Nasz adaptacyjny układ odpornościowy ratuje nas przed pewną śmiercią w wyniku infekcji. Niemowlę urodzone z poważnie uszkodzonym adaptacyjnym układem odpornościowym wkrótce umrze, chyba że zostaną podjęte nadzwyczajne środki w celu izolacji go od wielu czynników zakaźnych, w tym bakterii, wirusów, grzybów i pasożytów. Rzeczywiście, wszystkie organizmy wielokomórkowe muszą bronić się przed zakażeniem przez tak potencjalnie szkodliwych najeźdźców, zwanych zbiorczo patogenami., Bezkręgowce używają stosunkowo prostych strategii obronnych, które polegają głównie na barierach ochronnych, toksycznych cząsteczkach i komórkach fagocytarnych, które spożywają i niszczą inwazyjne mikroorganizmy (drobnoustroje) i większe pasożyty (takie jak robaki). Kręgowce również zależą od takich wrodzonych odpowiedzi immunologicznych jako pierwszej linii obrony (omówione w rozdziale 25), ale mogą również montować znacznie bardziej wyrafinowane mechanizmy obronne, zwane adaptacyjnymi odpowiedziami immunologicznymi. Wrodzone odpowiedzi wywołują adaptacyjne odpowiedzi immunologiczne i obie współpracują ze sobą, aby wyeliminować patogeny (rysunek 24-1)., W przeciwieństwie do wrodzonych odpowiedzi immunologicznych, adaptacyjne odpowiedzi są bardzo specyficzne dla danego patogenu, który je wywołał. Mogą również zapewnić długotrwałą ochronę. Osoba, która wyzdrowiała z Odry, na przykład, jest chroniona na całe życie przed odrą przez adaptacyjny układ odpornościowy, chociaż nie przed innymi typowymi wirusami, takimi jak te, które powodują świnkę lub ospę wietrzną. W tym rozdziale skupiamy się głównie na adaptacyjnych odpowiedziach immunologicznych i, o ile nie zaznaczamy inaczej, termin odpowiedzi immunologiczne odnosi się do nich. Omówimy wrodzone odpowiedzi immunologiczne szczegółowo w rozdziale 25.,
rysunek 24-1
wrodzone i adaptacyjne odpowiedzi immunologiczne. Wrodzone odpowiedzi immunologiczne są aktywowane bezpośrednio przez patogeny i chronią wszystkie organizmy wielokomórkowe przed infekcją. U kręgowców patogeny wraz z wrodzoną reakcją immunologiczną aktywują, stymulują adaptację (więcej…)
funkcją adaptacyjnych odpowiedzi immunologicznych jest niszczenie inwazyjnych patogenów i wszelkich toksycznych cząsteczek, które wytwarzają., Ponieważ reakcje te są destrukcyjne, ważne jest, aby były one wykonywane tylko w odpowiedzi na cząsteczki obce gospodarzowi, a nie na cząsteczki samego gospodarza. Zdolność do odróżniania tego, co obce od tego, co jest jaźnią w ten sposób jest podstawową cechą adaptacyjnego układu odpornościowego. Czasami system nie dokonuje tego rozróżnienia i reaguje destrukcyjnie przeciwko cząsteczkom gospodarza. Takie choroby autoimmunologiczne mogą być śmiertelne.,
oczywiście, wiele obcych cząsteczek, które dostają się do organizmu, jest nieszkodliwe i byłoby bezcelowe i potencjalnie niebezpieczne montowanie adaptacyjnych odpowiedzi immunologicznych przeciwko nim. Choroby alergiczne, takie jak katar sienny i astma, są przykładami szkodliwych adaptacyjnych odpowiedzi immunologicznych przeciwko pozornie nieszkodliwym cząsteczkom obcym. Takie niewłaściwe odpowiedzi są zwykle unika, ponieważ wrodzony układ odpornościowy wzywa adaptacyjne odpowiedzi immunologiczne do gry tylko wtedy, gdy rozpoznaje cząsteczki charakterystyczne dla inwazyjnych patogenów zwanych immunostymulantów związanych z patogenem (omówione w rozdziale 25)., Ponadto wrodzony układ odpornościowy może rozróżniać różne klasy patogenów i rekrutować najbardziej skuteczną formę adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej, aby je wyeliminować.
