21.5: الاستجابة المناعية ضد مسببات الأمراض
- Page ID
- 203342
أهداف التعلم
- شرح تطور الكفاءة المناعية
- وصف الاستجابة المناعية المخاطية
- ناقش الاستجابات المناعية ضد مسببات الأمراض البكتيرية والفيروسية والفطرية والحيوانية
- وصف الطرق المختلفة التي تتجنب بها مسببات الأمراض الاستجابات المناعية
الآن بعد أن فهمت تطور الخلايا البائية الناضجة والساذجة والخلايا التائية، وبعض وظائفها الرئيسية، كيف تجتمع كل هذه الخلايا والبروتينات والسيتوكينات المختلفة معًا لحل العدوى فعليًا؟ من الناحية المثالية، ستؤدي الاستجابة المناعية إلى تخليص الجسم من العامل الممرض تمامًا. إن الاستجابة المناعية التكيفية، مع توسعها النسيلي السريع، مناسبة تمامًا لهذا الغرض. فكر في العدوى الأولية على أنها سباق بين العامل الممرض والجهاز المناعي. يتجاوز العامل الممرض دفاعات الحاجز ويبدأ في التكاثر في جسم المضيف. خلال أول 4 إلى 5 أيام، ستتحكم الاستجابة المناعية الفطرية جزئيًا في نمو مسببات الأمراض ولكن لا توقفه. ومع تقدم الاستجابة المناعية التكيفية، ستبدأ في إزالة العامل الممرض من الجسم، بينما تصبح في نفس الوقت أقوى وأقوى. عند متابعة استجابات الأجسام المضادة في المرضى الذين يعانون من مرض معين مثل الفيروس، يشار إلى هذا التخليص باسم التحويل المصلي (sero- = «serum»). التحويل المصلي هو العلاقة المتبادلة بين مستويات الفيروس في الدم ومستويات الأجسام المضادة. مع ارتفاع مستويات الأجسام المضادة، تنخفض مستويات الفيروس، وهذه علامة على أن الاستجابة المناعية فعالة جزئيًا على الأقل (جزئيًا، لأنه في العديد من الأمراض، لا يعني التحويل المصلي بالضرورة أن المريض يتحسن).
ومن الأمثلة الممتازة على ذلك التحول المصلي أثناء مرض فيروس نقص المناعة البشرية (الشكل\(\PageIndex{1}\)). لاحظ أن الأجسام المضادة تُصنع مبكرًا في هذا المرض، وترتبط الزيادة في الأجسام المضادة لفيروس نقص المناعة البشرية بانخفاض الفيروس القابل للكشف في الدم. على الرغم من أن هذه الأجسام المضادة هي علامة مهمة لتشخيص المرض، إلا أنها ليست كافية لإزالة الفيروس تمامًا. بعد عدة سنوات، ستفقد الغالبية العظمى من هؤلاء الأفراد، إذا لم يتم علاجهم، استجابتهم المناعية التكيفية بالكامل، بما في ذلك القدرة على صنع الأجسام المضادة، خلال المراحل النهائية من الإيدز.
اتصال يومي
المطهرات: خوض المعركة الجيدة؟
«اغسل يديك!» كان الآباء يخبرون أطفالهم بذلك منذ أجيال. يمكن للأيدي القذرة أن تنشر المرض. ولكن هل من الممكن التخلص من مسببات الأمراض الكافية التي لن يمرض بها الأطفال أبدًا؟ هل الأطفال الذين يتجنبون التعرض لمسببات الأمراض أفضل حالًا؟ يبدو أن الإجابات على هذين السؤالين هي لا.
