Нас всё время окружают вредные микроорганизмы, токсины. И над нами постоянно висит угроза превращения наших собственных клеток в опухолевые клетки. Тем не менее, люди живут и даже не задумываются о перечисленном.
За это нужно благодарить нашу иммунную систему. Иммунная система состоит из органов, тканей, клеток и молекул, которые работают совместно, генерируют иммунный ответ который и защищает нас от микроорганизмов, удаляет токсины и уничтожает опухолевые клетки. Иммунный ответ может идентифицировать угрозу, скоординировать атаку, устранить патоген и запомнить обидчика на случай, если вы столкнетесь с ним снова.
Всё это происходит в течение 10 дней. В некоторых случаях, например, если патоген особенно упрям или иммунная система не может устранить его сразу и полностью. Процесс может длиться от нескольких месяцев до нескольких лет, что приводит к хроническому воспалению. Иммунную систему можно сравнить с армией или подобной силовой структурой. В ней выделяют две основные ветви врожденный иммунитет и адаптивный или приобретенный иммунитет.
Врожденный включает в себя клетки, которые не специфичны, то есть, несмотря на то, что они отличают врага от клетки человека, Они не различают одного врага от другого. Врождённый иммунитет характеризуется лихорадочно-быстрой реакцией. Она протекает в срок от нескольких минут до нескольких часов.
Лихорадочно я употребил тут не просто так. Ведь именно врождённый иммунитет несёт ответственность за повышение температуры или лихорадку. Обратной стороной этой скорости является то, что нет памяти, связанной...
с рожденными иммунными ответами. Другими словами, врожденный ответ будет реагировать на один и тот же патоген одинаковым образом, независимо от того, сколько раз он видел данный патоген. Врожденный иммунитет включает в себя некоторые аспекты, о которых даже не задумываются как о части иммунной системы. Химические барьеры, к примеру, лизоцим в слезах и низкий PH в желудке, а также физические барьеры, например, эпителий кожи и кишечника, или реснички, которые выстилают дыхательные пути.
Адаптивный иммунитет, напротив, очень специфичен. Клетки, участвующие в адаптивном иммуном ответе, имеют рецепторы, которые дифференцируют один патоген от другого по уникальным частям антигенам. Эти рецепторы могут различать дружественные бактерии и потенциально смертельные.
Обратная сторона. В этом случае заключается в том, что адаптивный ответ разворачивает свои силы сравнительно долго. Это объясняется тем, что клетки сначала активируются, дифференцируются в правильный тип бойца для уничтожения конкретного патогена, что может длиться несколько недель. Но большим преимуществом адаптивного иммунного ответа является иммунологическая память.
Клетки, которые активируются при адаптивном иммунном ответе, подвергаются клональной экспансии. Что означает их массовую пролиферацию? Каждый раз, когда клетки адаптивного иммунитета видят уже знакомый патоген, они массово размножаются. Результатом становится более сильный и быстрый ответ каждый раз, когда патоген бывает распознан.
Как только патоген уничтожается, большинство клонально размноженных клеток погибают, что называют клональной дилецией. Но некоторые клетки остаются и становятся клетками памяти. Именно они стоят на страже и узнают данный патоген, когда он заявится в следующий раз.
Давайте познакомимся с солдатами или белыми клетками крови или лейкоцитами. Начать нужно с гемопоэза процесса образования лейкоцитов, а также эритроцитов и тромбоцитов, которые происходят в костном мозге. Гемопоэз начинается с мультипатентной гемопоэтической стволовой клетки. которая может развиться в клетке различных типов. Ее будущее не определено.
