Skip to main content
Global

42.3: תגובה חיסונית מולדת - זיהוי פתוגנים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    210558

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה
    • תאר את תפקידם של PAMPs ו- PRRs, אינטרפרונים וציטוקינים אחרים בחסינות מולדת

    כאשר פתוגן נכנס לגוף, תאים בדם ובלימפה מזהים את הדפוסים המולקולריים הספציפיים הקשורים לפתוגן (PAMPs) על פני הפתוגן. PAMPs הם "חתימות" של פחמימות, פוליפפטיד וחומצות גרעין המתבטאות על ידי וירוסים, חיידקים וטפילים, אך שונות ממולקולות בתאי המארח. PAMPs אלה מאפשרים למערכת החיסון לזהות "עצמי" מ"אחר "כדי לא להרוס את המארח.

    למערכת החיסון יש תאים ספציפיים עם קולטנים המזהים PAMPs אלה. מקרופאג הוא תא גדול ופגוציטי הבולע חלקיקים זרים ופתוגנים. מקרופאגים מזהים PAMPs באמצעות קולטני זיהוי דפוסים משלימים (PRRs). PRRs הם מולקולות על מקרופאגים ותאים דנדריטים הנמצאים במגע עם הסביבה החיצונית ובכך יכולים לזהות PAMPs כאשר הם קיימים. מונוציט, סוג של לויקוציטים (תאי דם לבנים) המסתובב בדם ובלימפה, מתמיין למקרופאגים לאחר שהוא עובר לרקמה נגועה. תאים דנדריטים קושרים חתימות מולקולריות של פתוגנים, מקדמים בליעה והרס של פתוגנים.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): תאי דם הקשורים לתגובה החיסונית המולדת: תאי הדם כוללים (1) מונוציטים, (2) לימפוציטים, (3) נויטרופילים, (4) תאי דם אדומים ו- (5) טסיות דם. לויקוציטים (1, 2, 3) הם תאי דם לבנים הממלאים תפקיד חשוב במערכת החיסון של הגוף.
    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): תאים המעורבים במערכת החיסון המולדת: למערכת החיסון יש תאים ספציפיים שתפקידם לזהות דפוסים מולקולריים הקשורים לפתוגן. המאפיינים והמיקום של תאים המעורבים במערכת החיסון המולדת מתוארים בתרשים זה.

    לאחר גילוי פתוגן, מערכת החיסון חייבת לעקוב גם אם היא משתכפלת תוך תאית (בתוך התא, כמו ברוב הנגיפים וכמה חיידקים) או חוץ -תאית (מחוץ לתא, כמו עם חיידקים אחרים, אך לא וירוסים). מערכת החיסון המולדת חייבת להגיב בהתאם על ידי זיהוי הפתוגן החוץ תאי ו/או על ידי זיהוי תאי מארח שכבר נדבקו.

    שחרור ציטוקינים משפיע

    הקישור של PRRs עם PAMPs מעורר שחרור של ציטוקינים, המסמנים כי קיים פתוגן וצריך להשמיד אותו יחד עם כל התאים הנגועים. ציטוקין הוא שליח כימי המווסת את התמיינות התאים (צורה ותפקוד), התפשטות (ייצור) וביטוי גנים כדי להשפיע על תגובות החיסון. לפחות 40 סוגים של ציטוקינים קיימים בבני אדם השונים זה מזה מבחינת סוג התא המייצר אותם, סוג התא המגיב אליהם והשינויים שהם מייצרים.

    תת-סוג אחד של ציטוקינים הוא האינטרלוקין (IL), המתווך אינטראקציות בין לויקוציטים (תאי דם לבנים). אינטרלוקינים מעורבים בגישור על התגובות החיסוניות המולדות והסתגלות. בנוסף לשחרור מהתאים לאחר זיהוי PAMP, ציטוקינים משתחררים על ידי התאים הנגועים הנקשרים לתאים לא נגועים בקרבת מקום, וגורמים לתאים אלה לשחרר ציטוקינים, וכתוצאה מכך פרץ ציטוקינים.

    סוג שני של ציטוקינים הוא אינטרפרונים, המשתחררים על ידי תאים נגועים כאזהרה לתאים לא נגועים בקרבת מקום. פונקציה של אינטרפרונים היא לעכב שכפול ויראלי, מה שהופך אותם ליעילים במיוחד נגד וירוסים. יש להם גם תפקידים חשובים אחרים, כמו מעקב אחר גידולים. אינטרפרונים פועלים על ידי איתות לתאים לא נגועים שכנים להרוס RNA (לרוב ביומולקולה חשובה מאוד לנגיפים) ולהפחית את סינתזת החלבון; איתות לתאים נגועים שכנים לעבור אפופטוזיס (מוות תאים מתוכנת); והפעלת תאי חיסון.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): שחרור אינטרפרון: אינטרפרונים הם ציטוקינים המשתחררים על ידי תא נגוע בנגיף. התגובה של תאים שכנים לאינטרפרונים עוזרת לבלום את הזיהום.