المناديل المضادة للبكتيريا والصابون والمواد الهلامية وحتى الألعاب التي تحتوي على مواد مضادة للبكتيريا مضمنة في البلاستيك موجودة في كل مكان في مجتمعنا. ومع ذلك، فإن هذه المنتجات لا تخلص الجلد والجهاز الهضمي من البكتيريا، وستكون ضارة بصحتنا إذا فعلت ذلك. نحن بحاجة إلى هذه البكتيريا غير المسببة للأمراض في أجسامنا وداخلها لمنع البكتيريا المسببة للأمراض من النمو. وبالتالي فإن الرغبة في الحفاظ على نظافة الأطفال تمامًا ربما تكون مضللة. سوف يمرض الأطفال على أي حال، والفوائد اللاحقة للذاكرة المناعية تفوق بكثير المضايقات البسيطة لمعظم أمراض الطفولة. في الواقع، الإصابة بأمراض مثل الجدري أو الحصبة في وقت لاحق من الحياة أصعب بكثير على البالغين وترتبط بأعراض أسوأ بكثير من تلك التي تظهر في أمراض الطفولة. بالطبع، تساعد اللقاحات الأطفال على تجنب بعض الأمراض، ولكن هناك الكثير من مسببات الأمراض، ولن نكون أبدًا محصنين ضدها جميعًا.
هل يمكن أن يكون الإفراط في النظافة هو سبب زيادة الحساسية في البلدان الأكثر تقدمًا؟ يعتقد بعض العلماء ذلك. تعتمد الحساسية على استجابة الأجسام المضادة IgE. يعتقد العديد من العلماء أن النظام تطور لمساعدة الجسم على التخلص من طفيليات الديدان. نظرية النظافة هي فكرة أن الجهاز المناعي موجه للاستجابة للمستضدات، وإذا لم تكن مسببات الأمراض موجودة، فسوف يستجيب بدلاً من ذلك للمستضدات غير المناسبة مثل مسببات الحساسية والمستضدات الذاتية. هذا هو أحد التفسيرات لارتفاع معدل الإصابة بالحساسية في البلدان المتقدمة، حيث تسبب الاستجابة لغير مسببات الأمراض مثل حبوب اللقاح والجمبري ووبر القطط ردود فعل تحسسية بينما لا تؤدي أي وظيفة وقائية.
الاستجابة المناعية المخاطية
الأنسجة المخاطية هي حواجز رئيسية أمام دخول مسببات الأمراض إلى الجسم. يمكن أن ترتبط الأجسام المضادة IgA (وأحيانًا IgM) في المخاط والإفرازات الأخرى بمسببات الأمراض، وفي حالات العديد من الفيروسات والبكتيريا، يتم تحييدها. التحييد هو عملية طلاء العامل الممرض بالأجسام المضادة، مما يجعل من المستحيل جسديًا على العامل الممرض الارتباط بالمستقبلات. التحييد، الذي يحدث في الدم واللمف وسوائل وإفرازات الجسم الأخرى، يحمي الجسم باستمرار. الأجسام المضادة المحايدة هي أساس الحماية من الأمراض التي توفرها اللقاحات. عادة ما تتم صياغة لقاحات الأمراض التي تدخل الجسم عادة عن طريق الأغشية المخاطية، مثل الأنفلونزا، لتعزيز إنتاج IgA.
تمتص الاستجابات المناعية في بعض الأنسجة المخاطية مثل بقع Peyer (انظر [الرابط]) في الأمعاء الدقيقة مستضدات الجسيمات بواسطة خلايا متخصصة تعرف باسم الخلايا الميكروية أو الخلايا M (الشكل\(\PageIndex{2}\)). تسمح هذه الخلايا للجسم بأخذ عينات من مسببات الأمراض المحتملة من التجويف المعوي. تقوم الخلايا الجذعية بعد ذلك بنقل المستضد إلى العقد الليمفاوية الإقليمية، حيث يتم تركيب استجابة مناعية.
