Иммундық жауап және организмнің қорғаныс механизмі

Кіріспе

Иммундық жауап – ағзада патогенге қарсы қорғаныс ретінде жүретін физиологиялық реакция. Иммундық жауап – ағза ішінде қабыну ортасында пайда болатын, сыртқы факторларға қарсы қорғану мақсатындағы физиологиялық реакция. Бұларға түрлі токсиндер, вирустар, жасуша ішіндегі және жасушадан тыс бактериялар, қарапайымдылар, гельминттер және саңырауқұлақтар жатады, егер олар организмнен шығарылмаса, иесінің денсаулығына қаулы проблемалар туғызуы мүмкін. Сонымен қатар, иммундық жауаптың басқа да түрлері бар. Мысалы, зиянсыз сыртқы факторлар (мысалы, тозаң және тағам компоненттері) аллергияны тудыруы мүмкін; латекс және металдар да аллергендер болып табылады. Трансплантацияланған тіндер (мысалы, қан) немесе орган «трансплантатқа қарсы иесі» ауруын тудыруы мүмкін. Жүкті әйелдерде Rh ауруы деп аталатын иммундық реактивтіліктің бір түрі байқалады. Иммундық жауаптың осы ерекше түрлері гиперсезімталдық деп жіктеледі. Тағы бір ерекше иммундық жауап түрі – ісікке қарсы иммунитет. Жалпы, иммундық жауаптың екі бағыты бар: туа біткен және бейімделген, олар патогендерге қарсы қорғану үшін бірлесіп жұмыс істейді. Екі бағыттың да гуморальды және жасушалық компоненттері бар. Туа біткен бағыт – ағзаның шабуылға жасаған алғашқы реакциясы – кез келген патогенге қатысты белгілі бір және жылдам жауап ретінде танылады. Туа біткен иммундық жауаптың құрамдас бөліктеріне тері мен шырышты қабықтар сияқты физикалық кедергілер, нейтрофилдер, макрофагтар және моноциттер сияқты иммундық жасушалар, сондай-ақ цитокиндер мен комплемент сияқты ерігіш факторлар жатады. Вакциналар әлсіретілген, өлтірілген немесе фрагменттелген микроорганизмдерді енгізу арқылы алғашқы иммундық жауапты қоздырады. Бұл организм нақты патогенге ұшыраған жағдайда, оған қарсы жылдам қорғану үшін екінші иммундық жауапқа сүйене алатынын қамтамасыз етеді.

Тума бөлігі

Туған иммундық жауап – организмнің шетелдік шабуылшыларға қарсы алғашқы реакциясы. Бұл иммундық жауап эволюциялық тұрғыдан көптеген түрлерде сақталған, барлық көпжасушалы организмдерде туа біткен жауаптың қандай да бір түрі кездеседі. Туған иммундық жүйе тері мен шырышты қабықтар, нейтрофилдер, макрофагтар және моноциттер сияқты әртүрлі жасуша түрлері, сондай-ақ цитокиндер мен комплемент сияқты ерігіш факторлардан тұрады. Адаптивтік иммундық жауаптан айырмашылығы, туған иммундық жауап нақты бір шетелдік шабуылшыға арналмайды және нәтижесінде, организмді патогендерден тез тазартады. Патогендер үлгіні тану рецепторлары (PRR) арқылы танылады және анықталады. Бұл рецепторлар – макрофагтардың бетіндегі құрылымдар, олар шетелдік шабуылшыларды байлап, иммундық жасуша ішінде жасушалық сигналды бастауға қабілетті. PRR патогенге байланысты молекулалық үлгілерді (PAMP) анықтайды, олар патогендердің құрылымдық компоненттері болып табылады. PAMP-ке мысал ретінде пептидогликан жасуша қабырғасы немесе липополисахаридтер (LPS) жатады, олардың екеуі де бактериялардың маңызды компоненттері және көптеген бактерия түрлерінде эволюциялық тұрғыдан сақталған. Шетелдік патоген физикалық кедергілерді айналып өтіп, организмге енгенде, макрофагтардағы PRR-лер белгілі бір PAMP-терді таниды және оларға байланысады. Бұл байланыс NF κB транскрипциялық факторының макрофаг ядросына енуіне және IL 8, IL 1 және TNFα сияқты әртүрлі цитокиндердің транскрипциясын және секрециясын бастауға мүмкіндік беретін сигналдық жолды белсендіреді. Үш жолдың әрқайсысы, егер бір жол жұмыс істемейтін болса немесе шетелдік шабуылшы осы жолдардың бірінен қашып кетсе, комплемент әлі де жұмыс істейтінін қамтамасыз етеді (қорғаныстың тереңдеу принципі). Наив көмекші T-жасушаларының белсенділігі антигенді ұсынатын жасушалардың (АЖЖ) жасуша бетінде MHC II класының молекулалары арқылы шетелдік антигенді ұсынған кезде пайда болады. Бұл АЖЖ-ге дендриттік жасушалар, B жасушалары және макрофагтар кіреді, олар тек MHC II класымен ғана емес, сонымен қатар көмекші T жасушаларындағы костимуляторлық рецепторлармен танылатын костимуляторлық лигандтармен де жабдықталған. Костимуляторлық молекулаларсыз адаптивтік иммундық жауап тиімсіз болады және T жасушалары ананергиялық болады. Әртүрлі T жасуша топтарын арнайы АЖЖ белсендіре алады, ал әрбір T жасуша әртүрлі микробтық патогенмен күресуге арнайы жабдықталған. T жасушасының түрін белсендіру және жауаптың түрін тудыру, бір жағынан, АЖЖ-нің антигенмен алғаш кездескен жағдайына байланысты. T жасушалары белсендірілгеннен кейін, олар лимфа түйініндегі B жасушаларын белсендіре алады. Алайда B жасушаларын белсендіру екі қадамды процесс. Біріншіден, B жасуша рецепторлары, яғни нақты бір B жасушаға тән Immunoglobulin M (IgM) және Immunoglobulin D (IgD) антиденелері, антигенге байланысуы керек, содан кейін ол ішкі өңдеуге түседі, нәтижесінде B жасушасының MHC II класының молекулаларында ұсынылады. Бұл орын алғаннан кейін, MHC-ға байланған антигенді анықтай алатын T-көмекші жасуша оның костимуляторлық молекуласымен әрекеттесіп, B жасушасын белсендіреді. Нәтижесінде B жасуша плазмалық жасушаға айналады, ол шабуылшыларға қарсы опсонин ретінде әрекет ететін антиденелерді бөліп шығарады. Адаптивтік тармақтың ерекшелігі – әрбір B және T жасушаның әртүрлі болуында. Осылайша, барлық түрдегі шабуылшыларды танитын және оларға шабуылдай алатын әртүрлі жасушалар қауымдастығы бар. 1-типті ИЖ вирустар, жасушаішілік бактериялар, паразитарлармен шақырылады. Мұндағы факторлар – 1-топтағы туа біткен лимфоидты жасушалар (ILC1), NK жасушалары, Th1 жасушалары, макрофагтар, опсонизациялық IgG изотоптары. 2-типті ИЖ токсиндер мен көпжасушалы паразитарлармен шақырылады. ILC2, эпителийлік жасушалар, Th2 лимфоциттері, эозинофилдер, базафилдер, маст жасушалары, IgE – бұл негізгі ойыншылар. 3-типті ИЖ жасушадан тыс бактериялар мен саңырауқұлақтарды ILC3, Th17, нейтрофильдер және опсонизациялық IgG изотоптарын тарту арқылы нысаналайды. Жұқпалы емес патологияларда ИЖ-ның қосымша түрлері байқалуы мүмкін. ИЖ-ның барлық түрлерінде сенсорлық (ILC, NK жасушалары), адаптивтік (T және B жасушалары) және эффекттік (нейтрофильдер, эозинофилдер, базафилдер, маст жасушалары) бөліктері бар.