    ציטוקינים גם שולחים משוב לתאים של מערכת העצבים כדי להביא לתסמינים הכוללים של תחושת חולה, הכוללים עייפות, כאבי שרירים ובחילה. ייתכן שהשפעות אלה התפתחו מכיוון שהתסמינים מעודדים את האדם לנוח, ומונעים ממנו להפיץ את הזיהום לאחרים. ציטוקינים גם מעלים את טמפרטורת גוף הליבה, וגורמים לחום, הגורם לכבד למנוע ברזל מהדם. ללא ברזל, פתוגנים מסוימים (כמו חיידקים מסוימים) אינם מסוגלים לשכפל; זה נקרא חסינות תזונתית.

    פגוציטוזיס ודלקת

    הציטוקינים הראשונים המיוצרים הם פרו-דלקתיים; כלומר, הם מעודדים דלקת, או אדמומיות מקומית, נפיחות (בצקת), חום, אובדן תפקוד וכאבים הנובעים מתנועת לויקוציטים ונוזלים דרך נימים חדירים יותר ויותר לאתר של זיהום. אוכלוסיית הלוקוציטים המגיעה לאתר זיהום תלויה באופי הפתוגן המדביק. גם מקרופאגים וגם תאים דנדריטים בולעים פתוגנים ופסולת תאית באמצעות פגוציטוזיס. נויטרופיל הוא גם ליקוציט פגוציטי הבולע ומעכל פתוגנים. לנויטרופילים, הלוקוציטים הנפוצים ביותר של מערכת החיסון, יש גרעין עם שתיים עד חמש אונות ומכילים אברונים (ליזוזומים) המעכלים פתוגנים נבלעים. אאוזינופיל הוא ליקוציט שעובד עם אאוזינופילים אחרים כדי להקיף טפיל. הוא מעורב בתגובה אלרגית ובהגנה מפני helminthes (תולעים טפיליות).

    נויטרופילים ואאוזינופילים הם לויקוציטים חשובים במיוחד הבולעים פתוגנים גדולים, כמו חיידקים ופטריות. תא תורן הוא ליקוציט המייצר מולקולות דלקתיות, כמו היסטמין, בתגובה לפתוגנים גדולים. בזופיל הוא ליקוציט שכמו נויטרופיל משחרר כימיקלים כדי לעורר את התגובה הדלקתית. בזופילים מעורבים גם בתגובות אלרגיה ורגישות יתר וגורמים לסוגים ספציפיים של תגובות דלקתיות. אאוזינופילים ובזופילים מייצרים מתווכים דלקתיים נוספים כדי לגייס יותר לויקוציטים. תגובה חיסונית רגישה לאנטיגנים לא מזיקים, כמו באבקה, כרוכה לעתים קרובות בשחרור היסטמין על ידי בזופילים ותאי פיטום; זו הסיבה שתרופות רבות נגד אלרגיה הן אנטי-היסטמינים.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): תגובה חיסונית מולדת לחתכים: בתגובה לחתך, תאי פיטום מפרישים היסטמינים הגורמים להתרחבות נימים סמוכים. נויטרופילים ומונוציטים עוזבים את הנימים. מונוציטים מתבגרים למקרופאגים. נויטרופילים, תאים דנדריטים ומקרופאגים משחררים כימיקלים כדי לעורר את התגובה הדלקתית. נויטרופילים ומקרופאגים צורכים גם חיידקים פולשים על ידי פגוציטוזיס.

    נקודות מפתח

    • פתוגנים מזוהים על ידי מגוון תאי חיסון, כגון מקרופאגים ותאים דנדריטים, באמצעות דפוסים מולקולריים הקשורים לפתוגן (PAMPs) על פני הפתוגן, המקיימים אינטראקציה עם קולטנים משלימים לזיהוי דפוסים (PRRs) על פני תאי החיסון.
    • עם קישור PRRs עם PAMPs (זיהוי פתוגנים), תאי החיסון משחררים ציטוקינים כדי לומר לתאים אחרים להתחיל להילחם בחזרה.
    • סוג אחד של ציטוקינים, אינטרפרונים, מזהיר תאים לא נגועים בקרבת מקום מפני זיהום מתקרב, גורם לתאים להתחיל לבקע RNA ולהפחית את סינתזת החלבון, ולאותת לתאים נגועים בקרבת מקום לעבור אפופטוזיס.
    • סוג אחר של ציטוקינים, הנקרא אינרלוקינים, מתווך אינטראקציות בין תאי דם לבנים (לויקוציטים) ועוזר לגשר על התגובות החיסוניות המולדות והסתגלות.
    • דלקת (רקמה חמה, אדומה, נפוחה וכואבת הקשורה לזיהום) מעודדת על ידי ציטוקינים המיוצרים מיד עם זיהוי הפתוגן; העלייה בזרימת הדם הקשורה לדלקת מאפשרת ליותר לויקוציטים (סוג של תא חיסון מולד) להגיע לאזור הנגוע.

    מונחי מפתח

    • מקרופאג: תא דם לבן הפוגוציטיזציה של פסולת תאים נמקיים וחומר זר, כולל וירוסים, חיידקים ודיו קעקוע; חלק ממערכת החיסון המולדת
    • פגוציטוזיס: התהליך שבו תא משלב חלקיק על ידי הרחבת פסאודופודיה ומשיכת החלקיק לתוך ואקום של הציטופלזמה שלו
    • ציטוקין: כל אחד מחלבוני הרגולציה הקטנים השונים המווסתים את תאי מערכת החיסון; הם משתחררים עם קישור PRRs ל-PAMPS