دفاعات ضد البكتيريا والفطريات
يحارب الجسم مسببات الأمراض البكتيرية بمجموعة متنوعة من الآليات المناعية، ويحاول أساسًا العثور على آلية فعالة. تقاوم بكتيريا مثل المتفطرة الجذام، التي تسبب الجذام، الإنزيمات الليزوزومية ويمكن أن تستمر في عضيات البلاعم أو تتسرب إلى السيتوسول. في مثل هذه الحالات، تقوم البلاعم المصابة التي تتلقى إشارات السيتوكين من خلايا Th1 بتشغيل مسارات أيضية خاصة. يعتبر التمثيل الغذائي التأكسدي البلاعم معاديًا للبكتيريا داخل الخلايا، وغالبًا ما يعتمد على إنتاج أكسيد النيتريك لقتل البكتيريا داخل البلاعم.
تعد الالتهابات الفطرية، مثل تلك التي تصيب الرشاشيات والمبيضات والالتهاب الرئوي، عدوى انتهازية إلى حد كبير تستفيد من الاستجابات المناعية المكبوتة. معظم الآليات المناعية الفعالة ضد البكتيريا لها تأثيرات مماثلة على الفطريات، وكلاهما له هياكل جدار خلوية مميزة تحمي خلاياها.
دفاعات ضد الطفيليات
يُنظر إلى طفيليات الديدان مثل الديدان الطفيلية على أنها السبب الرئيسي لتطور الاستجابة المناعية المخاطية والحساسية والربو بوساطة IgE والحمضات. كانت هذه الطفيليات في وقت ما شائعة جدًا في المجتمع البشري. عند إصابة الإنسان، غالبًا عن طريق الطعام الملوث، تستقر بعض الديدان في الجهاز الهضمي. تنجذب اليوزينيات إلى الموقع بواسطة السيتوكينات ذات الخلايا التائية، التي تطلق محتوياتها الحبيبية عند وصولها. يحدث أيضًا تحلل الخلايا البدينة، ويُعتقد أن تسرب السوائل الناتج عن زيادة نفاذية الأوعية الدموية المحلية له تأثير على الطفيل، مما يؤدي إلى طرد يرقاته من الجسم. علاوة على ذلك، إذا قام IgE بتسمية الطفيل، يمكن أن ترتبط الحمضات به من خلال مستقبلات Fc.
الدفاعات ضد الفيروسات
الآليات الأساسية ضد الفيروسات هي خلايا NK والإنترفيرون والخلايا التائية السامة للخلايا. تكون الأجسام المضادة فعالة ضد الفيروسات في الغالب أثناء الحماية، حيث يمكن للفرد المناعي تحييدها بناءً على التعرض السابق. لا تؤثر الأجسام المضادة على الفيروسات أو مسببات الأمراض الأخرى داخل الخلايا بمجرد دخولها الخلية، لأن الأجسام المضادة غير قادرة على اختراق الغشاء البلازمي للخلية. تستجيب العديد من الخلايا للعدوى الفيروسية عن طريق تقليل تعبيرها عن جزيئات MHC من الفئة الأولى. هذا لصالح الفيروس، لأنه بدون تعبير الفئة الأولى، لا يكون للخلايا التائية السامة للخلايا أي نشاط. ومع ذلك، يمكن للخلايا NK التعرف على الخلايا السالبة من الفئة I المصابة بالفيروس وتدميرها. وبالتالي، فإن NK والخلايا التائية السامة للخلايا لها أنشطة تكميلية ضد الخلايا المصابة بالفيروس.
ينشط الإنترفيرون في إبطاء تكاثر الفيروس ويستخدم في علاج بعض الأمراض الفيروسية، مثل التهاب الكبد B و C، ولكن قدرته على القضاء على الفيروس بشكل كامل محدودة. ومع ذلك، تعد استجابة الخلايا التائية السامة للخلايا أمرًا أساسيًا، حيث إنها في النهاية تطغى على الفيروس وتقتل الخلايا المصابة قبل أن يتمكن الفيروس من إكمال دورة التكاثر. إن التوسع النسيلي وقدرة الخلايا التائية السامة للخلايا على قتل أكثر من خلية مستهدفة تجعل هذه الخلايا فعالة بشكل خاص ضد الفيروسات. في الواقع، بدون الخلايا التائية السامة للخلايا، من المحتمل أن يموت البشر جميعًا في مرحلة ما بسبب عدوى فيروسية (إذا لم يكن هناك لقاح متاح).
