лизирует фагоцит перед слиянием фагосомы с лизосомами.
• Мембранно атакующие комплексы: Listeria (листерия) лизирует фагосомы и освобождается в цитоплазму для внутриклеточного роста.
• Предотвращение слияния с лизосомами и рост в фагосоме: Plasmodium (плазмодиум, малярия).
• Инактивация пищеварительных ферментов в лизосоме ВИЧ.
• Устойчивость к перивариванию: Mycobacterium (палочки туберкулеза).

Воспаление

Воспаление  —  это процесс, вызванный повреждением организма. Проявления: покраснение (эритема), боль, тепло, отек (отеки), а иногда и потеря функции.

  Цель:

1. Уничтожить вредный агент и удалить побочные продукты травмы.
2. Ограничить распространение травмы.
3. Восстановить или заменить поврежденную ткань.

• повреждение и / или инфекция вызывает синтез и освобождение сигнальных молекул, которые  координируют необходимые для  воспаления реакции:
•  гистамин: из тучных клеток, вызывает расширение сосудов и их повышенную проницаемость сосудов
• TNFa: цитокин из макрофагов, усиливает реакцию
• простагландины: из поврежденных клеток, усиливают действие гистамина и привлекает фагоциты
• лейкотриены: из тучных клеток, повышает проницаемость сосудов и способствует фагоцитозу

Лихорадка

Лихорадка = повышенная температура тела, активируемая микробным веществом (например, LPS) или цитокинами из активированных фагоцитов, которые включают термостат в гипоталамусе

• ускоряет механизмы защиты и восстанавления,
• увеличивает активность противовирусных и антибактериальных ферментов.

Антимикробные системы

А. Система комплемента

B. Система интерферонов

Интерфероны — специфические цитокины: белки противовирусной сигнализации, используются  клетками для инициирования противовирусной защиты.

1. IFNβ:

• синтезируется зараженными вирусом клетками, индуцирует в соседних неинфицированных клетках синтез противовирусных белков (ПВБ),
• ПВБ блокируют репликацию вирусов в клетке.

2. IFNα:

•  синтезирууется лейкоцитами,
•  индукция синтеза ПВБ в клетках организма,
•  активирует NK-клетки при киллинге инфицированных вирусом клеток.

3. IFNγ:

• продуцируется лимфоцитами,
• активирует фагоциты — макрофаги и нейтрофилы.

C. Белки, связывающие железо

1. Трансферрин: кровь, лимфа, интерстициальная жидкость.
2. Лактоферрин: слизь, слюна, молоко.
3. Ферритин: печень, селезенка, красный костный мозг.

D. Противомикробные пептиды (ПМП)

Пептиды из 12-50 аминокислот,  продуцируются фагоцитами в ответ на сигнал обнаружения  поверхностных молекул патогенов. Обеспечивают широкий спектр противомикробных эффектов:

• ингибируют синтез бактериями стенки,
• создают поры в мембране,
• разрушают ДНК или РНК,
• привлекают дендритные клетки (представление антигена),
• мобилизуют тучные клетки (воспаление).