איור11.4.1: דפוסים מולקולריים הקשורים לפתוגן הנקשרים לקולטני זיהוי תבניות על תאי הגנה. מולקולות גליקופרוטאין הידועות כקולטני זיהוי תבניות נמצאות על פני מגוון תאי הגנה בגוף. הם נקראים כך מכיוון שהם מזהים ונקשרים לדפוסים מולקולריים הקשורים לפתוגן - רכיבים מולקולריים הקשורים למיקרואורגניזמים אך אינם נמצאים כחלק מתאים אוקריוטיים. אלה כוללים מולקולות חיידקיות כגון פפטידוגליקן, חומצות טיכואיות, ליפופוליסכריד, מננים, פלגלין, פילין ו- DNA חיידקי. ישנן גם מולקולות לזיהוי תבניות עבור רכיבי RNA דו-גדילי ויראלי (dsRNA) ודפנות תאים פטרייתיים כגון חומצות ליפוטייכואיות, גליקוליפידים, מאנים וזימוסאן. רבים מקולטני זיהוי דפוסים אלה ידועים כקולטנים דמויי אגרה.
לרוב תאי ההגנה על הגוף יש קולטנים לזיהוי דפוסים או PRRs עבור PAMPs נפוצים אלה המאפשרים תגובה מיידית נגד המיקרואורגניזם הפולש. ניתן לזהות דפוסים מולקולריים הקשורים לפתוגן גם על ידי סדרה של קולטנים לזיהוי דפוסים מסיסים בדם המתפקדים כאופסונינים ויוזמים את מסלולי המשלים. בסך הכל, המערכת החיסונית המולדת נחשבת לזהות כ-10 3 מהדפוסים המולקולריים המיקרוביאליים הללו.
חסינות מולדת מוקדמת מתחילה 4 - 96 שעות לאחר החשיפה לגורם זיהומי וכרוכה בגיוס תאי הגנה כתוצאה מדפוסים מולקולריים הקשורים לפתוגן או קישור PAMPS לקולטני זיהוי דפוסים או PRRs. דפוסים מולקולריים הקשורים לפתוגן או PAMPs הם מולקולות המשותפות לקבוצות של חיידקים קשורים החיוניים להישרדותם של אותם אורגניזמים ואינן נמצאות קשורות לתאי יונקים.
חסינות מולדת מוקדמת מתחילה 4 - 96 שעות לאחר החשיפה לגורם זיהומי וכרוכה בגיוס תאי הגנה כתוצאה מדפוסים מולקולריים הקשורים לפתוגן או קשירת PAMPS לקולטני זיהוי דפוסים או PRRs ודפוסים מולקולריים הקשורים לסכנה או DAMPs. קישור לקולטנים לזיהוי סכנה או DRRs. קולטנים לזיהוי דפוסים אנדוציטיים נמצאים על פני השטח של פגוציטים ומקדמים את ההתקשרות של מיקרואורגניזמים לפגוציטים.
ציטוקינים הם חלבונים מסיסים במשקל מולקולרי נמוך המיוצרים בתגובה לאנטיגן ומתפקדים כשליחים כימיים לוויסות מערכת החיסון המולדת והסתגלנית. ציטוקינים הם פליאוטרופיים, כלומר ציטוקין מסוים יכול לפעול על מספר סוגים שונים של תאים ולא על סוג תא בודד. ציטוקינים מיותרים, כלומר מספר ציטוקינים שונים מסוגלים לבצע את אותה פונקציה.
פגוציטים במנוחה מופעלים על ידי מתווכים דלקתיים ומייצרים קולטנים על פני השטח המגבירים את יכולתם להיצמד למשטח הפנימי של דפנות הנימים ומאפשרים להם להידחק מהנימים ולהיכנס לרקמה, תהליך הנקרא דיאפדיזה. ההפעלה מאפשרת גם לפגוציטים לייצר קולטנים לזיהוי דפוסים אנדוציטיים המזהים ונקשרים ל- PAMPs מיקרוביאליים על מנת לחבר את החיידק לפגוציט, כמו גם להפגין חילוף חומרים מוגבר ומיקרוביציד.
תאי Natural Killer (NK) מסוגלים לזהות תאים נגועים, תאים סרטניים ותאים לחוצים ולהרוג אותם. בנוסף, הם מייצרים מגוון ציטוקינים, כולל ציטוקינים פרו-דלקתיים, כימוקינים, גורמים מעוררי מושבה וציטוקינים אחרים המתפקדים כמווסתים של הגנות הגוף. כאשר תאי הגוף נמצאים תחת לחץ, הופכים לגידולים או נגועים, נוצרות מולקולות שונות הנגרמות על ידי מתח ומונחות על פני התא.
התגובה הדלקתית היא ניסיון של הגוף לשקם ולשמור על הומאוסטזיס לאחר פציעה ומהווה חלק בלתי נפרד מההגנה על הגוף. מרבית מרכיבי ההגנה על הגוף ממוקמים בדם והדלקת היא האמצעי שבאמצעותו תאי הגנה בגוף וכימיקלים להגנה עוזבים את הדם ונכנסים לרקמה סביב האתר הפגוע או הנגוע. דלקת מועילה במהותה, עם זאת, דלקת עודפת או ממושכת עלולה לגרום נזק.
ברזל נחוץ כקופקטור לאנזימים מסוימים הן בחיידקים והן בבני אדם. גם חיידקים וגם תאים אנושיים מייצרים צ'לטורי ברזל הלוכדים ברזל חופשי מסביבתם ומעבירים אותו לתא. במהלך ההדבקה, הגוף מבצע התאמה מטבולית ניכרת על מנת להפוך את הברזל לבלתי זמין למיקרואורגניזמים. המחסור בברזל יכול לעכב את צמיחתם של חיידקים רבים.
מקרופאגים מופעלים ולוקוציטים אחרים משחררים ציטוקינים דלקתיים כגון TNF-alpha, IL-1 ו-IL-6 כאשר קולטני זיהוי התבניות שלהם (PRRs) קושרים דפוסים מולקולריים הקשורים לפתוגן או PAMPs. ציטוקינים אלה מעוררים את ההיפותלמוס הקדמי של המוח, החלק במוח המווסת את טמפרטורת הגוף, לייצר פרוסטגלנדין E2, מה שמוביל לעלייה בייצור החום הגופני ולהגברת התכווצות כלי הדם.
תגובת השלב החריף היא הגנה מולדת על הגוף הנראית במהלך מחלות חריפות וכוללת ייצור מוגבר של חלבוני דם מסוימים המכונים חלבוני פאזה חריפה. ציטוקינים דלקתיים המיוצרים במהלך חסינות מולדת עוברים בדם וממריצים הפטוציטים בכבד לסנתז ולהפריש חלבונים בשלב אקוטי. שני חלבונים חשובים בשלב אקוטי הם חלבון תגובתי C וחלבון קושר מנוז, שניהם מתפקדים כקולטנים לזיהוי דפוסים מסיסים.
רוב לימפוציטים מסוג T ולימפוציטים B בגוף מעורבים בתגובות החיסון ההסתגלותיות שבהן קולטנים ספציפיים על לימפוציטים מסוג T (קולטני תאי T או TCR) ולימפוציטים B (קולטני תאי B או BCR) מזהים אנטיגנים ספציפיים של חיידקים ספציפיים. לימפוציטים T תוך-אפיתליים ותאי B-1, לעומת זאת, הם תת-אוכלוסיות של לימפוציטים מסוג T ולימפוציטים B בעלי מגוון מצומצם יותר של קולטנים ונועדו לזהות ישירות את החיידקים הנפוצים יותר.