التهرب من الجهاز المناعي بواسطة مسببات الأمراض
من المهم أن تضع في اعتبارك أنه على الرغم من تطور الجهاز المناعي ليكون قادرًا على التحكم في العديد من مسببات الأمراض، إلا أن مسببات الأمراض نفسها طورت طرقًا لتجنب الاستجابة المناعية. ومن الأمثلة التي سبق ذكرها في مرض السل الفطري، الذي طور جدارًا خليويًا معقدًا مقاومًا للإنزيمات الهضمية للبلاعم التي تبتلعها، وبالتالي يستمر في المضيف، مما يتسبب في مرض السل المزمن. يلخص هذا القسم بإيجاز الطرق الأخرى التي يمكن لمسببات الأمراض من خلالها «التغلب» على الاستجابات المناعية. لكن ضع في اعتبارك أنه على الرغم من أنه يبدو أن مسببات الأمراض لديها إرادة خاصة بها، إلا أنها لا تفعل ذلك. كل هذه «الاستراتيجيات» المراوغة نشأت بشكل صارم عن طريق التطور، مدفوعًا بالاختيار.
تتجنب البكتيريا أحيانًا الاستجابات المناعية لأنها موجودة في سلالات متعددة، مثل مجموعات مختلفة من المكورات العنقودية الذهبية. توجد بكتيريا S. aureus بشكل شائع في حالات العدوى الجلدية البسيطة، مثل الدمامل، ويؤويها بعض الأشخاص الأصحاء في أنفهم. ومع ذلك، أصبحت مجموعة صغيرة من سلالات هذه البكتيريا، تسمى المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين، مقاومة للمضادات الحيوية المتعددة ولا يمكن علاجها بشكل أساسي. تختلف السلالات البكتيرية المختلفة في المستضدات على أسطحها. لا تؤثر الاستجابة المناعية ضد سلالة واحدة (المستضد) على الأخرى؛ وبالتالي، تبقى الأنواع على قيد الحياة.
طريقة أخرى للتهرب المناعي هي الطفرة. نظرًا لأن الجزيئات السطحية للفيروسات تتغير باستمرار، تتغير الفيروسات مثل الأنفلونزا بشكل كافٍ كل عام بحيث لا يحمي لقاح الإنفلونزا لمدة عام واحد من الأنفلونزا الشائعة في العام التالي. يجب استخلاص تركيبات لقاح جديدة لكل موسم إنفلونزا.
إعادة التركيب الجيني - الجمع بين شرائح الجينات من اثنين من مسببات الأمراض المختلفة - هو شكل فعال للتهرب المناعي. على سبيل المثال، يحتوي فيروس الإنفلونزا على شرائح جينية يمكن إعادة تجميعها عندما يصيب فيروسان مختلفان نفس الخلية. أدت إعادة التركيب بين فيروسات إنفلونزا البشر والخنازير إلى تفشي إنفلونزا الخنازير H1N1 عام 2010.
يمكن لمسببات الأمراض إنتاج جزيئات مثبطة للمناعة تضعف وظيفة المناعة، وهناك عدة أنواع مختلفة. تعد الفيروسات جيدة بشكل خاص في التهرب من الاستجابة المناعية بهذه الطريقة، وقد ثبت أن العديد من أنواع الفيروسات تقمع الاستجابة المناعية للمضيف بطرق أكثر دقة بكثير من التدمير الشامل الذي يسببه فيروس نقص المناعة البشرية.