każda substancja zdolna do wywołania adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej jest określana jako antygen(generator przeciwciał). Większość tego, co wiemy o takich reakcjach pochodzi z badań, w których eksperymentator sztuczki adaptacyjnego układu odpornościowego zwierzęcia laboratoryjnego (Zwykle myszy) do odpowiedzi na nieszkodliwe obce cząsteczki, takie jak obce białko., Sztuczka polega na wstrzyknięciu nieszkodliwej cząsteczki wraz z immunostymulantami (zwykle pochodzenia drobnoustrojowego) zwanymi adiuwantami, które aktywują wrodzony układ odpornościowy. Proces ten nazywa się szczepieniem. Jeśli podawany w ten sposób, prawie każda makrocząsteczka, tak długo, jak jest obce biorcy, może wywołać adaptacyjną odpowiedź immunologiczną, która jest specyficzna dla podawanej makrocząsteczki., Co ciekawe, adaptacyjny układ odpornościowy może odróżnić antygeny, które są bardzo podobne—na przykład między dwoma białkami, które różnią się tylko jednym aminokwasem, lub między dwoma izomerami optycznymi tej samej cząsteczki.
Adaptacyjne odpowiedzi immunologiczne są przeprowadzane przez białe krwinki zwane limfocytami. Istnieją dwie szerokie klasy takich odpowiedzi-odpowiedzi przeciwciał i komórek pośredniczonych odpowiedzi immunologicznych, i są one przeprowadzane przez różne klasy limfocytów, zwanych limfocytów B i limfocytów T, odpowiednio., W odpowiedzi na przeciwciała, komórki B są aktywowane do wydzielania przeciwciał, które są białkami zwanymi immunoglobulinami. Przeciwciała krążą w krwiobiegu i przenikają do innych płynów ustrojowych, gdzie wiążą się specyficznie z obcym antygenem, który stymulował ich produkcję (ryc. 24-2). Wiązanie przeciwciał inaktywuje wirusy i toksyny mikrobiologiczne (takie jak toksyna tężca lub Toksyna błonicza), blokując ich zdolność do wiązania się z receptorami na komórkach gospodarza., Wiązanie z przeciwciałami oznacza również inwazję patogenów na destrukcję, głównie poprzez ułatwianie fagocytarnym komórkom wrodzonego układu odpornościowego ich połknięcia.
rysunek 24-2
dwie główne klasy adaptacyjnych odpowiedzi immunologicznych. Limfocyty prowadzą obie klasy odpowiedzi. Limfocyty reagują na infekcję wirusową. W jednej klasie odpowiedzi, komórki B wydzielają przeciwciała, które neutralizują wirusa. W drugiej, (więcej…,)
w odpowiedzi immunologicznej pośredniczącej w komórkach, drugiej klasie adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej, aktywowane komórki T reagują bezpośrednio z obcym antygenem, który jest im przedstawiony na powierzchni komórki gospodarza. Na przykład komórka T może zabić zakażoną wirusem komórkę gospodarza, która ma antygeny wirusowe na swojej powierzchni, eliminując w ten sposób zakażoną komórkę, zanim wirus będzie miał szansę na replikację (patrz rysunek 24-2). W innych przypadkach Komórka T wytwarza cząsteczki sygnałowe, które aktywują makrofagi, aby zniszczyć inwazyjne drobnoustroje, które mają fagocytozowane.,
rozpoczynamy ten rozdział od omówienia ogólnych właściwości limfocytów. Następnie rozważamy funkcjonalne i strukturalne cechy przeciwciał, które umożliwiają im rozpoznawanie i neutralizację pozakomórkowych drobnoustrojów i toksyn, które wytwarzają. Następnie omawiamy, w jaki sposób komórki B mogą wytwarzać praktycznie nieograniczoną liczbę różnych cząsteczek przeciwciał. Na koniec rozważamy szczególne cechy komórek T i odpowiedzi immunologiczne za które odpowiadają komórki., Co ciekawe, komórki T mogą wykrywać drobnoustroje ukrywające się wewnątrz komórek gospodarza i albo zabić zainfekowane komórki lub pomóc innym komórkom wyeliminować drobnoustroje.