The innate immune response is an organism's first response to foreign invaders. This immune response is evolutionarily conserved across many different species, with all multi cellular organisms having some sort of variation of an innate response. The innate immune system consists of physical barriers such as skin and mucous membranes, various cell types like neutrophils, macrophages, and monocytes, and soluble factors including cytokines and complement. In contrast to the adaptive immune response, the innate response is not specific to any one foreign invader and as a result, works quickly to rid the body of pathogens. Pathogens are recognized and detected via pattern recognition receptors (PRR). These receptors are structures on the surface of macrophages which are capable of binding foreign invaders and thus initiating cell signaling within the immune cell. Specifically, the PRRs identify pathogen associated molecular patterns (PAMPs) which are integral structural components of pathogens. Examples of PAMPs include the peptidoglycan cell wall or lipopolysaccharides (LPS), both of which are essential components of bacteria and are therefore evolutionarily conserved across many different bacterial species. When a foreign pathogen bypasses the physical barriers and enters an organism, the PRRs on macrophages will recognize and bind to specific PAMPs. This binding results in the activation of a signaling pathway which allows for the transcription factor NF κB to enter the nucleus of the macrophage and initiate the transcription and eventual secretion of various cytokines such as IL 8, IL 1, and TNFα. Each of the three pathways ensures that complement will still be functional if one pathway ceases to work or a foreign invader is able to evade one of these pathways (defense in depth principle). Activation of naïve helper T cells occurs when antigen presenting cells (APCs) present foreign antigen via MHC class II molecules on their cell surface. These APCs include dendritic cells, B cells, and macrophages which are specially equipped not only with MHC class II but also with co stimulatory ligands which are recognized by co stimulatory receptors on helper T cells. Without the co stimulatory molecules, the adaptive immune response would be inefficient and T cells would become anergic. Several T cell subgroups can be activated by specific APCs, and each T cell is specially equipped to deal with each unique microbial pathogen. The type of T cell activated and the type of response generated depends, in part, on the context in which the APC first encountered the antigen. Once helper T cells are activated, they are able to activate naïve B cells in the lymph node. However, B cell activation is a two step process. Firstly, B cell receptors, which are just Immunoglobulin M (IgM) and Immunoglobulin D (IgD) antibodies specific to the particular B cell, must bind to the antigen which then results in internal processing so that it is presented on the MHC class II molecules of the B cell. Once this happens a T helper cell which is able to identify the antigen bound to the MHC interacts with its co stimulatory molecule and activates the B cell. As a result, the B cell becomes a plasma cell which secretes antibodies that act as an opsonin against invaders. Specificity in the adaptive branch is due to the fact that every B and T cell is different. Thus there is a diverse community of cells ready to recognize and attack a full range of invaders. Type 1 IR is elicited by viruses, intracellular bacteria, parasites. The actors here are group 1 innate lymphoid cells (ILC1), NK cells, Th1 cells, macrophages, opsonizing IgG isotypes. Type 2 IR is caused by toxins and multicellular parasites. ILC2, epithelial cells, Th2 lymphocytes, eosinophils, basophils, mast cells, IgE are key players here. Type 3 IR targets extracellular bacteria and fungi by recruiting ILC3, Th17, neutrophils, opsonizing IgG isotypes. Additional types of IR can be observed in noninfectious pathologies. All types of IR have sensor (ILCs, NK cells), adaptive (T and B cells), and effector (neutrophils, eosinophils, basophils, mast cells) parts.