Некоторые становятся клетками-предшественниками миелопоэза, тогда как другие становятся клетками-предшественниками лимфопоэза. Клетки-предшественники миелопоэза развиваются в миелоидные клетки, которые включают нитрофилы, эозинофилы, бозофилы, тучные клетки, дендритные клетки, макрофаги и моноциты, которые являются частью врожденного иммунного ответа и могут быть обнаружены в крови, а также в тканях. Нитрофилы, эозинофилы, бозофилы и тучные клетки считаются гранулоцитами. потому что они содержат гранулы в своей цитоплазме. Трио нейтрофилов, эозинофилов и базофилов также называют полиморфноядерными клетками, потому что их ядра выглядят по-разному, а не круглыми.
Тучные клетки не считаются полиморфноядерными, потому что их ядро круглое. Во время иммунного ответа костный мозг производит много полиморфноядерных клеток, по большей части нейтрофилов. Нейтрофилы участвуют в фагоцитозе. Они приближаются к патогену, окружают его, чтобы проглотить.
Тем самым патоген оказывается в фагосоме. Патоген может быть уничтожен двумя способами. С помощью цитоплазматических гранул и окислительного выброса. Цитоплазматические гранулы сливаются с фагосомой, образуя фаголизосому.
Гранулы содержат молекулы, которые понижают PH. фаголизосомы, делая её очень кислой, что убивает около 2% патогенных микроорганизмов. Нейтрофил на этом не останавливается. Он продолжает поглощать всё больше и больше болезнетворных микроорганизмов до тех пор, пока не заполнится ими, что и запускает окислительный выброс. Во время окислительного выброса нейтрофил вырабатывает множество молекул химически активного кислорода.
например, перекись водорода, эти молекулы начинают разрушать близлежащие белки и нуклеиновые кислоты, что можно сравнить с тем, будто нитрофил выливает на себя отбеливатель. Данный процесс убивает и самих нитрофилов, но это самоубийство, уничтожающее также много патогенных микроорганизмов. По сравнению с нитрофилами, эозинофилы и базофилы встречаются реже.
Их гранулы содержат гистамин и другие провоспалительные молекулы. Эозинофилы окрашиваются в розовый цвет красителем эозином, отчего и получили название. Эозинофилы также участвуют в фагоцитозе, но их специализация это сравнительно большие паразиты.
Эозинофилы намного крупнее нитрофилов и имеют рецепторы, специфичные для паразитов. В отличие от нитрофилов и эозинофилов, Базофилы не фагоцитируют. Они окрашиваются в синий цвет с помощью красителя гемотоксилина.
Как и озинофилы, они полезны в борьбе с большими паразитами. Они также вызывают воспаление при астме и участвуют в аллергических реакциях. Наконец, тучные клетки, которые также не фагоцитируют и участвуют в астме и аллергических реакциях.
Теперь перейдем к... моноцитам, макрофагам и дендритным клеткам, которые являются фагоцитирующими клетками. То есть они поглощают патогены, представляют антигены и выделяют цитокины крошечные молекулы, которые помогают привлечь другие иммунные клетки в область воспаления.
Моноциты циркулируют только в крови. Некоторые моноциты мигрируют в ткани и дифференцируются в макрофаге, которые остаются в этих тканях и не обнаруживаются в крови. Другие моноциты дифференцируются в дендритной клетке.
Это антиген презентирующей клетки, который бродит по лимфе, крови и тканям. Когда дендритные клетки молоды и незрелы, они отлично справляются с фагоцитозом, постоянно потребляя большое количество белка, содержащегося в интерстициальной жидкости. Когда дендритная клетка фагоцитирует патоген впервые, это меняет её жизнь. Наступает момент зрелости. Зрелые дендритные клетки уничтожают патоген и расщепляют его белки на короткие аминокислотные цепи.
Затем дендритные клетки перемещаются по лимфе к ближайшему лимфатическому узлу и выполняют презентацию антигена, в ходе которой они представляют эти аминокислотные цепи антигенов Т-клеткам. Презентация антигена это то, что связывает врождённую и адаптивную иммунную систему. В этом процессе участвуют дендритные клетки, макрофаги и иммуноциты, которые также попадают в лимфатический узел после фагоцитоза патогена в кровяном русле. Теперь понятно, почему эти клетки называются антиген-презентирующими клетками.