مراجعة الفصل
الطفولة المبكرة هي الوقت الذي يطور فيه الجسم الكثير من ذاكرته المناعية التي تحميه من الأمراض في مرحلة البلوغ. غالبًا ما ترتبط مكونات الاستجابة المناعية التي لها أقصى فعالية ضد العامل الممرض بفئة مسببات الأمراض المعنية. تكون البكتيريا والفطريات عرضة بشكل خاص للتلف بسبب البروتينات التكميلية، في حين يتم الاعتناء بالفيروسات عن طريق الإنترفيرون والخلايا التائية السامة للخلايا. تتعرض الديدان للهجوم من قبل اليوزينيات. ومع ذلك، فقد أظهرت مسببات الأمراض القدرة على تجنب الاستجابات المناعية للجسم، مما يؤدي بعضها إلى التهابات مزمنة أو حتى الموت. يمر جهاز المناعة ومسببات الأمراض بسباق تطوري بطيء لمعرفة من يبقى في القمة. نأمل أن يحافظ الطب الحديث على النتائج منحرفة لصالح البشر.
مراجعة الأسئلة
س: ما هي الإنزيمات الموجودة في البلاعم المهمة لإزالة البكتيريا داخل الخلايا؟
أ. التمثيل الغذائي
ب. الميتوكوند
C. النووية
الدكتور الليزوزومال
الإجابة: د
س: ما نوع مرض الرئة المزمن الذي تسببه المتفطرة؟
أ. الربو
ب. انتفاخ الرئة
ج. مرض السل
د. الجذام
الإجابة: ج
س: ما نوع الاستجابة المناعية الأكثر فعالية بشكل مباشر ضد البكتيريا؟
أ. الخلايا القاتلة الطبيعية
ب. مكمل
C. الخلايا التائية السامة للخلايا
د. الخلايا التائية المساعدة
الإجابة: ب
س: ما سبب وجوب تحصينك بلقاح إنفلونزا جديد كل عام؟
أ. اللقاح وقائي لمدة عام فقط
طفرة ب.
ج. التمثيل الغذائي التأكسدي البلاعم
د. استجابة الذاكرة
الإجابة: ب
س: ما نوع الاستجابة المناعية التي تعمل بالتنسيق مع الخلايا التائية السامة للخلايا ضد الخلايا المصابة بالفيروس؟
أ. الخلايا القاتلة الطبيعية
ب. مكمل
C. الأجسام المضادة
ذاكرة D.
الإجابة: أ
أسئلة التفكير النقدي
س: وصف كيفية عمل التحويل المصلي في مرض فيروس نقص المناعة البشرية.
ج: التحول المصلي هو إزالة الفيروس في المصل بسبب الزيادة في مستويات الأجسام المضادة المحددة في المصل. يحدث التحول المصلي في المراحل المبكرة من مرض فيروس نقص المناعة البشرية. لسوء الحظ، لا يمكن للجسم المضاد إزالة الفيروس تمامًا من الجسم، وبالتالي فإنه غالبًا ما يتطور إلى الإيدز.
س: وصف مرض السل وتأثير المارة الأبرياء.
أ- يحدث السل بسبب البكتيريا المقاومة للإنزيمات الليزوزومية في البلاعم السنخية، مما يؤدي إلى عدوى مزمنة. تتسبب الاستجابة المناعية لهذه البكتيريا في الواقع في معظم تلف الرئة الذي يميز هذا المرض الذي يهدد الحياة.
مسرد المصطلحات
- الأيض التأكسدي البلاعم
- تم تشغيل التمثيل الغذائي في البلاعم بواسطة إشارات الخلايا التائية التي تساعد على تدمير البكتيريا داخل الخلايا
- معادلة
- تعطيل الفيروس عن طريق ربط جسم مضاد معين
- التحويل المصلي
- إزالة مسببات الأمراض في المصل والارتفاع المتزامن للأجسام المضادة في المصل