С другой стороны, в процессе участвуют Т-клетки с рецептором. который может связываться только с определенной формой антигена. Это называют праймингом. Тут можно провести аналогию с тем, как замок открывается только при использовании ключа определенной формы.
Кроме того, Т-клетки могут распознать свой антиген только в том случае, если он представлен им как бы на серебряном блюде. На молекулярном уровне роль блюда играет главный комплекс гистосовместимости. или сокращенно MHC.
В общем, антиген-презентирующая клетка загрузит антиген на молекулу MHC и покажет его Т-клеткам, когда появится подходящая Т-клетка. Она связывается с комплексом. Перейдем к другой группе клеток.
Клетки-предшественники лимфопоэза. Становятся лимфоидными клетками, а именно Б-клетками, естественными киллерами и Т-клетками. о которых мы уже немного поговорили.
B-и T-клетки входят в адаптивную иммунную систему, в то время как натуральные киллеры являются частью врожденной иммунной системы. B-клетки и натуральные киллеры завершают свое развитие сразу в костном мозге, тогда как некоторые лимфоидные клетки-предшественники мигрируют в тимус, где они развиваются в T-клетке. Все лимфоциты могут путешествовать по тканям и кровотоку. Натуральные киллеры представляют собой крупные лимфоциты с гранулами, и они нацелены на клетки, инфицированные внутриклеточными организмами и вирусами, а также клетки, представляющие угрозу, к которым в первую очередь относятся раковые клетки. Натуральные киллеры убивают клетки-мишени, высвобождая цитотоксические гранулы непосредственно в клетку-мишень.
Эти гранулы содержат молекулы. которые заставляют клетки мишени подвергаться апоптозу, то есть запрограммированной гибели. Механизм заключается в том, что происходит формирование отверстий в мембране клетки мишени. B-клетки, как и T-клетки, также имеют рецептор на своей поверхности, который позволяет им связываться с антигеном, который имеет очень специфическую форму. Основное отличие состоит в том, что B-клеткам не требуется, чтобы им был представлен антиген на молекуле MHC.
Они могут напрямую прикрепляться к антигену. Когда B-клетка связывается с антигеном, она может начать процесс фагоцитоза и дальнейшей презентации антигена, так что технически они также являются антиген-презентирующими клетками. Как и другие антиген-презентирующие клетки, B-клетка будет загружать антиген в молекулу MHC, называемую MHC-2. выводить его на показ Т-клеткам.
Активация Т-клетки инициирует процесс трансформации В-клетки в плазматическую клетку. Плазматическая клетка может секретировать множество антител. Как правило, для достижения пикового уровня антител требуется несколько недель.
Антитела или иммуноглобулины имеют ту же антигенспецифичность, что и В-клетки, из которых они происходят. Антитела это просто рецептор B-клеток в секретируемой форме, поэтому они могут циркулировать в сыворотке, которая является неклеточной частью крови, где они прикривляются к патогенам и отмечают их для последующего уничтожения. Антитела не связаны с клетками и свободно плавают в крови, из-за чего их назвали гуморальным иммунитетом.
Гуморальный можно перевести как жидкостный. Последний тип лимфоидных клеток это Т-клетки, отвечающие за клеточно-посредованный иммунитет. Т-клетки являются антигенспецифичными, но они не могут секретировать свой антигенный рецептор.
Наивная Т-клетка должна быть активирована, то есть встретиться с антигеном, чтобы превратиться в зрелую Т-клетку. Это происходит при встрече с любой антиген-презентирующей клеткой, но чаще всего это дендритные клетки. Существует два основных типа Т-клеток. CD4+, и CD8+, где CD обозначает кластер дифференцировки. В иммунной системе существует сотня CD-маркеров, и эти CD-маркеры полезны для их разделения.
Например, все Т-клетки являются CD3+, потому что CD3 являются частью рецептора Т-клеток. CD4+, Т-клетки на самом деле являются CD3+, CD4+, и эти клетки называются хелперами. Они похожи на генералов на поле битвы, так как они секретируют цитокины, которые координируют действия макрофагов, Б-клеток и натуральных киллеров.
Т-хелперы распознают антиген только если он представлен на молекуле MHC-2. CD8+, Т-клетки это CD3+, CD8+, и их называют цитотоксическими Т-клетками, потому что они убивают клетки-мишени. Действительно, так же, как это делают натуральные киллеры с одним существенным отличием. CD8+, Т-клетки убивают только те клетки, которые представляют специфический антиген в молекуле MHC-1, который структурно похож на молекулы MHC-2.
Тогда как натуральные киллеры не столь избирательны в отношении того, кого они убивают. Давайте проследим, как разворачивается иммунный ответ на бактериальный патоген, проникший в лёгкие. Бактерии проскальзывают защитные волоски носовой полости, минуют реснички в дыхательных путях и проникают сквозь эпителиальный слой. В итоге они попадают в лёгочную ткань и начинают делиться. Здесь им предстоит...
столкнуться с резидентным макрофагом в легочной ткани, который поглотит бактерии и начнет выделять цитокины. Цитокины запускают воспалительный процесс, вызывая соответствующие изменения в кровеносных сосудах и привлекая в эту зону эозинофилы, базофилы и тучные клетки, которые выделяют свои собственные цитокины и гранулы, усиливая воспаление. Условно старые нитрофилы крови и условно молодые из костного мозга приходят в область действий и вступают в бой. Если бы патоген был вирусом, натуральные киллеры помогли бы уничтожить заражённые клетки на этом этапе.
Всё перечисленное относилось к врождённому иммунному ответу. Примерно на этом моменте развития инфекционного процесса незрелые дендритные клетки переваривают враждебные микроорганизмы и перемещаются из ткани лёгких в близлежащий лимфатический узел. Где они представляют обработанный антиген на MHC-2 в наивные Т-клетки?
Таким образом, дендритная клетка, которая является частью врождённой иммунной системы, начинает процесс адаптивного иммунного ответа. Порой, если инфекция распространяется, бактерии могут найти свой собственный путь в лимфатический узел без помощи дендритной клетки. В этом случае Б-клетки, часть адаптивной иммунной системы, могут непосредственно фагоцитировать. бактерий и представить его наивной ТСД4+, клетке.
В любом случае, если антиген является подходящим для Т-клетки, она начнет дифференцировать и подвергаться клональной экспансии. Дифференцированные CD4+, Т-клетки высвобождают цитокины, которые стимулируют В-клетки дифференцироваться в плазматические клетки. Плазмоциты секретируют антитела, которые попадают в лимфу, а затем в кровоток.
Антитела помечают патогены, облегчая их фагоцитоз. Если же патоген был вирусом, CD8+, Т-клетки убили бы любые инфицированные клетки, которые экспрессируют вирусный антиген. ген на MHC1.
Со временем, когда патогенный микроорганизм исчезает, большинство B и T клеток умирают, но некоторые из них превращаются в B и T клетки памяти, которые остаются на случай необходимости в будущем. Резюмируем. Иммунная система разделяется на врожденный и адаптивный иммунитет.
Врожденный иммунный ответ является немедленным, но не специфическим, и ему не хватает памяти, в то время как адаптивный иммунный ответ является немедленным, но не специфическим, ответ, очень специфичен и запоминает всё, но для начала его действий требуется от нескольких дней до двух недель. В описании вы найдёте ссылки на связанные с данным видео темы, а именно разные типы гиперчувствительности и их механизмы. Спасибо за просмотр!
Поддержите канал подпиской и поделитесь роликом с друзьями.